信息管理云平臺(tái)無狀態(tài)服務(wù)應(yīng)用研究論文
信息管理云平臺(tái)結(jié)構(gòu)復(fù)雜度高，系統(tǒng)信息吞吐量大，為提高系統(tǒng)響應(yīng)性能以及系統(tǒng)可擴(kuò)展性，云平臺(tái)采用無狀態(tài)服務(wù)技術(shù)，提高平臺(tái)系統(tǒng)的可伸縮性，系統(tǒng)可以通過負(fù)載均衡等手段，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)系統(tǒng)的水平擴(kuò)展，提高系統(tǒng)整體性能。
云計(jì)算平臺(tái)架構(gòu)復(fù)雜，平臺(tái)邏輯業(yè)務(wù)數(shù)量多，系統(tǒng)前臺(tái)與后臺(tái)交互信息量大，平臺(tái)的服務(wù)設(shè)計(jì)成無狀態(tài)服務(wù)更適應(yīng)云計(jì)算平臺(tái)應(yīng)用場(chǎng)景，服務(wù)不保持狀態(tài)信息，也即是客戶端與服務(wù)端交互活動(dòng)的信息，當(dāng)客戶端向服務(wù)器端發(fā)送服務(wù)請(qǐng)求時(shí)，在服務(wù)請(qǐng)求中攜帶服務(wù)器端服務(wù)響應(yīng)請(qǐng)求所需要的一切信息[1]，或者，服務(wù)端可以從外部獲取到需要的信息，比如從數(shù)據(jù)庫或內(nèi)存獲取。
對(duì)于無狀態(tài)服務(wù)端，如果服務(wù)端有多個(gè)服務(wù)器集群[2]而成，從客戶端角度來說，由于服務(wù)是無狀態(tài)的，客戶端的請(qǐng)求可以發(fā)到集群中的任意一臺(tái)服務(wù)器，獲得相同的響應(yīng)結(jié)果，這樣，系統(tǒng)可以通過負(fù)載均衡[3]等手段，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)系統(tǒng)的水平擴(kuò)展，提高平臺(tái)系統(tǒng)的可伸縮性。平臺(tái)的水平可擴(kuò)展性能對(duì)云計(jì)算平臺(tái)非常重要。
1 無狀態(tài)服務(wù)概念
兩個(gè)相互關(guān)聯(lián)的Web用戶進(jìn)行交互操作，需要保留操作相關(guān)的公共信息，這些公共信息即為Web應(yīng)用服務(wù)的狀態(tài)，比如用戶狀態(tài)信息或工作流狀態(tài)信息。狀態(tài)信息被指定不同的作用域 [4]，狀態(tài)存儲(chǔ)的由客戶端或 服務(wù)器端負(fù)責(zé)。在Web應(yīng)用中，服務(wù)狀態(tài)的存儲(chǔ)為系統(tǒng)開發(fā)提供方便，但對(duì)于分布式系統(tǒng)而言，帶來其他方面的限制，比如容錯(cuò)性和可靠性限制，倘若報(bào)文丟失、重復(fù)、傳送失序或者保有用戶信息的服務(wù)器崩潰宕機(jī)，狀態(tài)信息就會(huì)出錯(cuò)。
如果服務(wù)器在響應(yīng)服務(wù)器請(qǐng)求時(shí)使用了錯(cuò)誤的狀態(tài)信息，則有可能做出錯(cuò)誤的響應(yīng)，而且用戶的最近所有交互操作不能透明地轉(zhuǎn)移到其他冗余服務(wù)器上。
此外還有服務(wù)的負(fù)載均衡限制。因?yàn)槿绻⻊?wù)在有狀態(tài)模式，某個(gè)用戶的請(qǐng)求必須發(fā)送給已經(jīng)保存了它的狀態(tài)信息的服務(wù)器才能成功獲得服務(wù)，如果提交到其他服務(wù)器，由于沒有其相關(guān)狀態(tài)系統(tǒng)，該請(qǐng)求無法解析，得不到服務(wù)。
因此在有狀態(tài)模式下，服務(wù)器端無法自由調(diào)度用戶請(qǐng)求。由于HTTP是一個(gè)無狀態(tài)的協(xié)議，系統(tǒng)必須采用額外方法和技術(shù)來保存、維護(hù)客戶端狀態(tài)。因而，為了克服這些不足，無狀態(tài)服務(wù)成為云計(jì)算這種分布式平臺(tái)的更好的技術(shù)選擇。
無狀態(tài)指的是任何Web服務(wù)器請(qǐng)求完全與其他請(qǐng)求相隔離，客戶端任何狀態(tài)信息不在服務(wù)端保存，對(duì)單次請(qǐng)求的處理，不依賴其他請(qǐng)求，也就是說，處理一次請(qǐng)求所需的全部信息，要么都包含在這個(gè)請(qǐng)求里，要么可以從外部獲取到。
從用戶角度來看，Web服務(wù)的有狀態(tài)表現(xiàn)為客戶端與服務(wù)器端強(qiáng)耦合，比如瀏覽器中的后退操作，如果某個(gè)業(yè)務(wù)流程為step1->step2->step3，當(dāng)系統(tǒng)執(zhí)行至step2用戶進(jìn)行后退操作，由于用戶的狀態(tài)可能被不可逆地修改，系統(tǒng)就不是按照用戶所期望的方式運(yùn)行。
相反，如果Web服務(wù)是無狀態(tài)的，比如常用的搜索引擎服務(wù)，任何用戶可以在瀏覽器地址欄中輸入“https：//www.baidu.com/s?wd=iphone&pn=60”來獲得從第六十一條開始的.關(guān)于iphone的搜索記錄，并且如果百度某個(gè)地區(qū)服務(wù)器癱瘓了，用戶相關(guān)請(qǐng)求透明地被轉(zhuǎn)移到至其他地區(qū)的服務(wù)器，在其它服務(wù)器上得到相同的服務(wù)響應(yīng)。
2 云計(jì)算平臺(tái)無狀態(tài)服務(wù)實(shí)現(xiàn)
Web系統(tǒng)使用的HTTP協(xié)議是無狀態(tài)，在應(yīng)用層上，服務(wù)器沒有保存客戶端的狀態(tài)信息，客戶端每次請(qǐng)求服務(wù)時(shí)，必須每次都帶上自己的狀態(tài)(比如通過cookie、session等)。
服務(wù)端在響應(yīng)客戶端的請(qǐng)求的時(shí)候，會(huì)向客戶端推送一個(gè)cookie，這個(gè)cookie記錄狀態(tài)信息。客戶端在后續(xù)的請(qǐng)求中，攜帶這個(gè)cookie，服務(wù)端根據(jù)這個(gè)cookie判斷這個(gè)請(qǐng)求的上下文關(guān)系，因此cookie是無狀態(tài)化向狀態(tài)化過渡的一個(gè)手段。
在信息管理云計(jì)算平臺(tái)中，在客戶端采用cookie機(jī)制來保存狀態(tài)信息，在服務(wù)器端采用session會(huì)話來保存狀態(tài)。session 與cookie的區(qū)別如下。
(1)session數(shù)據(jù)放在服務(wù)器中，而cookie數(shù)據(jù)存放在客戶的瀏覽器中;
(2)服務(wù)器在一段時(shí)間內(nèi)保存session數(shù)據(jù)。在訪問大量增多時(shí)，會(huì)占用較多服務(wù)器的資源，降低服務(wù)性能，如果考慮到服務(wù)器性能方面，采用其它技術(shù)手段降低對(duì)服務(wù)器響應(yīng)性能的影響;
(3)由于其它程序可以分析存放在本地的cookie并進(jìn)行cookie欺騙，因此cookie不是很安全;
(4)單個(gè)cookie在客戶端的容量有限制，一個(gè)站點(diǎn)在客戶端存放在cookie中信息不能太多，此外，如果cookie信息過大，增加客戶端與服務(wù)器的通信量，降低系統(tǒng)通信性能，耗費(fèi)通信帶寬;
(5)在云計(jì)算平臺(tái)系統(tǒng)中，session存儲(chǔ)登陸信息等重要信息，cookie中存儲(chǔ)其他信息。
3 基于無狀態(tài)服務(wù)的云計(jì)算平臺(tái)的優(yōu)點(diǎn)
3.1 將后臺(tái)與表示層徹底分離
云計(jì)算平臺(tái)采用MVC架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)解耦、松耦合的設(shè)計(jì)，服務(wù)器端將系統(tǒng)業(yè)務(wù)核心功能進(jìn)行封裝，并以服務(wù)的方式提供給客戶端。業(yè)務(wù)服務(wù)對(duì)客戶端透明，其具體實(shí)現(xiàn)客戶端不再關(guān)注，客戶端只用專注設(shè)計(jì)用戶體驗(yàn)良好的UI和人機(jī)交互功能。
3.2 便于平臺(tái)開發(fā)人員協(xié)同開發(fā)
對(duì)于松耦合架構(gòu)系統(tǒng)，開發(fā)人員只需關(guān)注自己負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)模塊具體實(shí)現(xiàn)，與系統(tǒng)其它模塊交互，通過統(tǒng)一接口方案進(jìn)行對(duì)接和調(diào)用，開發(fā)人員間可以方便地進(jìn)行協(xié)同開發(fā)工作。
3.3 通過負(fù)載均衡，平衡服務(wù)器壓力
客戶端用戶請(qǐng)求，通過負(fù)載均衡，按一定策略，將用戶請(qǐng)求分配到最合適的服務(wù)器進(jìn)行業(yè)務(wù)處理并返回處理結(jié)果，對(duì)于系統(tǒng)來說，實(shí)現(xiàn)資源的最大話利用，提高系統(tǒng)整體性能。
4 結(jié)語
信息管理云平臺(tái)結(jié)構(gòu)復(fù)雜度高，系統(tǒng)信息吞吐量大，為提高系統(tǒng)響應(yīng)性能以及系統(tǒng)可擴(kuò)展性，服務(wù)采用無狀態(tài)設(shè)計(jì)，平臺(tái)系統(tǒng)可以很方便地實(shí)現(xiàn)水平伸縮，在云平臺(tái)這種并發(fā)環(huán)境下，避免服務(wù)器端多線程帶來的副作用。
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