信息管理云平臺無狀態(tài)服務(wù)應(yīng)用研究

鐘榮柏　朱楷

摘 要：信息管理云平臺結(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，云平臺采用無狀態(tài)服務(wù)技術(shù)，提高平臺系統(tǒng)的可伸縮性，系統(tǒng)可以通過負(fù)載均衡等手段，實現(xiàn)平臺系統(tǒng)的水平擴(kuò)展，提高系統(tǒng)整體性能。

關(guān)鍵詞：云計算 無狀態(tài)服務(wù) 云平臺

中圖分類號：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）11（a）-0017-02

云計算平臺架構(gòu)復(fù)雜，平臺邏輯業(yè)務(wù)數(shù)量多，系統(tǒng)前臺與后臺交互信息量大，平臺的服務(wù)設(shè)計成無狀態(tài)服務(wù)更適應(yīng)云計算平臺應(yīng)用場景，服務(wù)不保持狀態(tài)信息，也即是客戶端與服務(wù)端交互活動的信息，當(dāng)客戶端向服務(wù)器端發(fā)送服務(wù)請求時，在服務(wù)請求中攜帶服務(wù)器端服務(wù)響應(yīng)請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。對于無狀態(tài)服務(wù)端，如果服務(wù)端有多個服務(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，客戶端的請求可以發(fā)到集群中的任意一臺服務(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，實現(xiàn)平臺系統(tǒng)的水平擴(kuò)展，提高平臺系統(tǒng)的可伸縮性。平臺的水平可擴(kuò)展性能對云計算平臺非常重要。

1 無狀態(tài)服務(wù)概念

兩個相互關(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)的存儲為系統(tǒng)開發(fā)提供方便，但對于分布式系統(tǒng)而言，帶來其他方面的限制，比如容錯性和可靠性限制，倘若報文丟失、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)信息就會出錯。如果服務(wù)器在響應(yīng)服務(wù)器請求時使用了錯誤的狀態(tài)信息，則有可能做出錯誤的響應(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。因為如果服務(wù)在有狀態(tài)模式，某個用戶的請求必須發(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)度用戶請求。由于HTTP是一個無狀態(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)成為云計算這種分布式平臺的更好的技術(shù)選擇。

無狀態(tài)指的是任何Web服務(wù)器請求完全與其他請求相隔離，客戶端任何狀態(tài)信息不在服務(wù)端保存，對單次請求的處理，不依賴其他請求，也就是說，處理一次請求所需的全部信息，要么都包含在這個請求里，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，并且如果百度某個地區(qū)服務(wù)器癱瘓了，用戶相關(guān)請求透明地被轉(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 云計算平臺無狀態(tài)服務(wù)實現(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，客戶端每次請求服務(wù)時，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)客戶端的請求的時候，會向客戶端推送一個cookie，這個cookie記錄狀態(tài)信息。客戶端在后續(xù)的請求中，攜帶這個cookie，服務(wù)端根據(jù)這個cookie判斷這個請求的上下文關(guān)系，因此cookie是無狀態(tài)化向狀態(tài)化過渡的一個手段。

在信息管理云計算平臺中，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)器在一段時間內(nèi)保存session數(shù)據(jù)。在訪問大量增多時，會占用較多服務(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cookie在客戶端的容量有限制，一個站點在客戶端存放在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）在云計算平臺系統(tǒng)中，session存儲登陸信息等重要信息，cookie中存儲其他信息。

3 基于無狀態(tài)服務(wù)的云計算平臺的優(yōu)點

3.1 將后臺與表示層徹底分離

云計算平臺采用MVC架構(gòu)，實現(xiàn)系統(tǒng)解耦、松耦合的設(shè)計，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)對客戶端透明，其具體實現(xiàn)客戶端不再關(guān)注，客戶端只用專注設(shè)計用戶體驗良好的UI和人機(jī)交互功能。

3.2 便于平臺開發(fā)人員協(xié)同開發(fā)

對于松耦合架構(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

客戶端用戶請求，通過負(fù)載均衡，按一定策略，將用戶請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，對于系統(tǒng)來說，實現(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，平臺系統(tǒng)可以很方便地實現(xiàn)水平伸縮，在云平臺這種并發(fā)環(huán)境下，避免服務(wù)器端多線程帶來的副作用。

參考文獻(xiàn)

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[3] Roy Thomas Fielding.Architectural styles and the design of network-based software architectures [D]. Irvine： University of California， Irvine，2000.

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