Java面試題沖刺第六天--網絡編程1
面試題1:說一下TCP連接的三次握手和四次揮手吧
正經回答:
握手:TCP連接
揮手:TCP斷開
三次握手:
首先,三次握手的本質是確認通信雙方(Client端、Server端)收發(fā)數(shù)據的能力
;
三次握手其實就是指:建立一個TCP連接時,需要客戶端和服務器總共發(fā)送3個包,通過這三個請求包,來確認雙方(Client、Server)的接收能力和發(fā)送能力是否正常,同時,指定自己的初始化序列號為后面的可靠性傳送做準備。實質上就是連接服務器指定端口,建立TCP連接,并同步連接雙方的序列號和確認號,交換TCP窗口大小信息。
注:剛開始客戶端處于 Closed 的狀態(tài),服務端處于 Listen 狀態(tài)。
三次握手(連接)流程白話文介紹:
我和女朋友養(yǎng)了一只信鴿來傳信,今天我要試一試好不好使,不好使晚上我就準備吃燒烤。
第一次握手
:我把信(第一封信)綁在鴿子腿上發(fā)給女朋友,如果女朋友收到了,就確定了我的發(fā)件能力和她的收件能力沒問題;第二次握手
:然后女朋友給我回信(第二封信),我如果收到了,說明我的收件能力和她的發(fā)件能力沒問題;第三次握手
:然而此時女朋友還不知道她的發(fā)件能力和我的收件能力是否正常;因此我還要給他發(fā)(第三封信)說明,收到后最終決定晚上去吃烤魚。信鴿:真tm累,你們手機都是假的吧。
三次握手理論流程:
第一次握手
:客戶端將標志位SYN置為1,隨機產生一個值seq=J,并將該數(shù)據包發(fā)送給服務器端,客戶端進入SYN_SENT狀態(tài),等待服務器端確認。第二次握手
:服務器端收到數(shù)據包后由標志位SYN=1知道客戶端請求建立連接,服務器端將標志位SYN和ACK都置為1,ack=J+1,隨機產生一個值seq=K,并將該數(shù)據包發(fā)送給客戶端以確認連接請求,服務器端進入SYN_RCVD狀態(tài)。第三次握手
:客戶端收到確認后,檢查ack是否為J+1,ACK是否為1,如果正確則將標志位ACK置為1,ack=K+1,并將該數(shù)據包發(fā)送給服務器端,服務器端檢查ack是否為K+1,ACK是否為1,如果正確則連接建立成功,客戶端和服務器端進入ESTABLISHED狀態(tài),完成三次握手,隨后客戶端與服務器端之間可以開始傳輸數(shù)據了。
四次揮手:
四次揮手即終止TCP連接,就是指斷開一個TCP連接時,需要客戶端和服務端總共發(fā)送4個包以確認連接的斷開。在socket編程中,這一過程由客戶端或服務端任一方執(zhí)行close來觸發(fā)。
由于TCP連接是全雙工的,因此,每個方向都必須要單獨進行關閉,這一原則是當一方完成數(shù)據發(fā)送任務后,發(fā)送一個FIN來終止這一方向的連接,收到一個FIN只是意味著這一方向上沒有數(shù)據流動了,即不會再收到數(shù)據了,但是在這個TCP連接上仍然能夠發(fā)送數(shù)據,直到這一方向也發(fā)送了FIN。首先進行關閉的一方將執(zhí)行主動關閉,而另一方則執(zhí)行被動關閉。
四次揮手理論流程
中斷連接端可以是客戶端,也可以是服務器端。
第一次揮手
:客戶端發(fā)送一個FIN=M,用來關閉客戶端到服務器端的數(shù)據傳送,客戶端進入FIN_WAIT_1狀態(tài)。意思是說"我客戶端沒有數(shù)據要發(fā)給你了",但是如果你服務器端還有數(shù)據沒有發(fā)送完成,則不必急著關閉連接,可以繼續(xù)發(fā)送數(shù)據。
第二次揮手
:服務器端收到FIN后,先發(fā)送ack=M+1,告訴客戶端,你的請求我收到了,但是我還沒準備好,請繼續(xù)你等我的消息。這個時候客戶端就進入FIN_WAIT_2 狀態(tài),繼續(xù)等待服務器端的FIN報文。
第三次揮手
:當服務器端確定數(shù)據已發(fā)送完成,則向客戶端發(fā)送FIN=N報文,告訴客戶端,好了,我這邊數(shù)據發(fā)完了,準備好關閉連接了。服務器端進入LAST_ACK狀態(tài)。
第四次揮手
:客戶端收到FIN=N報文后,就知道可以關閉連接了,但是他還是不相信網絡,怕服務器端不知道要關閉,所以發(fā)送ack=N+1后進入TIME_WAIT狀態(tài),如果Server端沒有收到ACK則可以重傳。服務器端收到ACK后,就知道可以斷開連接了??蛻舳说却?MSL后依然沒有收到回復,則證明服務器端已正常關閉,那好,我客戶端也可以關閉連接了。最終完成了四次握手。
深入追問:
追問1:為什么連接的時候是三次握手,關閉的時候卻是四次握手?
因為當Server端收到Client端的SYN連接請求報文后,可以直接發(fā)送SYN+ACK報文。其中ACK報文是用來應答的,SYN報文是用來同步的。但是關閉連接時,當Server端收到FIN報文時,很可能并不會立即關閉SOCKET,所以只能先回復一個ACK報文,告訴Client端,“你發(fā)的FIN報文我收到了”。只有等到我Server端所有的報文都發(fā)送完了,我才能發(fā)送FIN報文,因此不能一起發(fā)送。故需要四步握手。
追問2:如果已經建立了連接,但是客戶端突然出現(xiàn)故障了怎么辦?
TCP還設有一個?;钣嫊r器,顯然,客戶端如果出現(xiàn)故障,服務器不能一直等下去,白白浪費資源。服務器每收到一次客戶端的請求后都會重新復位這個計時器,時間通常是設置為2小時,若兩小時還沒有收到客戶端的任何數(shù)據,服務器就會發(fā)送一個探測報文段,以后每隔75秒鐘發(fā)送一次。
若一連發(fā)送10個探測報文仍然沒反應,服務器就認為客戶端出了故障,接著就關閉連接。
面試題2:常見的HTTP狀態(tài)碼有哪些?
正經回答:
HTTP狀態(tài)碼表示客戶端HTTP請求的返回結果、標識服務器處理是否正常、表明請求出現(xiàn)的錯誤等。
狀態(tài)碼的類別:
狀態(tài)碼 | 原因 |
---|---|
1XX | Informational(信息性狀態(tài)碼) 接受的請求正在處理 |
2XX | Success(成功狀態(tài)碼) 請求正常處理完畢 |
3XX | Redirection(重定向狀態(tài)碼) 需要進行附加操作以完成請求 |
4XX | Client Error(客戶端錯誤狀態(tài)碼) 服務器無法處理請求 |
5XX | Server Error(服務器錯誤狀態(tài)碼) 服務器處理請求出錯 |
狀態(tài)碼 | 原因 |
---|---|
2XX | 成功(這系列表明請求被正常處理了) |
200 | OK,表示從客戶端發(fā)來的請求在服務器端被正確處理 |
204 | No content,表示請求成功,但響應報文不含實體的主體部分 |
206 | Partial Content,進行范圍請求成功 |
狀態(tài)碼 | 原因 |
---|---|
3XX | 重定向(表明瀏覽器要執(zhí)行特殊處理) |
301 | moved permanently,永久性重定向,表示資源已被分配了新的 URL |
302 | found,臨時性重定向,表示資源臨時被分配了新的 URL |
303 | see other,表示資源存在著另一個 URL,應使用 GET 方法獲取資源 |
304 | not modified,表示服務器允許訪問資源,但請求未滿足條件的情況(與重定向無關) |
307 | temporary redirect,臨時重定向,和302含義類似,但是期望客戶端保持請求方法不變向新的地址發(fā)出請求 |
狀態(tài)碼 | 原因 |
---|---|
4XX | 客戶端錯誤 |
400 | bad request,請求報文存在語法錯誤 |
401 | unauthorized,表示發(fā)送的請求需要有通過 HTTP 認證的認證信息 |
403 | forbidden,表示對請求資源的訪問被服務器拒絕,可在實體主體部分返回原因描述 |
404 | not found,表示在服務器上沒有找到請求的資源 |
狀態(tài)碼 | 原因 |
---|---|
5XX | 服務器錯誤 |
500 | internal sever error,表示服務器端在執(zhí)行請求時發(fā)生了錯誤 |
501 | Not Implemented,表示服務器不支持當前請求所需要的某個功能 |
503 | service unavailable,表明服務器暫時處于超負載或正在停機維護,無法處理請求 |
面試題3:先說說GET和POST請求有哪些區(qū)別吧?
正經回答:
GET請求在URL中傳送的參數(shù)是有長度限制的,而POST沒有。
GET比POST更不安全,因為參數(shù)直接暴露在URL上,所以不能用來傳遞敏感信息。而POST數(shù)據不會顯示在URL中。是放在Request body中。
對參數(shù)的數(shù)據類型,GET只接受ASCII字符,而POST沒有限制。
GET請求參數(shù)會被完整保留在瀏覽器歷史記錄里;相反,POST請求參數(shù)也不會被瀏覽器保留。
GET請求只能進行url編碼(application/x-www-form-urlencoded),而POST支持多種編碼方式。
GET請求會被瀏覽器主動緩存,而POST不會,除非手動設置。
GET在瀏覽器回退時是無害的,而POST會再次提交請求。
深入追問:
追問1:那Get請求有Request body么?如果有的話參數(shù)可以像Post請求一樣放在里面么?
其實吧,GET和POST在本質上沒有區(qū)別,都是HTTP協(xié)議中的兩種發(fā)送請求的方法。而HTTP呢,是基于TCP/IP的關于數(shù)據如何在萬維網中如何通信的協(xié)議。
萬維網:簡稱WWW,是World Wide Web的簡稱,也稱為Web、3W等
HTTP的底層是TCP/IP。所以GET和POST的底層也是TCP/IP,也就是說,GET/POST都是TCP鏈接。
GET和POST能做的事情是一樣一樣的。你要給GET加上request body,給POST帶上url參數(shù),技術上是完全行的通的。
- 舉個例子吧:
TCP就像汽車,我們用TCP來運輸數(shù)據,它很可靠,從來不會發(fā)生丟件少件的現(xiàn)象。
但是如果路上跑的全是看起來一模一樣的汽車,那這個世界看起來是一團混亂,送急件的汽車可能被前面滿載貨物的汽車攔堵在路上,整個交通系統(tǒng)一定會癱瘓。
為了避免這種情況發(fā)生,交通規(guī)則HTTP誕生了。HTTP給汽車運輸設定了好幾個服務類別,包括GET, POST, PUT等等,
HTTP規(guī)定,當執(zhí)行GET請求的時候,要給汽車貼上GET的標簽(設置method為GET),而且要求把傳送的數(shù)據放在車頂上(url中)以方便記錄。
如果是POST請求,就要在車上貼上POST的標簽,并把貨物放在車廂里(request body中)。
當然,你也可以在用GET的時往車廂內偷偷藏點貨物,但這并不不光彩;也可以在POST的時候在車頂上也放一些數(shù)據,也會讓人覺得傻乎乎的。
HTTP只是個行為準則,而GET和POST本質上就是TCP鏈接,并無差別。但是由于HTTP的規(guī)定和瀏覽器/服務器的限制,導致他們在應用過程中體現(xiàn)出一些不同。
追問2:那你剛才說的URL中傳送參數(shù)的長度限制在Get和Post中都是怎么樣的呢?
其實在Web中啊,還有另一個重要的角色:運輸公司。
不同的瀏覽器Client端(發(fā)起http請求)和服務器server端(接受http請求)就是不同的運輸公司。
雖然理論上,你可以在車頂上無限的堆貨物(url中無限加參數(shù))。但是運輸公司可不傻,裝貨和卸貨也是有很大成本的,他們會限制單次運輸量來控制風險,數(shù)據量太大對瀏覽器和服務器都是很大負擔。
業(yè)界不成文的規(guī)定是:(大多數(shù))瀏覽器通常都會限制url長度在2K個字節(jié),而(大多數(shù))服務器最多處理64K大小的url。
超過的部分,恕不處理。如果你用GET服務,在request body偷偷藏了數(shù)據,不同服務器的處理方式也是不同的,有些服務器會幫你卸貨,讀出數(shù)據,有些服務器直接忽略。
所以,雖然GET可以帶request body,卻不能保證一定能被接收到。
我之前處理過一個bug,用戶反應查詢沒有響應,同事查了日志后才發(fā)現(xiàn)有幾個參數(shù)都是undefined,很奇怪,最后發(fā)現(xiàn)原來是因為Get請求第一個查詢參數(shù)太長了,導致URL后面的部分服務器無法接收 ,后來把請求改成post,將參數(shù)放在request body后就可以了。
追問3:那么你知道Get、Post請求發(fā)送的數(shù)據包有什么不同嗎?
嗯嗯,是這樣的,GET請求時產生一個TCP數(shù)據包;POST請求時產生兩個TCP數(shù)據包。
- GET:瀏覽器會把http header和data一并發(fā)送出去,服務器響應200(返回數(shù)據);
- POST:瀏覽器先發(fā)送header,服務器響應100 continue,瀏覽器再發(fā)送data,服務器響應200 OK(返回數(shù)據)。
就像是GET只需要汽車跑一趟就把貨送到了,而POST得跑兩趟,第一趟,先去和服務器打個招呼“老鐵,我等下要送一批貨來,你們準備接收一下哈”,然后再回頭把貨送過去。
因為POST需要兩步,理論上時間上消耗的要多一點,看起來GET比POST更有效。但并不是,后來發(fā)現(xiàn)原來是個坑。在我看來:
1.GET與POST都有自己的語義,不能隨便混用。
2.據研究,在網絡環(huán)境好的情況下,發(fā)一次包的時間和發(fā)兩次包的時間差別基本可以無視。而在網絡環(huán)境差的情況下,兩次包的TCP在驗證數(shù)據包完整性上,有非常大的優(yōu)點。
3.并不是所有瀏覽器都會在POST中發(fā)送兩次包,F(xiàn)irefox就只發(fā)送一次。我去年用Chrome瀏覽器測試發(fā)現(xiàn)也是只發(fā)送一次,所以我認為Get、POST性能差可以人為忽略。
總結
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