在平常的开发中, 当我们接到一个需求后, 比如去存储一个字段的值, 我们第一想法就是: 写一个service, 这个service里实现一些业务逻辑, 然后调用dao去存储这个字段, 然后就结束了.
但是我们很少去考虑为什么要这么写, 它有什么优劣, 除了service, 还有没有其他的实现方式, 这些问题都是我们平常可能很少去考虑的地方, 但是往往就是这些平常可能很少去考虑的方面, 才真正是一个程序员所需要的思想.
接着上面所说的, 当我们接到一个需求时, 我们的第一实现的想法就是, 写一个service，那么除了service，对于实现一个功能来说，还有没有其他的选择？答案肯定是有的，这里我们需要涉及到2个概念：幂等性和无状态
什么是幂等性？
其实这个概念来自数学，f(f(x)) = f(x)。x被函数f作用一次和作用无限次的结果是一样的，它的含义就是N次的变换和1次的变换的结果是一致的。
但是数学中的概念和计算机中的不一样, 在程序中, 幂等性强调的是外界接口对系统内部的影响, 而不是结果, 比如获取系统时间, 每次返回的结果都不一样, 但是由于是只读接口, 对系统的内部没有任何影响, 所以它也是幂等性的.
在HTTP/1.1中对幂等性的定义是：一次和多次请求某一个资源对于资源本身应该具有同样的副作用（网络超时等问题除外）。也就是说，其任意多次执行对资源本身所产生的影响均与一次执行的影响相同。
看定义就可以知道，这里讨论的场景是：客户端在调用服务端的服务时，没有达到预期的结果时，会进行多次的调用，而为了避免重复多次的调用产生一些副作用，服务端会保证满足幂等性。
通过上面的解释，我们可以知道，幂等性其实就是系统服务对外的一种保证，保证只要调用成功，外部多次调用对系统的影响是一致的，换句话来说，保证了幂等性的服务端认为外部调用失败是一种常态，并且失败之后肯定会有重试的行为。
了解了上述概念，我们知道，在某些业务场景里，如支付或者一些高并发的场景里，保证幂等性还是很有必要行的。
无状态
直观点说就是，每次的请求都是独立的，它的执行的结果和它之前的请求和之后的请求都是没有直接关系的，它不受前面调用的结果影响，也不会影响后面的调用的结果。
反之我们就知道有状态的含义了。
知道了幂等性和无状态的实际意义后，现在我们将它和实际的开发关联起来，回顾我们在Java开发中经常碰到或者实现的功能的方式，与这两者有关的大致有几下：
- service.xxx
- utils
- Function
- Singleton
service.xxx
首先是service.xxx，一般使用这种的方式都是属于业务层，考虑到实际的一些case，我们一般做一些是一些业务相关的功能的时候，也就是这个功能它不是独立的，它的结果会根据之前的情况进行变化或者会影响后面的调用情况，而且每次执行的结果也不一定相同，如下面的代码：
public class Demo {
private String userName = “";
public void updateUsername(String name) {
userName = name;
}
}
我们可以很清楚的知道，这个 updateUsername是不具有幂等性的，每次调用这个方法，它就会改变Demo的状态(即改变了userName)
也就是说，采用service.xxx这种方式，它是具有有状态无幂等性的。
utils
工具类，这种我们见的也挺多的，它一般是通用的，与业务无关的，可以独立出来的方法的集合，如获取日期或者格式转化等，从它的定义我们可以知道，它是无状态幂等性，每次调用都是独立的且多次调用与一次调用所产生的影响是一致的。
Function：
我们首先可以看一下下面的很简单的一个关于function的demo
public static void main(String[] args) {
Function<String, String> innerClass = s -> s + "jarvis";
System. out .println(innerClass.apply("hello "));
}
很直观的感受就是: 函数式编程与直接面对对象最大的区别就是, 前者可以很直观的描述 我要做什么, 而不是 我想或者我需要怎么做, 如上的code, 很直观的就是我传入一个String, 然后我想得到一个String, 当然这个是最简单的用法, Function的用法远不止于此.
其实在lambda表达式中, 很多地方都用到了function，如下， 其中map的参数就是Function类型的，我们的入参就是getName函数
public class Demo {
public static void main(String[] args) {
List<person> personList = Arrays.asList(new person("A"),new person("B"),new person("C"));
List<String> names = personList.stream().map(person::getName).collect(Collectors.toList());
}
}
@Data
class person{
public person(String userName) {
this.name = userName;
}
private String name;
}
map的源码：
而我们看一下function的源码：
可以看到 apply方法是入参和 出参的，说明 Function 的核心思想就是 我给你一个参数，你帮我处理一下，给我返回另一个参数。
至于 @FunctionalInterface 注解，它是Java 8为函数式接口引入的一个新的编译级的注解，主要就是错误检查，加上该注解， 主要看你接口是否是函数式注解，什么是函数式注解？就是只有一个抽象方法的注解，这种类型的接口也称为SAM接口，即Single Abstract Method interfaces。
那么看了以上关于function的定义和使用来看，我们可以对于function的特点有个结论了。
首先对于是否有状态：function对于每次的调用不受之前调用的影响且也不会对后续的调用产生影响，所以它是无状态的。
然后是否幂等：这个很明显了，我们上面写的demo code就可以看出，function是不具有幂等性的，它不能保证多次调用对系统产生的影响是一致的。
Singleton：
单例是我们使用比较广泛的设计模式，它的目的就是保证在程序中，某个类只有一个实例存在，这么做的好处有很多，避免实例对象的重复创建，减少时间和内存开销等，一般管理器和控制器会设计成单例模式，因为一个对象贯穿整个程序，可以起到全局统一管理的作用。
它的特点也很明显：
- 单例类只有一个实例对象；
- 该单例对象必须由单例类自行创建；
- 单例类对外提供一个访问该单例的全局访问点
那么从singleton的定义和特点来看，它很明显是属于有状态的，每次请求获取实例都是跟之前是否调用有关系，且会影响到后面的调用，那么是否具有幂等性呢？如果我们从实例对象的创建来看，毫无疑问，singleton肯定是具有幂等性的，调用一次和多次调用对系统的影响都是一样的。
总结来说：
| 类型 | 状态 | 幂等 |
|---|---|---|
| service.xxx | 有 | 否 |
| utils | 无 | 是 |
| Function | 无 | 否 |
| singleton | 有 | 是 |
从上面的一些分析可以看到，简单功能的实现背后其实都是要斟酌很多方面的，对于一个看起来很简单的代码实现，在做之前我们都要问问自己：要采用什么方式，为什么要选择它，对于未来可能出现的变化会有什么策略等，打好了基础，代码的质量，程序的稳定才能经得起推敲，当然这里只是阐述了幂等性和无状态这两个方面，还有很多方面是我们在平常的设计中也是需要考虑的。
上面提到的用法是best practice， 如果不这么写当然可以，但是在多线程下， 就容易发生这样那样的问题。比如说，单例不幂等会怎么样？ 那么多线程就要考虑状态切换时线程安全的问题。一个典型例子就是单例的多线程问题的线上排查. 其他这样的情况有很多，就不一一列举了。
