【转】如何理解HTTP协议的“无连接，无状态”

原文摘自： http://blog.csdn.net/tennysonsky/article/details/44562435

HTTP 是一个属于应用层的面向对象的协议，HTTP 协议一共有五大特点：1、支持客户/服务器模式；2、简单快速；3、灵活； 4、无连接；5、无状态 。

无连接

无连接的含义 是限制每次连接只处理一个请求。服务器处理完客户的请求，并收到客户的应答后，即断开连接。采用这种方式可以节省传输时间。

早期这么做的原因是 HTTP 协议产生于互联网，因此服务器需要处理同时面向全世界数十万、上百万客户端的网页访问，但每个客户端（即浏览器）与服务器之间交换数据的间歇性较大（即传输具有突发性、瞬时性），并且网页浏览的联想性、发散性导致两次传送的数据关联性很低，大部分通道实际上会很空闲、无端占用资源。因此 HTTP 的设计者有意利用这种特点将协议设计为 请求时建连接、请求完释放连接，以尽快将资源释放出来服务其他客户端 。

随着时间的推移，网页变得越来越复杂，里面可能嵌入了很多图片，这时候每次访问图片都需要建立一次 TCP 连接就显得很低效。后来，Keep-Alive 被提出用来解决这效率低的问题。

Keep-Alive 功能使客户端到服务器端的连接持续有效，当出现对服务器的后继请求时，Keep-Alive 功能避免了建立或者重新建立连接 。市场上的大部分 Web 服务器，包括 iPlanet、IIS 和 Apache，都支持 HTTP Keep-Alive。对于提供静态内容的网站来说，这个功能通常很有用。但是，对于负担较重的网站来说，这里存在另外一个问题：虽然为客户保留打开的连接有一定的好处，但它同样影响了性能，因为在处理暂停期间，本来可以释放的资源仍旧被占用。当Web服务器和应用服务器在同一台机器上运行时，Keep-Alive 功能对资源利用的影响尤其突出。

这样一来，客户端和服务器之间的 HTTP 连接就会被保持，不会断开（超过 Keep-Alive 规定的时间，意外断电等情况除外），当客户端发送另外一个请求时，就使用这条已经建立的连接。

无状态

无状态 是指协议对于事务处理没有记忆能力，服务器不知道客户端是什么状态。即我们给服务器发送 HTTP 请求之后，服务器根据请求，会给我们发送数据过来，但是，发送完，不会记录任何信息。HTTP 是一个无状态协议，这意味着每个请求都是独立的，Keep-Alive 没能改变这个结果。缺少状态意味着如果后续处理需要前面的信息，则它必须重传，这样可能导致每次连接传送的数据量增大。另一方面，在服务器不需要先前信息时它的应答就较快。HTTP 协议这种特性有优点也有缺点，优点在于解放了服务器，每一次请求“点到为止”不会造成不必要连接占用，缺点在于每次请求会传输大量重复的内容信息。客户端与服务器进行动态交互的 Web 应用程序出现之后，HTTP 无状态的特性严重阻碍了这些应用程序的实现，毕竟交互是需要承前启后的，简单的购物车程序也要知道用户到底在之前选择了什么商品。于是，两种用于保持 HTTP 连接状态的技术就应运而生了，一个是 Cookie，而另一个则是 Session。

Cookie可以保持登录信息到用户下次与服务器的会话，换句话说，下次访问同一网站时，用户会发现不必输入用户名和密码就已经登录了 （当然，不排除用户手工删除Cookie）。而还有一些Cookie在用户退出会话的时候就被删除了，这样可以有效保护个人隐私。Cookies 最典型的应用是判定注册用户是否已经登录网站，用户可能会得到提示，是否在下一次进入此网站时保留用户信息以便简化登录手续，这些都是 Cookies 的功用。另一个重要应用场合是“购物车”之类处理。用户可能会在一段时间内在同一家网站的不同页面中选择不同的商品，这些信息都会写入 Cookies，以便在最后付款时提取信息。

与 Cookie 相对的一个解决方案是 Session，它是通过服务器来保持状态的。 当客户端访问服务器时，服务器根据需求设置 Session，将会话信息保存在服务器上，同时将标示 Session 的 SessionId 传递给客户端浏览器，浏览器将这个 SessionId 保存在内存中，我们称之为无过期时间的 Cookie。浏览器关闭后，这个 Cookie 就会被清掉，它不会存在于用户的 Cookie 临时文件。以后浏览器每次请求都会额外加上这个参数值，服务器会根据这个 SessionId，就能取得客户端的数据信息。如果客户端浏览器意外关闭，服务器保存的 Session 数据不是立即释放，此时数据还会存在，只要我们知道那个 SessionId，就可以继续通过请求获得此 Session 的信息，因为此时后台的 Session 还存在，当然我们可以设置一个 Session 超时时间，一旦超过规定时间没有客户端请求时，服务器就会清除对应 SessionId 的 Session 信息。

HTTP无状态协议，是指协议对于交互性场景没有记忆能力。

在点击一个纯的html网页，请求获取服务器的html文件资源时，每次http请求都会返回同样的信息，因为这个是没有交互的，每一次的请求都是相互独立的。第一个请求和第二个请求也没有先后顺序，返回处理哪个，结果都是同样的资源页面，因为这种场景是无交互的，无论是什么人请求这个地址，服务器都是返回那个相同的响应。

在无交互场景中上面那样，当然也不会有太大的问题。但是对于涉及到动态交互的场景，就显得很尴尬了，何为交互？有来又有往，对于一模一样的两个接口，不同的人在请求第二个接口时可能会基于请求第一个接口的结果而有所不同。

现在我们来想一个复杂的场景，如在购物网站上买一个书包，流程如下：

所谓的登录只是验证你是否是一个合法用户，若是合法则跳转到信息的页面，不合法则告知用户名密码错误。

但是我们在第一步给服务器发完/login接口后，服务器就忘记了。。。忘记了你这个人，到底有没有经过认证。

所以在添加商品时/cart 你还是需要将你的账号密码和商品信息一起提交给 addCart接口，再让服务器做验证。

第三步同理。

所以当我们说涉及到交互时，情形就完全不一样了，因为这三步是有依赖关系的，第一步验证登录者是一个合法用户，验证通过给你返回200/OK，但是只要服务器给返回了响应，那么一个http的请求和响应就结束了。服务器怎么知道10秒钟之前你刚刚登录过呢？不好意思，服务器不知道你有没有登陆过，他只是对外提供一个登录接口，要想证明你是合法用户必须调/login接口。

第二步，将商品加入到购物车中时，你会调用/cart接口，但是注意，这个行为是和第一步是有关联关系的，是谁将什么物品加入到购物车中了？这个谁，有没有在网站上注册账号呢，是不是一个合法用户呢？所以说在添加购物车的时候，我们还需要将账号密码再次加入到请求参数中，每做一次操作购物车操作时，都需要再把之前已经传输过的账号密码，再反反复复的传输一遍又一遍，这是因为服务器不知道你是不是在20秒之前刚登陆过。

上面的无状态是指的，无登录状态，即服务器不知道某个用户是否已登录过了。因为愚蠢的服务器不知道客户端是否已登录过了,所以每次都要在交互场景(会话)中请求中带上上一次的请求信息，如账号、密码。明明只需要在/login接口中，才需要对比数据库中的账号密码和客户端传的是否一致来确定合法性。这下在添加购物车中也需要再一次地进行同样的重复且没有必要的操作，即降低了响应速度，又对用户不友好(因为每次都需要填账号，密码)。

缺少状态意味着如果后续处理需要前面的信息，则它必须重传，这样可能导致每次连接传送的数据量增大。另外人们常说的“会话”概念则是上面的交互行为的另一种表述方式。

通过上面我们知道了Http中无状态是一个什么概念，以及在无状态情况下，要进行添加购物车功能，所带来的困难。

客户端与服务器进行动态交互的Web应用程序出现之后，HTTP无状态的特性严重阻碍了这些应用程序的实现，毕竟交互是需要承前启后的，简单的购物车程序也要知道用户到底在之前选择了什么商品。于是，两种用于保持HTTP连接状态的技术就应运而生了，一个是Cookie，而另一个则是Session。HTTP本身是一个无状态的连接协议，为了支持客户端与服务器之间的交互，我们就需要通过不同的技术为交互存储状态，而这些不同的技术就是Cookie和Session了。

由于HTTP是一种无状态的协议，服务器 单纯从网络连接上 无从知道客户身份。怎么办呢？就给客户端们颁发一个通行证吧，每人一个，无论谁访问都必须携带自己的通行证。这样服务器就能从通行证上确认客户身份了。这就是Cookie的工作原理。

Cookie实际上是一小段的文本信息。客户端请求服务器，如果服务器需要记录该用户状态，就使用response向客户端浏览器颁发一个Cookie。客户端浏览器会把Cookie保存起来。当浏览器再请求该网站时， 浏览器把请求的网址连同该Cookie一同提交给服务器 。服务器检查该Cookie，以此来辨认用户状态。服务器还可以根据需要修改Cookie的内容。

很多网站都会使用Cookie。例如，Google会向客户端颁发Cookie，Baidu也会向客户端颁发Cookie。那浏览器访问Google会不会也携带上Baidu颁发的Cookie呢？或者Google能不能修改Baidu颁发的Cookie呢？

答案是否定的。Cookie具有不可跨域名性。根据Cookie规范，浏览器访问Google只会携带Google的Cookie，而不会携带Baidu的Cookie。Google也只能操作Google的Cookie，而不能操作Baidu的Cookie。

Cookie在客户端是由浏览器来管理的。浏览器能够保证Google只会操作Google的Cookie而不会操作Baidu的Cookie，从而保证用户的隐私安全。浏览器判断一个网站是否能操作另一个网站Cookie的依据是域名。Google与Baidu的域名不一样，因此Google不能操作Baidu的Cookie。

1.在登录网站的时候选择记住密码

2.点击之后观察服务器上的相应内容

3.查看Chrome中的Cookie设置

4.观察服务器返回的Cookie内容

5.再次访问时，发现不需要输入密码即可直接登录，观察请求头信息

cookie并不是单纯为了实现 session机制而生的。而是1993 年，网景公司雇员 Lou Montulli 为了让用户在访问某网站时，进一步提高访问速度，同时也为了进一步实现个人化网络，发明了今天广泛使用的 Cookie。cookie还有一个很广泛的用途就是记住用户的登录账号和密码，这样当用户以后再次需要登录同一个网站或系统的时候就不需要再次填写这两个字段而是直接点击“登录”按钮就好。这就相当于给了一些“甜头”给用户，这就回应了“cookie”这个词语的字面意思了。

实现方法是把登录信息如账号、密码等保存在Cookie中，并控制Cookie的有效期，下次访问时再验证Cookie中的登录信息即可。

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无连接的含义是限制每次连接只处理一个请求。服务器处理完客户的请求，并收到客户的应答后，即断开连接。采用这种方式可以节省传输时间。

无状态是指协议对于事务处理没有记忆能力，服务器不知道客户端是什么状态。即我们给服务器发送 HTTP 请求之后，服务器根据请求，会给我们发送数据过来，但是，发送完，不会记录任何信息。

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