软件师傅正在闭着眼睛练习，最小的弟子缓缓走进来。弟子：师父，有一件事我不明白，我很苦恼。师父：你来听，我给你讲。弟子：经常听到师兄争论“无状态”，说“无状态”在软件编程中是个好东西，但究竟什么是状态？什么是无国籍？大师睁开眼睛，写下一行：y=f(x)，然后又闭上了眼睛。学生：（奇怪地问）这不就是一个函数吗？初中的时候学过，给定一个x，可以计算一个函数（比如平方）得到一个y。师父：对，这是一个纯函数。对于相同的输入，总是得到相同的输出，并且不依赖于外界的状态。学生：这没什么！大师：大家想一想，如果在一个CPU上多个线程并发调用这个函数，会不会有什么问题？学生：没有。师父：如果有多个线程在多个CPU上并行执行这个函数，会不会有问题？弟子：没有。师父：为什么？弟子：因为每次调用都不会在这个函数中保留数据，调用完就结束了，每次调用都是全新的调用，没有第一次和第一百次的关系。师父：因为那个函数不保存状态，所以并发和并行都没有问题。学生：是的，我明白了。大师：想想你常用的HTTP。每次访问一个静态的HTML页面，是不是相当于给服务器调用了一个函数？函数输入：一个URL路径，函数输出：HTML页面。弟子：也就是说，这个服务器不会记录每次请求的是谁，它只需要执行这个‘函数调用’即可。师父：告诉我，这样的HTTP协议有什么好处？弟子：由于没有状态，如果一个服务器的访问量太大，我可以很容易地添加一个新的服务器来处理请求。师父：“小朋友可以教，这就是所谓的scale-out。弟子：横向扩展？还有纵向扩展（scale-up）吗？师父：对，纵向扩展就是增加CPU、内存、硬盘等。.提高单台服务器的处理能力由于单机总是有上限的，要应对大量用户的访问，提高可用性，就必须依靠水平扩展，现在你已经体会到了好处无状态？学生：懂了，师父，服务器端无状态确实是一个美好的世界，但现实是残酷的，没有状态是不够的，一个人登录，我们要记住他是谁，他把商品加入购物车，我们也要记下来。师父：那你怎么记的？弟子：一定要用Session来保存状态！师傅：服务器一旦引入state，横向扩展就不好做了！学生：是的，我该怎么办？师父：这里有很多方法，比如让'state'在服务器之间复制，但是最常用的是将状态转移到另一个地方，并尝试将服务器恢复到无状态'y=f(x)'。（注：现实中在图中的服务器之前还有负责负载均衡的服务器）弟子：哦，这样又可以横向扩展了！对了，师父，我刚才听师兄们提过‘statelessobjects’。他们说一个对象没有实例变量，或者实例变量是final的。那么对吗？师父：嗯，在这种情况下，说'无状态对象'有点不准确，更准确的说法是'不可变对象'（ImmutableObject），例如：publicfinalclassComplex{privatefinalinta;privatefinalintb;publicComplex(inta,intb){this.a=a;this.b=b;}publicComplexadd(Complexother){returnnewComplex(a+other.a,b+other.b);}}弟子：哦，这个类的对象一旦创建，就不能是的，我看到那个add方法，它不是对现有对象的修改，它返回一个全新的对象。师父：这样，多个线程调用add对象时，都是线程安全的。我这里有一张图，是LISP大师给我的。它生动地展示了可变与不可变。可以拿下：弟子：价格有点高，而且每次都创建新的对象！我们用的是Spring，Controller和Service是大量并发调用的，所以肯定不能用这个方法。Master：对，你用的Controller和Service默认都是单例的，运行时只有一个实例。它们的方法应该是像y=f(x)这样的无状态方法，而且很容易不把共享的实例变量放在里面。否则，多线程并发操作可能会出现问题。弟子：但是我们的Controller一般需要放一个Service的实例变量，比如LoginController中的userService。如果多个线程同时访问这个共享的userService，那岂不是出问题了？@ControllerpublicclassLoginController{@AutowiredprivateUserServiceuserService;...userService的使用略...}师父：你误入歧途了，你把无状态和非共享实例变量画上了等号。想一想，如果LoginController调用的userService的方法类似于y=f(x)，会不会有线程安全问题？学生：嗯……好像没什么问题。Controller和Service都是纯函数调用。但是，如果您确实需要共享变量怎么办？师父：很简单，使用ThreadLocal，在每个线程中存储这个变量，让它们互不干扰，是线程安全的。【本文为专栏作家“刘欣”原创稿件，转载请通过作者微信获取授权公众号coderising】点此查看该作者更多好文
