Was ist eine idempotente Methode?

Idempotente Methoden sind solche Methoden oder Operationen in der Programmierung, die bei wiederholter Ausführung mit denselben Eingabewerten dasselbe Ergebnis liefern wie bei der ersten Ausführung, ohne zusätzliche Nebenwirkungen. Das heißt, unabhängig von der Anzahl der Male, die die Methode ausgeführt wird, bleibt ihr Einfluss auf das System unverändert.

Das Wort "idempotent" stammt von den lateinischen Wörtern "idem" und "potens".

Der Begriff kann als "fähig, dasselbe zu bewahren" oder "der, der bei wiederholter Anwendung unverändert bleibt" interpretiert werden.

Der Begriff wurde erstmals in der Mathematik verwendet, wo er eine Operation beschrieb, die bei Anwendung auf ein beliebiges Element einer Menge dasselbe Ergebnis liefert wie das ursprüngliche Element. Später wurde das Konzept auf andere Bereiche übertragen, wie die Programmierung, wo Idempotenz bedeutet, dass das Ergebnis einer Operation sich bei wiederholter Ausführung nicht ändert.

Idempotenz zeigt sich in vielen Kontexten der Programmierung und der Datenverarbeitung. Zum Beispiel verändert der Befehl zur Erstellung eines Verzeichnisses in einem Dateisystem, wenn es bereits existiert, seinen Zustand bei wiederholter Ausführung nicht. Ebenso hat das Löschen einer Datei, die bereits gelöscht wurde, keine Auswirkungen.

In Datenbanken können idempotente Abfragen vom Typ UPDATE sein, die einen bestimmten Wert festlegen, zum Beispiel die Aktualisierung des Benutzerstatus auf "aktiv". Wenn die Abfrage mehrmals mit demselben Wert ausgeführt wird, ändert sich der Zustand der Datenbank nicht. Ebenso führen Operationen vom Typ DELETE, die einen Datensatz löschen, zu keinen Änderungen, wenn der Datensatz bereits gelöscht wurde. Mehr über REST-APIs kann man unter Link nachlesen.

Caching kann ebenfalls idempotent sein. Das Abrufen eines Wertes aus dem Cache, wenn er sich nicht geändert hat, liefert immer dasselbe Ergebnis. Das Festlegen eines bestimmten Wertes im Cache, wenn er bereits vorhanden ist, ändert den Zustand des Caches nicht.

Im Kontext von RESTful API sind die Methoden PATCH und HEAD ebenfalls Beispiele für Idempotenz. Zum Beispiel führt die Aktualisierung eines bestimmten Feldes eines Objekts, wenn der Wert bereits festgelegt ist, nicht zu einer Änderung des Zustands des Objekts. Die HEAD-Anfrage, die Metadaten einer Ressource abruft, hat keinen Einfluss auf ihren Zustand.

In der funktionalen Programmierung sind Funktionen wie abs(x) oder round(x) ebenfalls idempotent. Sie liefern immer denselben Wert für dasselbe Argument, selbst bei wiederholtem Aufruf.

In Konfigurationsmanagement-Systemen wie Ansible oder Puppet sind viele Operationen idempotent. Zum Beispiel ändert die Installation eines bestimmten Pakets oder die Erstellung einer Konfigurationsdatei mit festem Inhalt den Zustand des Servers bei wiederholter Ausführung der Aufgabe nicht.  Selbst in Webschnittstellen zeigt sich Idempotenz, zum Beispiel bei der "Gefällt mir"-Schaltfläche in sozialen Netzwerken. Wenn ein Benutzer bereits einen Beitrag geliked hat und die Schaltfläche erneut drückt, bleibt der Zustand unverändert. Dieses Beispiel ist das einfachste und verständlichste.