Web容器（二）：HTTP协议

迈不过友情╰ 2023-06-11 15:26 24阅读 0赞

本文参照：极客时间-《深入拆解 Tomcat & Jetty》-02 | HTTP协议必知必会

## HTTP协议 ##

### HTTP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，在这个过程中，浏览器实际上要做两件事情。

*  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，浏览器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。那么要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。

### HTTP工作原理 ###

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2h6azE1NjIxMTA2OTI_size_16_color_FFFFFF_t_70]

1.  用户通过浏览器进行了一个操作，比如输入网址并回车，或者是点击链接，接着浏览器获取了这个事件。
2.  浏览器向服务端发出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入网络，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，假设这里的数据是HTML。
11. 浏览器将HTML文件展示在页面上。

如上，Tomcat和Jetty作为一个HTTP服务器，主要承担了**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，可能有成千上万的浏览器同时请求同一个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 ###

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：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2h6azE1NjIxMTA2OTI_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
如上，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请求数据到达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。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2h6azE1NjIxMTA2OTI_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]  
HTTP响应的格式，HTTP的响应也是由三部分组成，分别是**状态行、响应报头、报文主体**。

### HTTP长连接 ###

在HTTP/1.0时期，每次HTTP请求都会创建一个新的TCP连接，请求完成后之后这个TCP连接就会被关闭。这种通信模式的效率不高，所以在HTTP/1.1中，引入了HTTP长连接的概念，使用长连接的HTTP协议，会在响应头加入Connection:keep-alive。这样当浏览器完成一次请求后，浏览器和服务器之间的TCP连接不会关闭，再次访问这个服务器上的网页时，浏览器会继续使用这一条已经建立的连接，也就是说两个请求可能共用一个TCP连接。**省去了下一次的TCP三次握手。**

HTTP/1.1中的长连接依然没有解决 head of line blocking 的问题，后面的连接必须等待前面的返回了才能够发送，这个问题直到HTTP/2.0采取**二进制分帧编码**方式才彻底解决。

## Cookie和Session ##

**HTTP协议有个特点是无状态**，请求与请求之间是没有关系的。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。

### cookie ###

Cookie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。**

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。**浏览器在Cookie中填充了一个Session ID之类的字段用来标识请求。**

### session ###

\*\*Session可以理解为服务器端开辟的存储空间，里面保存了用户的状态，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请求和用户的Session对应起来。

具体工作过程是这样的：服务器在创建Session的同时，会为该Session生成唯一的Session ID，当浏览器再次发送请求的时候，会将这个Session ID带上，服务器接受到请求之后就会依据Session ID找到相应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，因为不需要在Cookie中存储大量用户信息。

[sessionId的生成过程和过期时间][sessionId]

**sessionid是一个会话的key，浏览器第一次访问服务器会在服务器端生成一个session，有一个sessionid和它对应。tomcat生成的sessionid叫做jsessionid。jetty为sessionId。**

在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。

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有过期时间，因此Tomcat会开启后台线程定期的轮询，如果Session过期了就将Session失效。

## HTTP与HTTPS ##

在日常互联网浏览网页时，我们接触到的大多都是 HTTP 协议，这种协议是未加密，即明文的。这使得 HTTP 协议在传输隐私数据时非常不安全。因此，浏览器鼻祖 Netscape 公司设计了 **SSL（Secure Sockets Layer） 协议，用于对 HTTP 协议传输进行数据加密，即 HTTPS** 。

HTTPS 和HTTP 协议相比提供了：

*  数据完整性：内容传输经过完整性校验
 *  数据隐私性：内容经过对称加密，每个连接生成一个唯一的加密密钥
 *  身份认证：第三方无法伪造服务端（客户端）身份

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2h6azE1NjIxMTA2OTI_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]  
如上图，使用https协议，即http+ssl层，它在网络间通信是加密的，所以需要加密证书（即便被抓包，会有加密信息）  
注意：https的get请求，能够抓到域名字符部分，不能抓到请求的数据。

[一篇文章看明白 HTTP，HTTPS，SSL/TSL 之间的关系][HTTP_HTTPS_SSL_TSL]

## HTTP与HTML ##

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。

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[sessionId]: https://blog.csdn.net/qq_33251859/article/details/77481868
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[HTTP_HTTPS_SSL_TSL]: https://blog.csdn.net/freekiteyu/article/details/76423436