HTTP 和 HTML 有什么区别？
为什么会问这个问题?你可以把它当作一个入门测试,检测一下自己的对HTTP协议的理解.因为Tomcat和Jetty本身就是一个"HTTP服务器 + Servlet容器",如果你想深入理解Tomcat和Jetty的工作原理,我认为理解Http协议的工作原理是学习的基础.
HTTP的本质
HTTP协议是浏览器与服务器之间的数据传送协议。作为应用层协议，HTTP 是基于TCP/IP协议来传递数据的(HTML文件,图片,查询结果等),HTTP协议不涉及数据包(Packet)传输,主要规定了客户端和服务器之间的通信格式.
下面我通过一个例子来告诉你HTTP的本质是什么.
假如浏览器需要从远程HTTP服务器获取一个HTML文本,再这个过程中,浏览器实际要做两件事情.
与服务器建立Socket连接.
生成请求数据并通过Socket发送出去.
第一步比较容易理解,浏览去从地址栏获取用户输入的网址和端口,去连接远端的服务器,这样就能通信了.
我们重点来看第二步,这个请求数据到底长什么样呢?都请求些什么内容呢?或者换句话说,浏览器需要告诉服务端什么信息呢?
首先最基本的是,你要让服务端知道你的意图,你是想获取内容还是提交内容;其次你需要告诉服务端你想要哪个内容,要么把这些信息以一种什么样的格式放到请求里去呢?这就是HTTP协议要解决的问题.也就是说,HTTP协议的本质就是一种浏览器与服务器之间约定好的通信格式,那浏览器与服务器之间具体是怎么工作的呢?
HTTP工作原理
从上图你可以看到,这个过程是:
1.用户通过浏览器进行了一个操作,比如输入网址并回车,或者点击链接,接着浏览器获取了这个事件.
2.浏览器先服务器发出TCP连接请求.
3.服务程序接受浏览器的连接请求,并经过TCP三次握手建立连接.
4.浏览器将请求数据打包成一个HTTP协议格式的数据包.
5,浏览器将该数据包推进网络,数据包经过网络传输,最终达到端服务程序.
6.服务端程序拿到这个数据包后,同样以HTTP协议格式解包,获取到客户端的意图.
7.得知客户端意图后进行处理，比如提供静态文件或者调用服务端程序获得动态结果.
8.服务器将响应结果（可能是 HTML 或者图片等）按照 HTTP协议格式打包.
9.服务器将响应数据包推入网络,数据包经过网络传输最终达到到浏览器.
10.浏览器拿到数据包后,以HTTP协议的格式解包,然后解析数据,夹着这里的数据是HTML.
11.浏览器将HTML文件展示在页面上.
那我们想要探究的Tomcat和Jetty作为一个HTTP服务器,在这个过程中都做了些什么事情呢?主要是接受连接,解析请求数据,处理请求和发送响应这几个步骤.这里请你注意,可能有成千上万的六篮球同时请求同一个HTTP服务器,因此Tomcat和Jetty为了提高服务的能力和并发度,往往会将自己要做的几个事情并行化,具体来说就是使用多线程的技术.
HTTP请求响应实例
你有没有注意到,在浏览器和HTTP服务器之间通信的过程中,首先要将数据打包成HTTP协议的格式,那HTTP协议的数据包具体长什么样呢?这里我以极客时间的登录请求为例,用户在登录页面输入用户名和密码,点击登录,浏览器发出了这样的HTTP请求:
你可以看到,HTTP请求数据由三部分组成,分别是请求行,请求报头,请求正文.当这个HTTP请求数据达到Tomcat后,Tomcat会把HTTP请求数据字节流解析成一个Request对象,这个Request对象封装了HTTP所有的请求信息,接着Tomcat会把这个Request对象交给Web应用去处理,处理完后得到一个Response对象,Tomcat会把这个Response对象转成HTTP格式的响应数据并发送给浏览器.
我们再来看看HTTP响应的格式,HTTP响应也是有三部分组成的,分别的状态行,响应报头,报文主体,同样,我还以极客时间登录请求的响应为例.
为了更好地帮助你理解HTTP服务器(比如Tomcat)地工作原理,接下来我想谈一谈Cookie跟Session地原理.
Cookie和Session
我们知道,HTTP协议有一个特点是无状态,请求与请求之间是没有关系的.这样会出现一个很尴尬的问题:Web应用不知道你是谁,比如你登录淘宝后,在购物车中添加了三件商品,刷新一下网页,这是系统提示你仍然处于为登录的状态,购物车也空了,很显然这种情况是不可接受的.因此HTTP协议需要一种技术让请求与请求之间建立起联系,并且服务器需要知道这个请求来自哪个用户,于是Cookie技术出现了.
1.Cookie技术
Cooike是HTTP报文的一个请求头,Web应用可以将用户的标识信息或者其他一些信息(用户名等)存储在Cookie中,用户经过验证之后,每次HTTP请求报文中都包含Cookie,这样服务器读取这个Cookie请求头就知道用户是谁了.Cookie本质上就是一份存储在用户本地的文件,里面包含了每次请求中都需要传递的信息.
2.Session技术
由于Cookie以明文的方式存储在本地,而Cookie中往往带有用户信息,.这样就造成了非常大的安全隐患.而Session的互相解决了这个问题.Session可以理解为服务器端开辟的存储空间,里面能保存了用户的状态,用户信息以Session的形式存储在服务端,当用户请求到来时,服务端可以把用户的轻轨和用户的Session对应起来.那么Session时怎么和请求对应起来的呢?答案是通过Cookie,浏览器在Cookie中填充了一个Session ID之类的字段用来标识请求.
具体工作过程是怎这样的:服务器在创建Session 的同时,会为该Session生成唯一的Session ID,当浏览器再次发起请求的时候,会见这个Session ID带上,服务器接受到请求之后就会依据Session ID找到对应的Session,找到Session后,就可以在Session中获取或者添加内容了,而这些内容只会保存在服务器中,发到客户端的只有Session ID,这样相对安全,也节省了网络流量,因为不需要再Cookie中存储大量用户信息.
3.Session创建与存储
那么Session再何时何地创建呢?当然还是再服务器端程序运行的过过程中创建的.不同语言实现的应用程序有不同的创建Session的方法,再JAVA中,是Web应用程序在调用HttpServletRequest的getSession方法时,由Web容器(比如Tomcat)创建的.那HttpServletRequest又是什么呢?
Tomcat的Session管理器提供了多种持久化方案来存储Session,通常会采用高性能的存储方式,比如Redis,并且通过集群部署的方式,防止单点故障,从而提升高可用.同时,Session由过期时间,因此Tomcat会开启后台线程定期轮询,如果Session过期了就将Session失效.
本期精华
HTTP协议和其他应用层协议一样,本质上是一种通信格式.回到文章开头,HTTP是通信的方式,HTML才是通信的目的,就好比HTTP是信封,信封里面的信(HTML)才是内容;但是没有信封,信也没办法寄出去,HTTP协议就是浏览器与服务器之间的沟通语言,具体交互过程是请求,处理和响应.
由于HTTP是无状态的协议,为了识别请求时哪个用于发过来的,出现了Cookie和Session技术.Cookie本质上就是一份存储在用户本地的文件,里面包含了每次请求中都需要传递的信息;Session可以理解为服务器端开辟的存储空间,里面保存的信息用于保持状态.作为Web容器,Tomcat负责创建和管理Session,并提供了多种持久化方案来存储Session.
