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引子

最近在好好了解http，發(fā)現(xiàn)對介紹http的第一句話【http協(xié)議是無狀態(tài)的，無連接的】就無法理解了：無狀態(tài)的【狀態(tài)】到底指的是什么？！

找了很多資料不僅沒有發(fā)現(xiàn)有一針見血正面回答這個(gè)問題的，而且有些解釋還充斥了各種錯(cuò)誤，看著看著就覺得心里憋著一股濁氣吐不出來

于是在看了很多資料之后，我一口吐出濁氣，大聲正面提出這個(gè)問題：http協(xié)議無狀態(tài)中的【狀態(tài)】到底指的是什么？！

然后開始不斷探索解決這個(gè)問題。。。

最終很高興的是我找到了讓人滿意的答案，先賣個(gè)關(guān)子，各位如果著急可以直接拉到最下查看

正文

http協(xié)議無狀態(tài)中的【狀態(tài)】到底指的是什么？！

1.先來看這句話的另外兩個(gè)概念：（標(biāo)準(zhǔn)的http協(xié)議是無狀態(tài)的，無連接的） 標(biāo)準(zhǔn)的http協(xié)議指的是不包括cookies, session，application的http協(xié)議，他們都不屬于標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，雖然各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供商，實(shí)現(xiàn)語言、web容器等，都默認(rèn)支持它

2.無連接指的是什么

•  每一個(gè)訪問都是無連接，服務(wù)器挨個(gè)處理訪問隊(duì)列里的訪問，處理完一個(gè)就關(guān)閉連接，這事兒就完了，然后處理下一個(gè)新的
•  無連接的含義是限制每次連接只處理一個(gè)請求。服務(wù)器處理完客戶的請求，并收到客戶的應(yīng)答后，即斷開連接

對于【無狀態(tài)】，我看到很多隔著一層磨砂玻璃一樣的模糊說法（官方或者教程里的說法），看著非常難受（但其實(shí)算是對的）（后來我發(fā)現(xiàn)我為什么覺得它看著難受了，因?yàn)樗麄円肓撕芏嘈碌?，而且明顯是一個(gè)可能用在很多地方的廣義名詞，這些詞最大的作用就是，混淆概念，下面我標(biāo)注了）

•  協(xié)議對于事務(wù)處理沒有記憶能力【事物處理】【記憶能力】
•  對同一個(gè)url請求沒有上下文關(guān)系【上下文關(guān)系】
•  每次的請求都是獨(dú)立的，它的執(zhí)行情況和結(jié)果與前面的請求和之后的請求是無直接關(guān)系的，它不會受前面的請求應(yīng)答情況直接影響，也不會直接影響后面的請求應(yīng)答情況【無直接聯(lián)系】【受直接影響】
•  服務(wù)器中沒有保存客戶端的狀態(tài)，客戶端必須每次帶上自己的狀態(tài)去請求服務(wù)器【狀態(tài)】

我必須得到確切而具體的解釋！

這幾點(diǎn)給了我下一步思考的方向：

1.【服務(wù)器中沒有保存客戶端的狀態(tài)，客戶端必須每次帶上自己的狀態(tài)去請求服務(wù)器 】這里的客戶端的狀態(tài)是不是確切地指服務(wù)器沒有保存客戶的信息呢？但顯然不是啊

2.【HTTP無狀態(tài)的特性嚴(yán)重阻礙了這些應(yīng)用程序的實(shí)現(xiàn)，畢竟交互是需要承前啟后的，簡單的購物車程序也要知道用戶到底在之前選擇了什么商品】我對此質(zhì)疑為什么無狀態(tài)就不能實(shí)現(xiàn)購物車呢？服務(wù)器就不能存儲東西了么？

3.【 每次的請求都是獨(dú)立的，<它的執(zhí)行情況和結(jié)果>與<前面的請求>和<之后的請求>是無直接關(guān)系的】我覺得這個(gè)說法比較靠譜，但是所謂的不同請求間的沒有關(guān)系，是指的請求內(nèi)容沒有關(guān)系，還是只是指請求本身沒有關(guān)系？

•  請求內(nèi)容沒有關(guān)系只可能是服務(wù)器上不存有用戶數(shù)據(jù)才可能啊，但是顯然是存有的啊
•  請求本身沒有關(guān)系，這又有什么意義呢，每一次的請求有什么價(jià)值？

根據(jù)這個(gè)方向我做了一個(gè)模擬訪問實(shí)驗(yàn)：假如沒有cookie沒有session，只有http的時(shí)候，那當(dāng)一個(gè)注冊用戶訪問這個(gè)購物網(wǎng)站的時(shí)候，會發(fā)生這些事情：

1.前提情況：

•  服務(wù)器肯定為每個(gè)注冊用戶建立了數(shù)據(jù)表，記錄用戶的數(shù)據(jù)
•  http是無連接的

2.第一步需要登錄

•  用戶通過http把用戶的用戶名和密碼發(fā)送給服務(wù)器，服務(wù)器把他們跟自己存有的用戶資料對比，如果一致，則返回信息登錄成功

3.然后用戶點(diǎn)擊某一商品頁

•  這個(gè)動作相當(dāng)于輸入一個(gè)商品頁的網(wǎng)址
•  假如商品頁比較機(jī)密不對外公開，需要是用戶才能訪問
•  而雖然http能傳送用戶名和密碼，而且剛才也輸入了，還驗(yàn)證成功了，但是因?yàn)榉?wù)器既不會記得你登錄的狀態(tài)，你的客戶端也不會存儲你剛才輸入的用戶名和密碼
•  所以因?yàn)檫@一次訪問因?yàn)闊o法確定你的身份，只能訪問失敗
  •  這時(shí)候如果要解決這個(gè)問題，而且沒有cookie沒有session，那就只能你在訪問網(wǎng)址的同時(shí)繼續(xù)帶上你的用戶名和密碼（繼續(xù)輸入咯）其實(shí)就像我現(xiàn)在的APP一樣

4.假設(shè)上一步的問題解決了，就是每次訪問的時(shí)候都會手動輸入用戶名和密碼，然后現(xiàn)在的情況是：你已經(jīng)選了幾件商品在你的購物車中，你想再添加一件商品，于是你點(diǎn)擊某個(gè)商品旁邊的加號

•  這個(gè)動作也相當(dāng)于輸入一個(gè)網(wǎng)址，網(wǎng)址的內(nèi)容是發(fā)送一個(gè)請求，往你的購物車中加入這個(gè)商品
•  系統(tǒng)首先用你傳來的用戶名和密碼驗(yàn)證你的身份，然后訪問你的數(shù)據(jù)庫，在其中的購物車屬性下加一條數(shù)據(jù)，就是這個(gè)商品的數(shù)據(jù)
•  操作結(jié)束后，返回操作成功，并結(jié)束訪問

5.OK，實(shí)驗(yàn)結(jié)束，看似沒有cookie沒有session也能湊合解決問題，其實(shí)兩個(gè)操作都有很大的問題

•  你每訪問一次需要權(quán)限的內(nèi)容都需要在客戶端輸入用戶名和密碼，這一項(xiàng)的繁瑣就不必贅述了
•  你的每一次操作都要與系統(tǒng)底層的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行交互
  •  多次少量的訪問存在非常大的性能浪費(fèi)。非常容易就能想到肯定是一次大量的操作更加有效率，于是就想到了緩存區(qū)
•  你的非重要瑣碎數(shù)據(jù)也被寫進(jìn)數(shù)據(jù)庫中，跟你的主要數(shù)據(jù)放在一起
  
  •  一次次添加和刪除購物車其實(shí)只是跟你這次瀏覽，或者叫這次會話有關(guān)，是臨時(shí)的數(shù)據(jù)，跟用戶的主要信息無關(guān)，它們沒什么價(jià)值，純粹的冗余數(shù)據(jù)（不排除現(xiàn)在有的公司覺得這種數(shù)據(jù)也有非常大的價(jià)值可以讓它們巧妙的利用），用什么存放這些臨時(shí)的數(shù)據(jù)，我們也很容易想到緩存區(qū)

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經(jīng)過這個(gè)模擬訪問實(shí)驗(yàn)，結(jié)合前面的思考方向，我們知道了三點(diǎn)：

•  服務(wù)器上肯定存有用戶的數(shù)據(jù)，你提交的增刪改查它也能夠處理，所以這句話中【服務(wù)器中沒有保存客戶端的狀態(tài)】的狀態(tài)并不是指用戶的數(shù)據(jù)，我們的猜測不對
•  我們的質(zhì)疑對了，無狀態(tài)能實(shí)現(xiàn)購物車，可以通過服務(wù)器上存有的用戶數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)
•  但是，使用上面這種方式實(shí)現(xiàn)購物車，存在三個(gè)比較大的問題。由此，我們不禁會想，這三個(gè)問題的解決是不是跟我們不確切了解的【狀態(tài)】一詞有關(guān)？于是，接下來我們來通過解決這三個(gè)問題來把【狀態(tài)】的意義探尋下去

由上所述，我們可以在http的基礎(chǔ)上增加一些機(jī)制來解決上面出現(xiàn)的三個(gè)問題

1.在用戶端增加一個(gè)記錄本是非常有必要的，正好官方加入的cookie機(jī)制跟這個(gè)一樣，它的用處也確實(shí)是上面討論的那樣，一般就是用來標(biāo)識訪問者的身份

2.在服務(wù)器增加一個(gè)緩存區(qū)能同時(shí)解決后兩個(gè)問題

•  有了這個(gè)緩存區(qū)作為一個(gè)數(shù)據(jù)緩沖，就不用一次次地訪問數(shù)據(jù)庫，浪費(fèi)大量計(jì)算機(jī)資源，而是在最后統(tǒng)一歸入數(shù)據(jù)庫
•  有了這個(gè)緩存區(qū)，你就不用把臨時(shí)的數(shù)據(jù)放到數(shù)據(jù)庫中了，只需要在你們交流告一段落之后，再把數(shù)據(jù)整理，把有用的數(shù)據(jù)歸入數(shù)據(jù)庫

3.這里就自然引申出了一個(gè)重要的概念：會話，它作為一個(gè)緩沖存儲區(qū)被從數(shù)據(jù)庫中分離出來，理由并不生硬，它有其獨(dú)特的重要且不可替代的作用。這個(gè)東西恰好跟官方加入的session機(jī)制一樣

3.1.另外說一個(gè)非常具有迷惑性的容易讓人對session的主要作用產(chǎn)生偏離的理解：認(rèn)為session存在的價(jià)值就是給訪問者分配一個(gè)sessionID代替用戶名和密碼，

3.2.為什么非常具有迷惑性，因?yàn)閟ession確實(shí)做了這件事，而且也起到了很大的作用，所以它是對的，但是只對一半，而且沒有涉及問題的本質(zhì)，這種情況是最危險(xiǎn)的（看似很有說服力，把你說服了，所以你很難有動力繼續(xù)找下去，但是真實(shí)情況跟它有偏差，但是偏差不大，所以又很難把你說服回來，只有隱隱的不對勁，這個(gè)時(shí)候你離真實(shí)最近，也離真實(shí)最遠(yuǎn)）

3.3.那就順便說說它為什么是對的，也就是用session做的另一件有用的事：

•  給每個(gè)session一個(gè)ID，一方面用來方便自己查詢，另一方面把這個(gè)ID給用戶，用戶下一次訪問的時(shí)候就可以不用用戶名和密碼，而是直接使用這個(gè)ID來表明自己的身份
•  首先，這個(gè)ID安全嗎？這個(gè)ID比直接傳用戶名和密碼安全嗎？
  •  不嚴(yán)格加密的sessionID和用戶名和密碼一樣，都不太安全
  •  但是相比較來說，sessionID要安全一些
  •  而使用https是完全安全的

                1.  你很容易會想到，本來用戶名和密碼的組合還特地設(shè)置地比較復(fù)雜，你這換一組數(shù)字就代替了，是不是太不安全了？

                2.  我們知道http協(xié)議本身是完全不加密的，如果使用用戶名和密碼，第一次訪問是放在http頭中，后邊自動保存了密碼就會放在cookie中，這些都完全沒有加密，它的安全性基本為0，就是裸奔了，只要被竊取，那就丟失了

                3.  所以，就這個(gè)意義來講，sessionID的安全性跟使用用戶名和密碼沒什么區(qū)別

                4.  但是其實(shí)，雖然http本身不能加密，但是有些軟件什么的，能在應(yīng)用層面手動給你加密，比如QQ就會使用戶名密碼加臨時(shí)驗(yàn)證碼聯(lián)合哈希，sessionID加一個(gè)時(shí)間戳簡單加密也是非常常用的方法

                5.  而且因?yàn)閟essionID本身有有效期，即使丟了，也可能很快失效，造成的損失可能沒那么大，而用戶名跟密碼丟了，那就大了

                6.  所以總結(jié)就是：

•  然后，使用sessionID有哪些好處

                1.  方便直接根據(jù)ID查詢用戶對應(yīng)的session

                2.  加密的時(shí)候計(jì)算量小

                3.  安全性不會降低，甚至還更高一些

OK，通過獨(dú)立地解決純http機(jī)制會產(chǎn)生的問題，我們探討了cookie和session機(jī)制的本質(zhì)。而且想到：【使用http協(xié)議，服務(wù)器中不會保存客戶端的狀態(tài)】所產(chǎn)生的問題通過增加cookie和session機(jī)制解決了，是不是就意味著這個(gè)【狀態(tài)】跟cookie和session的關(guān)系非常緊密？

所以這個(gè)無狀態(tài)指的是【沒有對 本次會話 設(shè)置一個(gè)緩存區(qū)，記錄這次會話的狀態(tài)，緩存區(qū)包括服務(wù)器端和用戶端】但好像還是沒有點(diǎn)破關(guān)鍵（主要是覺得跟前面那些官方對狀態(tài)的說法不太吻合，甚至沒有對應(yīng)關(guān)系）

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忽然我想到一個(gè)問題：一個(gè)有狀態(tài)的http是什么樣的？

1.很難直接想象有狀態(tài)的http是什么樣，因?yàn)閔ttp這種機(jī)制是天然無狀態(tài)的

2.那就類比一下吧，另一個(gè)天然有狀態(tài)的機(jī)制叫TCP

•  如果有狀態(tài)的意思是它的每次請求是有聯(lián)系的，那么有狀態(tài)的TCP的樣子是：假如一份數(shù)據(jù)分了三份TCP包發(fā)送，那這個(gè)包上面會標(biāo)明這是第幾個(gè)包，會標(biāo)明這個(gè)包跟那幾個(gè)包是有聯(lián)系的，有什么聯(lián)系

3.但好像這個(gè)有狀態(tài)的TCP跟我們想要的有狀態(tài)的HTTP沒有關(guān)系，因?yàn)榧词姑看蝖ttp請求之間互相有聯(lián)系，它也不能解決上面提到的http無狀態(tài)的問題

4.誒，等等，好像能類比：

4.1.假如每個(gè)http連接都有一個(gè)簽名，于是第一次登陸成功之后，服務(wù)器就知道了這個(gè)簽名是允許登陸的，于是之后所有同樣簽名的http連接都能登陸，這里利用了同一個(gè)用戶發(fā)出的http連接之間的同主人關(guān)系，這里解決了一個(gè)保持登錄狀態(tài)的問題

4.2.同樣，來嘗試?yán)眠@個(gè)【每次http請求之間互相有聯(lián)系】來解決上面碰到的那個(gè)問題【每一次操作都要與系統(tǒng)底層的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行交互】，但想了半天確實(shí)無法進(jìn)行下去。往期：一百期面試題匯總

4.3.不過我靈機(jī)一動，從另一個(gè)角度來想，好像解決了這個(gè)問題：

1.  只有【每次http請求之間互相有聯(lián)系】這個(gè)條件，無法解決【每一次操作都要與系統(tǒng)底層的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行交互】
2.  因?yàn)楹苊黠@，要解決【每一次操作都要與系統(tǒng)底層的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行交互】就必須在服務(wù)器端開辟一塊緩存區(qū)
3.  不過如果你思考一下如何實(shí)現(xiàn)【每次http請求之間互相有聯(lián)系】，你就會發(fā)現(xiàn)，它也需要在服務(wù)器端開辟一塊緩存區(qū)
4.  所以【在服務(wù)器端開辟一塊緩存區(qū)】才是真正的條件，也就是說，它確實(shí)等價(jià)于【有狀態(tài)】
5.  而且我也找到了這個(gè)【在服務(wù)器端開辟一塊緩存區(qū)】的條件跟前面那些官方對狀態(tài)的說法對應(yīng)的點(diǎn)，那就是：

•  通過在服務(wù)器端開辟一塊緩存區(qū)，存儲、記憶、共享一些臨時(shí)數(shù)據(jù)，你就可以：
•  協(xié)議對于事務(wù)處理有記憶能力【事物處理】【記憶能力】
•  對同一個(gè)url請求有上下文關(guān)系【上下文關(guān)系】
•  每次的請求都是不獨(dú)立的，它的執(zhí)行情況和結(jié)果與前面的請求和之后的請求是直接關(guān)系的【不獨(dú)立】【直接關(guān)系】
•  服務(wù)器中保存客戶端的狀態(tài)【狀態(tài)】

      6.  所以，這個(gè)狀態(tài)，加上前面說的客戶端也有cookie，就是指，客戶端和服務(wù)器在臨時(shí)會話中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)！而前面也說道了，使用緩存區(qū)保存臨時(shí)會話中的數(shù)據(jù)是多么重要

•  所以狀態(tài)不僅包括不同URL訪問之間的關(guān)系，還有對其他URL訪問的數(shù)據(jù)記錄，還有一些其他的東西，所以更確切地說，狀態(tài)應(yīng)該是【實(shí)現(xiàn)了這些東西所憑借的后面的緩存空間】中的客戶的臨時(shí)數(shù)據(jù)
•  cookie和session應(yīng)該是完全實(shí)現(xiàn)了有狀態(tài)這個(gè)功能

一種常見的對狀態(tài)的誤解：

•  有人在解釋HTTP的無狀態(tài)時(shí)，把它跟有連接對立，說是兩種方式，也就是如果想不無狀態(tài)，就必須有連接，但其實(shí)不然
•  有連接和無連接以及之后的Keep-Alive都是指TCP連接
•  有狀態(tài)和無狀態(tài)可以指TCP也可以指HTTP
•  TCP一直有狀態(tài)，HTTP一直無狀態(tài)，但是應(yīng)用為了有狀態(tài)，就給HTTP加了cookie和session機(jī)制，讓使用http的應(yīng)用也能有狀態(tài)，但http還是無狀態(tài)
•  開始TCP是有連接，后來TCP無連接，再后來也就是現(xiàn)在TCP是Keep-Alive，有點(diǎn)像有連接