JavaWeb笔记之——Web请求过程

本文总结自《深入分析Java Web技术内幕》一书。全篇内容大致先从一个面试经常问及的问题说起，然后再介绍各个主要过程。

一个面试问题

输入一个网址，到看到页面，经历了哪些过程？

这个问题大致可以回答这几点：DNS域名解析、发起HTTP请求、负载均衡、缓存、CDN等。
下面是书里的一段话，我觉得能够很好地回答这个问题了：
首先会请求DNS把这个域名解析出对应的IP地址，然后根据这个IP地址在互联网上找到对应的服务器，向这个服务器发起一个get请求，由这个服务器决定返回默认的数据资源给访问的用户。在服务器端实际上还有很复杂的业务逻辑：服务器可能有很多台，到底指定哪台服务器来处理请求，这需要一个负载均衡设备来平均分配所有用户的请求；还有请求的数据是存储在分布式缓存里还是一个静态文件中，或者是在数据库里；当数据返回浏览器时，浏览器解析数据发现还有一些静态资源（如CSS、JS或者图片）时又会发起另外的HTTP请求，而这些请求很可能会在CDN上，那么CDN服务器又会处理这个用户的请求。

发起HTTP请求

发起HTTP请求就是建立一个Socket连接，浏览器在建立Socket连接之前，必须根据地址栏里输入的URL的域名DNS解析出IP地址，再根据这个IP地址和默认的80端口与远程服务器建立Socket连接，然后浏览器根据这个URL组装成一个get类型的HTTP请求头，通过outputStream.write发送到目标服务器，服务器等待inputStream.read返回数据，最后断开这个连接。
总结：发起一个HTTP请求的过程就是建立一个Socket通信的过程。

DNS域名解析

1. 浏览器会检查缓存中有没有这个域名对应的解析过的IP地址，如果缓存中有，这个解析过程就将结束。浏览器缓存域名是有限制的，不仅浏览器缓存大小有限制，而且缓存的时间也有限制，域名被缓存的时间限制可以通过TTL属性来设置。
2. 如果用户的浏览器缓存中没有，浏览器会查找操作系统缓存中是否有这个域名对应的DNS解析结果。
3. 如果在本机中仍然无法完成域名的解析，就会真正请求域名服务器来解析这个域名。在这一步中，操作系统会把这个域名发送给LDNS，即本地区的域名服务器。这个域名解析服务器一般都会缓存域名解析结果，80%的域名解析都到这里就能够完成，所以LDNS主要承担了域名的解析工作。
4. 如果LDNS仍然没有命中，再到Root Server域名服务器请求解析。
5. 根域名服务器返回给本地域名服务器一个所查询域的主域名服务器（gTLD Server）地址。
6. 本地域名服务器（Local DNS Server）再向上一步返回的gTLD服务器发送请求。
7. 接受请求的gTLD服务器查找并返回此域名对应的Name Server域名服务器的地址，这个Name Server通常就是你注册的域名服务器。
8. Name Server域名服务器会查询存储的域名和IP的映射关系表。
9. 返回该域名对应的IP和TTL值，Local DNS Server会缓存这个域名和IP的对应关系，缓存时间由TTL值控制。
10. 把解析结果返回给用户，域名解析过程结束。

DNS域名解析图如下（省略第一、二步在本机完成的过程）：

DNS域名解析.png

CDN

CDN就是内容分布网络（Content Delivery Network）。其目的是通过在现有的Internet中增加一层新的网络架构，将网站的内容发布到最接近用户的网络“边缘”，使用户可以就近取得所需的内容，提高用户访问网络的响应速度。

CDN都以缓存网站中的静态数据为主，如CSS、JS、图片和静态页面等数据，用户在从主站服务器请求到动态内容后，再从CDN上下载这些静态数据，从而加速网页数据内容的下载速度。

拿到DNS解析结果，用户就直接去这个CDN节点访问这个静态文件了，如果这个节点中所请求的文件不存在，就会再回到源站去获取这个文件，然后再返回给用户。

负载均衡

负载均衡（Load Balance）就是对工作任务进行平衡、分摊到多个操作单元上执行，如图片服务器、应用服务器等，共同完成工作任务。它可以提高服务器响应速度及利用效率，避免软件或者硬件模块出现单点失效，解决网络拥塞问题，实现地理位置无关性，为用户提供较一致的访问质量。通常有三种负载均衡架构，分别是链路负载均衡、集群负载均衡和操作系统负载均衡。