Zustandsspeicherung

Zustandsspeicherung bezeichnet die dauerhafte oder semi-dauerhafte Speicherung von Anwendungszuständen, damit diese über Programm- oder Systemgrenzen hinweg erhalten bleiben. Sie ermöglicht, dass ein Programm nach Beenden oder einem Neustart denselben Zustand wieder aufnehmen kann, zum Beispiel Benutzeranmeldungen, bearbeitete Dokumente, Spielstände oder laufende Transaktionen.

Zustände können in flüchtigem Arbeitsspeicher verbleiben oder in persistenten Speichern abgelegt werden. Persistenz erfolgt typischerweise über Dateien, relationale oder NoSQL-Datenbanken, oder spezialisierte Speichersysteme. Im Webbrowser werden Zustandsdaten oft in Cookies, LocalStorage oder SessionStorage gespeichert.

Um komplexe Systeme zu steuern, kommen Architekturen wie Event Sourcing oder Snapshotting zum Einsatz. Beim Event Sourcing werden alle Zustandsänderungen als Ereignisse gespeichert, aus denen der aktuelle Zustand rekonstruiert wird. Snapshotting speichert regelmäßig den vollständigen Zustand, was schnelle Wiederherstellung ermöglicht. In verteilten Systemen werden Zustände auch durch Replikation und Konsensprotokolle konsistent gehalten.

Anwendungsbereiche reichen von Web- und Mobilanwendungen bis zu Desktop-Software, eingebetteten Systemen und Spielen. Persistente Zustandsführung verbessert Benutzererfahrung, Offline-Fähigkeit und Wiederherstellung nach Fehlern, setzt aber Anforderungen an Konsistenz, Sicherheit und Datenmigration.

Herausforderungen umfassen Datenkonsistenz, Latenz, Skalierung, Datenschutz und Compliance. Designentscheidungen betreffen Wahl des Speichers, Verschlüsselung, Zugriffsteuerung, Versionierung von Schemata und die Planung von Backups sowie Wiederherstellungs- und Migrationspfade.