ステートレスアプリケーション とは
ステートレスアプリケーションとは、過去の処理や操作の状態（ステート）を保持せず、各リクエストを独立して処理するアプリケーションのことです。
ステートレスアプリケーションの概要と目的
ステートレス（Stateless）は、「状態を持たない」という意味です。ステートレスアプリケーションは、サーバーがクライアントからのリクエストを処理する際に、そのリクエストだけに必要な情報を用い、過去のやり取りの履歴（状態）に依存しません。これは、クライアントが送信するすべてのリクエストに、サーバーが処理を完結させるために必要な情報がすべて含まれていることを意味します。
主な目的は、高いスケーラビリティと可用性を確保することです。サーバーがクライアントの状態を管理する必要がないため、リクエストをどのサーバーが処理しても同じ結果が得られます。これにより、負荷分散が容易になり、トラフィックの急増にも柔軟に対応できます。
ステートレスなシステムの仕組み
ステートレスなシステムでは、クライアント（例：ウェブブラウザ、モバイルアプリ）とサーバーの間で、以下の原則に基づいてやり取りが行われます。
- リクエストの独立性
- クライアントは、サーバーに送信する各リクエストに、必要なすべての情報（ユーザーID、認証トークン、リクエスト内容など）を含めます。
- サーバーの無状態性
- サーバーは、リクエストを受け取ると、その情報だけを基に処理を行い、完了後に結果を返します。サーバーは、次のリクエストのためにクライアントの状態をメモリなどに保存しません。
- セッション情報の管理
- セッション（ログイン状態など）の情報は、通常、クライアント側（クッキーなど）や、外部の共有データベース（Redisなど）で管理されます。サーバーは、リクエストのたびにこの情報を参照します。
この仕組みにより、仮に特定のサーバーが停止しても、他のサーバーがクライアントのリクエストを問題なく引き継ぐことができます。
ステートレスとステートフルの違い
ステートレスなシステムは、ステートフル（Stateful）なシステムと対比されます。
| 特徴 | ステートレス（Stateless） | ステートフル（Stateful） |
| 状態の管理 | サーバーは状態を保持しない | サーバーが状態を保持する |
| リクエスト | 各リクエストが独立 | 過去のリクエストに依存 |
| スケーラビリティ | 非常に高い | サーバー間の同期が必要で低い |
| 例 | RESTful API、ウェブサイトの静的コンテンツ配信 | オンラインゲームのセッション、従来のショッピングカート |
ステートレスアーキテクチャの応用例
ステートレスな設計は、現代のクラウドネイティブなアプリケーションや分散システムで広く採用されています。
- RESTful API
- REST（Representational State Transfer）の原則は、ステートレスであることを基本としています。これにより、APIを呼び出すクライアントがセッション状態を管理し、サーバー側の負荷を軽減します。
- マイクロサービス
- 小さなサービスに分割された各コンポーネントが、状態を持たずに独立して動作することで、高いスケーラビリティと耐障害性を実現します。
- ウェブサイトの認証
- JWT（JSON Web Token）のような認証トークンは、クライアントにセッション情報を持たせることで、サーバー側でセッション管理を行う必要がなくなり、ステートレスな設計を可能にします。
ステートレスな設計は、現代のインターネットサービスが求める高い可用性とスケーラビリティを実現するための、重要な設計思想の一つです。
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