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  • Http无状态
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    2021-12-30 09:47:26

    无状态的http协议

    HTTP是无状态的协议

    • 所谓的无状态,是指当浏览器与服务器之间进行基于http协议进行通信时,协议对于交互性场景没有记忆能力。

    下面对用APP购物进行举例

    1. 首先进行登录
    • 用户通过http把用户的用户名和密码发送给服务器
    • 服务器将之与已有用户资料对比,一致,登录成功
    1. 添加商品
    • 进入商品详情,如果需要用户身份才能访问,虽然上一步已经登陆成功
    • 但是没有cookie、session、token时,会访问失败
    • 因为服务器既不会记得你登录的状态,你的客户端也不会存储你刚才输入的用户名和密码
    • 只能在访问时继续输入你的用户名和密码
    • 当你选种商品时,先通过用户名和密码验证你的身份,再访问你的数据库,并在购物车属性下添加该商品的数据
    • 每次添加一个商品,重复上述操作
    1. 存在问题
    • 每一步设计访问网址的操作都需要重登录
    • 每次操作都与数据库进行交互
    1. 解决问题
    • 在用户端增加一个记录本(cookie机制,标识访问身份)
    • 服务器增加缓存区(避免多次访问数据库,使用session机制解决)

    参考博客

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  • 一、Http 协议无状态的含义 1.1有状态协议 常见的许多七层协议实际上是有状态的,例如SMTP协议,它的第一条消息必须是HELO,用来握手,在HELO发送之前其他任何命令都是不能发送的;接下来一般要进行AUTH阶段,用来验证...

    一、Http 协议无状态的含义

    1.1有状态协议

    常见的许多七层协议实际上是有状态的,例如SMTP协议,它的第一条消息必须是HELO,用来握手,在HELO发送之前其他任何命令都是不能发送的;接下来一般要进行AUTH阶段,用来验证用户名和密码;接下来可以发送邮件数据;最后,通过QUT命令退出。可以看到,在整个传输层上,通信的双方是必须要时刻记住当前连接的状态的,因为不同的状态下能接受的命令是不同的;另外,之前的命令传输的某些数据也必须要记住,可能会对后面的命令产生影响。这种就叫做有状态的协议。

    1.2 http为什么说http协议是无状态协议

    相反,为什么说HTTP是无状态的协议呢?因为它的每个请求都是完全独立的,每个请求包含了处理这个请求所需的完整的数据,发送请求不涉及到状态变更即使在HTTP/1.1上,同一个连接允许传输多个HTTP请求的情况下,如果第一个请求出错了,后面的请求一般也能够继续处理(当然,如果导致协议解析失败、消息分片错误之类的自然是要除外的)。可以看出,这种协议的结构是要比有状态的协议更简单的,一般来说实现起来也更简单,不需要使用状态机,一个循环就行了。

    1.3为什么不改进http协议使之有状态

    最初的http协议只是用来浏览静态文件的,无状态协议已经足够,这样实现的负担也很轻(相对来说,实现有状态的代价是很高的,要维护状态,根据状态来操作。)。随着web的发展,它需要变得有状态,但是不是就要修改http协议使之有状态呢?是不需要的。因为我们经常长时间逗留在某一个网页,然后才进入到另一个网页,如果在这两个页面之间维持状态,代价是很高的。其次,历史让http无状态,但是现在对http提出了新的要求,按照软件领域的通常做法是,保留历史经验,在http协议上再加上一层实现我们的目的(“再加上一层,你可以做任何事”)。所以引入了其他机制来实现这种有状态的连接。

    1.4无状态协议的优缺点

    和许多人想象的不同,会话(Session)支持其实并不是一个缺点,反而是无状态协议的优点,因为对于有状态协议来说,如果将会话状态与连接绑定在一起,那么如果连接意外断开,整个会话就会丢失,重新连接之后一般需要从头开始(当然这也可以通过吸收无状态协议的某些特点进行改进);而HTTP这样的无状态协议,使用元数据(如Cookies头)来维护会话,使得会话与连接本身独立起来,这样即使连接断开了,会话状态也不会受到严重伤害,保持会话也不需要保持连接本身。另外,无状态的优点还在于对中间件友好,中间件无需完全理解通信双方的交互过程,只需要能正确分片消息即可,而且中间件可以很方便地将消息在不同的连接上传输而不影响正确性,这就方便了负载均衡等组件的设计。

    无状态协议的主要缺点在于,单个请求需要的所有信息都必须要包含在请求中一次发送到服务端,这导致单个消息的结构需要比较复杂,必须能够支持大量元数据,因此HTTP消息的解析要比其他许多协议都要复杂得多。同时,这也导致了相同的数据在多个请求上往往需要反复传输,例如同一个连接上的每个请求都需要传输Host、 Authentication、 Cookies、 Server等往往是完全重复的元数据,一定程度上降低了协议的效率。

    1.5 HTTP协议是无状态协议,这句话本身到底对不对?

    实际上,并不全对。HTTP/1.1中有一个 HTTP/1.1 Expect: 100-Continue的功能,它是这么工作的:

    • 1.在发送大量数据的时候,考虑到服务端有可能直接拒收数据,客户端发出请求头并附带 Expect:100-continue HTTP的HTTP头,不发送请求体,先等待服务器响应
    • 2.服务器收到 Expect:100-Continue 的请求,如果允许上传,发送100 continue 的HTTP响应(同一个请求可以有任意个1xx的响应,均不是最后的 Response,只起到提示性作用);如果不允许,例如不允许上传数据,或者数据大小超出限制,直接返回4xx/5xx的错误
    • 3.客户端收到100 Continue的响应之后,继续上传数据
      可以看出,这实际上很明显是一个有状态协议的套路,它需要先进行一次握手,然后再真正发送数据。不过,HTTP协议也规定,如果服务端不进行100 Continue的响应,建议客户端在等待较短的时间之后仍然上传数据,以达成与不支持 Expect:100- Continue功能的服务器的兼容,这样可以算是“能有状态则有状态,否则回到无状态的路上”,这样说HTTP1.x 是无状态的协议也是没错的。

    至于HTTP/2,它应该算是一个有状态的协议了(有握手和 GOAWAY消息,有类似于TCP的流控),所以以后说“HTTP是无状态的协议”就不太对了,最好说HTTP1.x 是无状态的协议

    二、如何解决无状态问题

    HTTP协议是无状态的,无状态意味着,服务器无法给不同的客户端响应不同的信息。这样一些交互业务就无法支撑了。 Cookie应运而生。

    2.1 Cookie

    cookie的传递会经过下边这4步:

    1. Client 发送 HTTP 请求给 Server
    2. Server响应,并附带Set-Cookie的头部信息
    3. Client保存 Cookie, 之后请求 Server 会附带Cookie的头部信息
    4. Server从 Cookie 知道 Client是谁了,返回相应的响应

    Cookie的英文翻译是甜品,使用 Cookie可以自动填写用户名、记住密码等,是给用户的一点甜头。

    Server拿到 Cookie后,通过什么信息才能判断是哪个Client呢? 服务器的 SessionID

    2.2 Session

    如果把用户名、密码等重要隐私都存到客户端的Cookie中,还是有泄密风险。为了更安全,把机密信息保存到服务器上,这就是 Session Session是服务器上维护的客户档案,可以理解为服务器端数据库中有一张user表,里面存放了客户端的用户信息。SessionID就是这张表的主键ID
    Session信息存到服务器,必然占用内存。用户多了以后,开销必然增大。为了提高效率,需要做分布式,做负载均衡。因为认证的信息保存在内存中,用户访问哪台服务器,下次还得访问相同这台服务器才能拿到授权信息,这就限制了负载均衡的能力。而且 SeesionID存在 Cookie,还是有暴露的风险,比如SCRF(Cross-Site Request Forgery,跨站请求伪造)

    如何解决这些问题呢? 基于 Token令牌鉴权。

    2.3 Token

    首先, Token不需要再存储用户信息,节约了内存。其次,由于不存储信息,客户端访问不同的服务器也能进行鉴权,增强了扩展能力。然后, Token可以采用不同的加密方式进行签名,提高了安全性。
    Token就是一段字符串, Token传递的过程跟 Cookie类似,只是传递对象变成了 Token。用户使用用户名、密码请求服务器后,服务器就生成 Token,在响应中返给客户端,客户端再次请求时附带上 Token, 服务器就用这个 Token进行认证鉴权。

    Token虽然很好的解决了 Session的问题,但仍然不够完美。服务器在认证 Token的时候,仍然需要去数据库查询认证信息做校验。为了不查库,直接认证,JWT出现了。

    2.4JWT

    JWT的英文全称是 JSON Web Token。JWT把所有信息都存在自己身上了,包括用户名密码、加密信息等,且以JSON对象存储的。
    JWT长相是xxxxx.yyyyy.zzzzz,极具艺术感。包括三部分内容

    • Header包括 token类型和加密算法(HMAC SHA256 RSA)
    { "alg": "HS256", "typ": "JWT" }
    
    • Payload
      传入内容
    {"sub":1234567890","name":"John Doe, "admin": true}
    
    • Signature
      签名, 把 header 和 payload 用 base64 编码后 “.” 拼接, 加盐 secret(服务器私钥)
     HMACSHA256(base64UrLEncode(header)+"." + base64UrlEncode(payload),secret);
    

    最终的 token就是这样一个字符串

     eyJhbGci0iJIUzI11Ni9
     	.eyJzdWIi0iIxMjMONTY30DkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiaWF0IjoxNTE2MjM5MDIyfQ
     	.yK0B4jkGWu7twu8Ts9zju01E10_CPedLJkoJFCan5J4;
    

    给 Token穿个外套

     Authorization: Bearer;
    

    这就是我们在请求 Header里面看到的内容格式了。

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  • http无状态

    千次阅读 2018-09-26 11:21:48
    1》官方说法: 1.协议对于事务处理没有记忆能力 2.对同一个url请求没有上...4.服务器中没有保存客户端的状态,客户端必须每次带上自己的状态去请求服务器 2》理解 标准的http协议指的是不包括cookies,session...

    1》官方说法:

    1.协议对于事务处理没有记忆能力

    2.对同一个url请求没有上下文关系

    3.每次的请求都是独立的,它的执行情况和结果与前面的请求和之后的请求时无直接关系的,它不会受前面的请求应答情况直接影响,也不会直接影响后面的请求应答情况

    4.服务器中没有保存客户端的状态,客户端必须每次带上自己的状态去请求服务器

    2》理解

    标准的http协议指的是不包括cookies,session,application的http协议

    服务上肯定有用户的数据,所以这里中的状态不是指用户的数据,无状态是没有对本次会话设置一个缓存区,记录这次会话的状态,缓存区包括服务端和用户端,这个状态就是客户端和服务器在临时会话中产生的数据(实现这些东西所凭借的后面的缓存空间中的客户的临时数据)

    3》例子理解

    假设没有cookie和session只有http的时候,当一个注册用户访问这个购物网站的时候,发生的情况

    1.前提情况:

    服务器为每个注册用户建立了数据表,记录用户的数据

    http是无连接的

    2.第一步需要登录

    用户通过http把用户的用户名和密码发给服务器,服务器把他们跟自己存有的用户资料对比,如果一致返回信息登录成功

    3.然后用户点击某一商品页

    相当于输入一个商品页的网址,假设商品页比较机密不对外公开,需要是用户才能访问,虽然http能传送用户名和密码,而且刚才也输入了,还验证成功,但是因为服务器既不会记得你登录的状态客户端也不会存储你刚才输入的用户名和密码,所以因为这一次访问无法确定你的身份,只能访问失败。

    为解决这个问题只能在你访问的网址的同时继续带上你的用户名和密码

    4.现在假设,你已经选了几件商品在你的购物车中,你想再添加一件商品,于是你点击某个商品旁边的加号

    这个动作相当于输入一个网址,网址的内容是发送一个请求,往你的购物车中加入这个商品

    系统首先用你传来的用户名和密码验证你的身份,然后访问你的数据库,在其中的购物车属性下加一条数据,就是这个商品的数据,操作结束后,返回操作结束,并结束访问

    虽然可以解决但是会有三个很大的问题

    1.每访问一次需要权限的内容都需要在客户端输入用户名和密码,多次少量的访问存在非常大的性能浪费。就会想到一次大量的操作更加有效率,就是很容易想到了缓存区(cookie解决)

    2.每一次操作都要与系统底层的数据库进行交互(session机制解决)

    3.非重要琐碎数据(非重要数据)被写入数据库跟主要数据放在一起,存放这些非重要数据也很容易想到缓存区(session机制解决)

    参考:http://www.cnblogs.com/bellkosmos/p/5237146.html

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  • http无状态的理解: 无状态这个定义如何理解:http的每次请求,在事务上和前后http请求没有任何关联,对上一次请求,下一次请求没有任何影响。这个是定义,从宏观上说的,实际上把无状态说成请求独立,无关联也对~...

    http无状态的理解:

    无状态这个定义如何理解:http的每次请求,在事务上和前后http请求没有任何关联,对上一次请求,下一次请求没有任何影响。这个是定义,从宏观上说的,实际上把无状态说成请求独立,无关联也对~下面具体的说说。

    无状态在常见web应用项目中如何理解:http请求本身不具有任何上次请求会话的数据缓存。如果在不考虑cookie和session情况下,如果你已经登陆,则下一次要访问的登陆后的页面是要在请求的参数中有登陆的信息才行。因为你登录成功是上一次请求,对本次请求无关。它们是独立的!那么我们每次访问都要携带这个登陆信息。不安全不说,还费劲。咋办?

    什么是购物车问题:购物车问题实际上可以理解为一个具体问题演变成的一类问题。我们知道为购物车添加,减少商品,是对当前的登陆人账号下操作的。如果登陆后不能影响下一步骤的操作购物车,则每次购物车的操作都要执行一遍登陆。所以后来购物车问题就演变成了一类类似问题的统称,即登陆信息在http前后请求的关联联系问题,也就是解决实际应用中的http无状态问题。

    对于http的无状态性质,现阶段有何种解决方案?

    身份认证概述

    由于HTTP是一种没有状态的协议,它并不知道是谁访问了我们的应用。这里把用户看成是客户端,客户端使用用户名还有密码通过了身份验证,不过下次这个客户端再发送请求时候,还得再验证一下。

    通用的解决方法就是,当用户请求登录的时候,如果没有问题,在服务端生成一条记录,在这个记录里可以说明登录的用户是谁,然后把这条记录的id发送给客户端,客户端收到以后把这个id存储在cookie里,下次该用户再次向服务端发送请求的时候,可以带上这个cookie,这样服务端会验证一下cookie里的信息,看能不能在服务端这里找到对应的记录,如果可以,说明用户已经通过了身份验证,就把用户请求的数据返回给客户端。

    以上所描述的过程就是利用session,那个id值就是sessionid。我们需要在服务端存储为用户生成的session,这些session会存储在内存,磁盘,或者数据库。

    目前解决给出整理出三种方案:cookie , session , token

    1.cookie

    cookie是第一次web端输入登陆信息,在server端生成保存并生成cookie,后通过response的setCookie方法,将登陆信息放到响应头中。浏览器得到响应后,如果有cookie,会将cookie信息保存到本地,带下次http-request请求时会将这个cookie放到request的Header中。后台就可以根据cookie中有没有登陆信息,或者登陆信息是否超时来做进一步操作。

    处理流程借用往上的图片
    在这里插入图片描述
    注意sid其实就是SessionId。 也就是Session机制是依靠Cookie来实现的,cookie也是最常用的一种方式。

    2.session

    Session也是一种很好的解决http协议无状态的方案。典型的场景比如购物车, 当你点击下单按钮的时候,由于Http协议无状态,并不知道哪个用户登录,所以需要某个机制来判断是哪个用户登录的。
    实际上,Session机制是依靠Cookie来实现的,cookie也是最常用的一种方式。第一次创建Session的时候,服务端会在HTTP协议中告诉客户端,需要在 Cookie 里面记录一个Session ID,以后每次请求把这个会话ID发送到服务器,我就知道你是谁了。
    Session是保存在服务端的,有一个唯一标识。在服务端保存Session的方法很多,内存、数据库、文件都有。集群的时候也要考虑Session的转移,在大型的网站,一般会有专门的Session服务器集群,用来保存用户会话,这个时候 Session 信息都是放在内存的,使用一些缓存服务比如Memcached之类的来放 Session。2. 思考一下服务端如何识别特定的客户?这个时候Cookie就登场了。每次HTTP请求的时候,客户端都会发送相应的Cookie信息到服务端。实际上大多数的应用都是用 Cookie 来实现Session跟踪的,第一次创建Session的时候,服务端会在HTTP协议中告诉客户端,需要在 Cookie 里面记录一个Session ID,以后每次请求把这个会话ID发送到服务器,我就知道你是谁了。有人问,如果客户端的浏览器禁用了 Cookie 怎么办?一般这种情况下,会使用一种叫做URL重写的技术来进行会话跟踪,即每次HTTP交互,URL后面都会被附加上一个诸如 sid=xxxxx 这样的参数,服务端据此来识别用户。3. Cookie其实还可以用在一些方便用户的场景下,设想你某次登陆过一个网站,下次登录的时候不想再次输入账号了,怎么办?这个信息可以写到Cookie里面,访问网站的时候,网站页面的脚本可以读取这个信息,就自动帮你把用户名给填了,能够方便一下用户。这也是Cookie名称的由来,给用户的一点甜头。所以,总结一下:Session是在服务端保存的一个数据结构,用来跟踪用户的状态,这个数据可以保存在集群、数据库、文件中;Cookie是客户端保存用户信息的一种机制,用来记录用户的一些信息,也是实现Session的一种方式。

    这里,我们理解session时不能在以为只有request.getSession()方法获取的才是session,而应该理解为通过任何手段保存会话信息的载体都是session。

    3.token

    token常见应用在接口校验中。token的意思是“令牌”,是服务端生成的一串字符串,作为客户端进行请求的一个标识。当用户第一次登录后,服务器生成一个token并将此token返回给客户端,以后客户端只需带上这个token前来请求数据即可,无需再次带上用户名和密码。
    简单token的组成;uid(用户唯一的身份标识)、time(当前时间的时间戳)、sign(签名,token的前几位以哈希算法压缩成的一定长度的十六进制字符串。为防止token泄露)。

    使用token机制的身份验证方法,在服务器端不需要存储用户的登录记录。大概的流程:

    客户端使用用户名和密码请求登录。服务端收到请求,验证用户名和密码。验证成功后,服务端会生成一个token,然后把这个token发送给客户端。客户端收到token后把它存储起来,可以放在cookie或者Local Storage(本地存储)里。客户端每次向服务端发送请求的时候都需要带上服务端发给的token。服务端收到请求,然后去验证客户端请求里面带着token,如果验证成功,就向客户端返回请求的数据。

    利用token机制进行登录认证,可以有以下方式:

    a.用设备mac地址作为token

    客户端:客户端在登录时获取设备的mac地址,将其作为参数传递到服务端

    服务端:服务端接收到该参数后,便用一个变量来接收,同时将其作为token保存在数据库,并将该token设置到session中。客户端每次请求的时候都要统一拦截,将客户端传递的token和服务器端session中的token进行对比,相同则登录成功,不同则拒绝。

    此方式客户端和服务端统一了唯一的标识,并且保证每一个设备拥有唯一的标识。缺点是服务器端需要保存mac地址;优点是客户端无需重新登录,只要登录一次以后一直可以使用,对于超时的问题由服务端进行处理。

    b.用sessionid作为token

    客户端:客户端携带用户名和密码登录

    服务端:接收到用户名和密码后进行校验,正确就将本地获取的sessionid作为token返回给客户端,客户端以后只需带上请求的数据即可。

    此方式的优点是方便,不用存储数据,缺点就是当session过期时,客户端必须重新登录才能请求数据。

    当然,对于一些保密性较高的应用,可以采取两种方式结合的方式,将设备mac地址与用户名密码同时作为token进行认证。

    APP利用token机制进行身份认证

    用户在登录APP时,APP端会发送加密的用户名和密码到服务器,服务器验证用户名和密码,如果验证成功,就会生成相应位数的字符产作为token存储到服务器中,并且将该token返回给APP端。

    以后APP再次请求时,凡是需要验证的地方都要带上该token,然后服务器端验证token,成功返回所需要的结果,失败返回错误信息,让用户重新登录。其中,服务器上会给token设置一个有效期,每次APP请求的时候都验证token和有效期。

    token的加密

    token是很容易泄露的,如果不进行加密处理,很容易被恶意拷贝并用来登录。加密的方式一般有:

    在存储的时候把token进行对称加密存储,用到的时候再解密。文章最开始提到的签名sign:将请求URL、时间戳、token三者合并,通过算法进行加密处理。

    最好是两种方式结合使用。

    还有一点,在网络层面上token使用明文传输的话是非常危险的,所以一定要使用HTTPS协议。

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