Stateless và Stateful: Sự khác nhau và ảnh hưởng trong lập trình

Khi nói đến phát triển ứng dụng cùng với mạng, hai khái niệm quan trọng cần hiểu là “Stateless” và “Stateful”. Tuy nhiên, nhiều người gặp khó khăn trong việc hiểu rõ và phân biệt giữa chúng.

Bạn có bao giờ thắc mắc về sự khác nhau giữa Stateless và Stateful? Bạn muốn biết ý nghĩa và cách áp dụng chúng trong lập trình và mạng? Nếu bạn chưa hiểu rõ hai khái niệm này, có thể dẫn đến sự nhầm lẫn và vấn đề trong quá trình phát triển ứng dụng.

Chúng ta sẽ đi sâu vào tìm hiểu về Stateless và Stateful. Trong phần này, chúng tôi sẽ cung cấp định nghĩa chi tiết của cả hai khái niệm, đồng thời giải thích sự khác nhau quan trọng giữa chúng. Bên cạnh đó, chúng tôi sẽ cung cấp ví dụ, áp dụng thực tế để giúp bạn hiểu rõ hơn về cách sử dụng Stateless và Stateful trong các ứng dụng và mạng.

Với nội dung này, bạn sẽ có kiến thức cơ bản để hiểu và áp dụng đúng Stateless và Stateful trong quá trình phát triển ứng dụng và mạng.

Stateless

Trong lập trình web, khi thực hiện giao tiếp giữa client và server, chúng ta cần hiểu khái niệm “stateless”. Stateless có nghĩa là thiết kế không lưu trữ dữ liệu của client trên server. Khi client gửi dữ liệu lên server cùng với quá trình xử lý hoàn tất, quan hệ giữa client và server sẽ bị cắt đứt. Server không lưu giữ bất kỳ dữ liệu của client nào.

Điều này có nghĩa là mỗi giao dịch được thực hiện như lần đầu tiên. Ứng dụng stateless cung cấp một dịch vụ hoặc chức năng, sử dụng mạng phân phối nội dung, web hoặc máy chủ in để xử lý những yêu cầu ngắn hạn này. Trong trường hợp này, “trạng thái” đề cập đến dữ liệu.

Một ví dụ để giải thích khái niệm “stateless” là khi bạn nhập từ khóa tìm kiếm vào công cụ tìm kiếm và nhấn enter. Nếu quá trình tìm kiếm bị gián đoạn hoặc vô tình bị đóng, bạn cần bắt đầu một lượt tìm kiếm mới. Stateless cũng có thể được coi như một máy bán hàng tự động – chỉ có một yêu cầu và chỉ có một phản hồi.

Stateless là gì? So sánh giữa Stateless và Stateful

Stateful

Sau khi đã hiểu khái niệm stateless, chúng ta sẽ tìm hiểu về stateful. Stateful là một thiết kế ngược lại hoàn toàn so với stateless. Trong stateful, server lưu trữ dữ liệu của client. Điều này tạo ra một sự ràng buộc rõ ràng giữa client và server. Dữ liệu được lưu giữ sau mỗi yêu cầu của client. Dữ liệu này có thể được sử dụng làm đầu vào cho các yêu cầu tiếp theo hoặc trong quá trình xử lý để phục vụ cho các nhu cầu liên quan đến nghiệp vụ cài đặt.

Với stateful, nếu một hoạt động bị gián đoạn, dữ liệu được lưu trữ để bạn có thể tiếp tục từ vị trí bạn đã dừng lại trước đó. Khác với stateless, với stateful, chúng ta cần sử dụng một máy chủ để xử lý tất cả các yêu cầu liên quan đến thông tin trạng thái hoặc thông tin trạng thái cần được chia sẻ với các máy chủ khác.

Stateless là gì? So sánh giữa Stateless và Stateful

Sự khác biệt giữa Stateless và Stateful

Tiêu chí Stateless Stateful
Định nghĩa Trạng thái không lưu trữ dữ liệu của client trên server Trạng thái lưu trữ dữ liệu của client trên server
Ví dụ HTTP, DNS, UDP FTP, Telnet
Hạn chế máy chủ Máy chủ không cần lưu giữ thông tin máy chủ hoặc chi tiết phiên làm việc Máy chủ cần lưu giữ thông tin trạng thái và phiên làm việc hiện tại
Sự phụ thuộc Máy chủ và máy khách có thể hoạt động độc lập, kết hợp lỏng lẻo Máy chủ và máy khách có một sự ràng buộc chặt chẽ
Thiết kế Thiết kế máy chủ đơn giản Thiết kế máy chủ phức tạp và khó thực hiện
Sự cố Khi có sự cố, máy chủ dễ dàng khởi động lại Máy chủ khó quản lý sự cố do lưu trữ nhiều thông tin khác nhau
Tốc độ Máy chủ xử lý nhanh các giao dịch Tốc độ xử lý khá chậm

Như vậy, stateless và stateful là hai khái niệm đối lập trong lập trình web. Việc hiểu sự khác biệt giữa chúng sẽ giúp chúng ta lựa chọn phương pháp phù hợp cho ứng dụng hoặc hệ thống của mình.

Stateless và Stateful: Hai mô hình thiết kế cơ bản

Trước khi tìm hiểu về cách lưu trữ dữ liệu của client trong Xây dựng Ứng dụng Web, hãy khám phá hai mô hình thiết kế cơ bản là Stateless (Phi trạng thái) và Stateful (Trạng thái). Đây là hai khái niệm quan trọng trong thiết kế client-server. Chúng tạo nền tảng cho các giao thức ứng dụng, công nghệ, framework, v.v. Ví dụ, HTTP là một giao thức ứng dụng dạng stateless, có nghĩa là trong tương tác giữa client và server theo giao thức HTTP, server không lưu trữ dữ liệu của client. Ban đầu, HTTP được sử dụng cho web (website). Client gửi yêu cầu truy vấn các trang web, server nhận yêu cầu, trả về nội dung của trang web. Sau đó cắt đứt mọi liên kết với client (không lưu trữ dữ liệu của client).

Thách thức trong việc Xây dựng Web Application

Sự đơn giản của website đã thu hút các nhà phát triển phần mềm và họ muốn xây dựng phần mềm dưới dạng web. Điều này có nghĩa là HTML được sử dụng làm giao diện người dùng cho một ứng dụng phần mềm, trong đó phần mềm được thiết kế theo mô hình client-server. Tuy nhiên, vì phần mềm xử lý dữ liệu của người dùng, trong nhiều tương tác, server cần lưu trữ dữ liệu hoặc kết quả trả về để sử dụng cho các xử lý tiếp theo. Trong trường hợp này, HTTP không đáp ứng được sự phức tạp trong yêu cầu phát triển phần mềm.

4 cách lưu trữ dữ liệu của client trong Xây dựng Web Application

Dưới đây là 4 cách lưu trữ dữ liệu của client khi xây dựng Ứng dụng Web:

Sử dụng URL Rewrite

Với HTML là ngôn ngữ định dạng tài liệu (không phải ngôn ngữ lập trình), việc lưu trữ dữ liệu trực tiếp không khả thi. Tuy nhiên, dữ liệu có thể được viết vào các liên kết (URL). Khi người dùng nhấp vào liên kết, dữ liệu được gửi lên server. Thông thường, dữ liệu sẽ được chèn vào phần truy vấn (query) dưới dạng cặp tham số key=value hoặc có thể chèn vào phần đường dẫn (path) hoặc trong các biến JavaScript, v.v.

Stateless và Stateful: Sự khác nhau và ảnh hưởng trong lập trình

Hidden Form

Thay vì chèn dữ liệu vào URL, ta có thể lưu trữ dữ liệu trong các thành phần của form và đặt kiểu (type) của các phần tử này là hidden (ẩn). Khi người dùng thực hiện một hành động nhất định, form sẽ được gửi lên server, dữ liệu lưu trữ từ lần truy vấn trước đó sẽ được gửi lại. Phương thức HTTP ở đây là POST, không phải GET như trong URL Rewrite. GET là phương thức truy vấn để đọc (read), trong khi POST là phương thức truy vấn để ghi (write). Khi đó, dữ liệu của client được gửi lên server sẽ nằm trong phần body của một tin nhắn HTTP, chứ không phải trong phần Header như khi sử dụng URL Rewrite.

Sử dụng Cookie

Trình duyệt cung cấp khả năng lưu trữ một lượng nhỏ dữ liệu (khoảng 4KB) dưới dạng key/value. Nếu chúng ta lưu trữ dữ liệu từ lần truy vấn trước đó vào Cookie, giá trị này sẽ được gửi lên server trong mỗi yêu cầu. Cookie là một phần quan trọng trong phần Header của tin nhắn HTTP.

Sử dụng HTTP Session

Khác với Cookie, các máy chủ web có thể cho phép mỗi client lưu trữ một lượng nhỏ dữ liệu trên máy chủ. Dữ liệu này được lưu trữ dưới dạng key/value và sẽ hết hạn nếu không có hoạt động từ client trong khoảng thời gian quy định. Khi đó, dữ liệu của client sẽ được gửi lên server cũng như lưu trữ trong phiên làm việc (session) để sử dụng cho các yêu cầu liên quan.

Stateless và Stateful: Sự khác nhau và ảnh hưởng trong lập trình

Trên cơ bản, Stateless và Stateful là hai khái niệm quan trọng trong lĩnh vực phát triển ứng dụng và mạng. Stateless là mô hình không lưu trạng thái, trong đó mỗi yêu cầu được xử lý độc lập và không phụ thuộc vào các yêu cầu trước đó.

Trái lại, Stateful là mô hình lưu trạng thái, nghĩa là thông tin về trạng thái của phiên làm việc được lưu giữ và sử dụng trong quá trình xử lý yêu cầu.

Sự khác nhau giữa Stateless và Stateful quan trọng đối với hiệu suất, độ tin cậy cũng như quản lý tài nguyên. Stateless thích hợp cho các yêu cầu xử lý đơn giản hay phân tán, trong khi Stateful phù hợp cho các ứng dụng yêu cầu lưu trữ trạng thái với vgiao tiếp liên tục.

Việc hiểu rõ và biết cách áp dụng đúng Stateless và Stateful giúp tối ưu hóa quy trình phát triển ứng dụng và mạng, đồng thời nâng cao hiệu suất và độ tin cậy.

Trương Thành Tài
0
    0
    Đơn hàng
    Đơn hàng trốngQuay lại Shop