11、无状态服务与分布式缓存：提升系统可扩展性的关键

无状态服务与分布式缓存：提升系统可扩展性的关键

1. 无状态服务的优势与挑战

无状态服务具有诸多优点。当一个无状态服务出现故障时，客户端会收到异常并进行重试，其请求会被路由到其他可用的服务副本。如果服务因临时网络中断而变慢，负载均衡器会将其从服务组中移除，直到它通过健康检查或彻底失败。由于所有应用状态要么被外部化，要么由客户端在每个请求中提供，负载均衡器可以轻松处理服务故障。

无状态服务能增强可扩展性，简化故障场景，并减轻服务管理的负担。对于可扩展的应用程序而言，这些优势远远超过了劣势，因此大多数主要的大型互联网网站（如Netflix）都采用了无状态服务。

不过，在通过负载均衡扩展一组服务时，需要注意可能会使负载均衡服务所依赖的下游服务或数据库不堪重负。这就像高速公路一样，如果在50英里的路段增加了八条车道，但高速公路尽头是一组红绿灯，另一边只有一条车道，反而会导致更大的交通混乱。

2. 服务在可扩展软件系统中的核心地位

服务是可扩展软件系统的核心。它们通过API定义与客户端的契约，明确自身的功能。服务在应用服务器容器环境中执行，该环境托管服务代码，并将传入的API请求路由到适当的处理逻辑。

应用服务器高度依赖编程语言，通常提供多线程编程模型，允许服务同时处理多个请求。如果容器线程池中的所有线程都被占用，应用服务器会对请求进行排队，直到有线程可用。

随着服务请求负载的增加，可以使用负载均衡器将请求分布到多个实例上，实现水平扩展。这种架构还提供了高可用性，因为多服务配置意味着应用程序可以容忍单个实例的故障。负载均衡器将服务实例作为一个池进行管理，并利用负载分配策略为每个请求选择目标服务副本。