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（六）网络编程之化身一个请求感受浏览器输入URL后奇妙的网络之旅！

2024-07-31 141
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本文涉及的产品
云数据库 Tair（兼容Redis），内存型 2GB
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通过缓存加速数据库访问
Redis 开源版，标准版 2GB
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搭建游戏排行榜
RDS MySQL Serverless 基础系列，0.5-2RCU 50GB
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简介： 在浏览器上输入一个URL后发生了什么？ 这也是面试中老生常谈的话题，包括网上也有大量关于这块的内容。

引言

   在浏览器上输入一个URL后发生了什么？ 这也是面试中老生常谈的话题，包括网上也有大量关于这块的内容：

001.png

从百度的搜索结果来看，能够搜到七千多万条记录，因此本篇不会再以那种前篇一律的方式赘述，而是以目前较新的网络内容，结合系统中的大部分服务，将自己类比成一个请求，切身感受到每个技术栈的具体细节，彻底从“根儿上”理解客户端请求-服务端响应的全过程。

本篇以https://www.juejin.cn/为例进行分析，当然，这里假设掘金后端是Java做的（实际上掘金好像是基于Node做的后端）。

一、地址栏输入后本地会发生的事情

   当我们在浏览器的地址栏中，输入xxx内容后，浏览器的进程首先会判断输入的内容：

  • 如果是普通的字符，那浏览器会使用默认的搜索引擎去对于输入的xxx生成URL。
  • 如若输入的是网址，那浏览器会拼接协议名形成完整的URL。

当然，在地址栏中输入某个内容后，也会进行一些额外操作，例如：安全检查、访问限制等，但总归而言，浏览器做的第一件工作则是生成URL，当按下回车后，浏览器进程会将生成的完整URL发送到网络进程：

002.png

当网络进程收到传过来的URL后，首先并不会直接发出网络请求，而是会先查询本地缓存：

003.png

观察上述流程，当网络进程收到传来的URL后，会首先通过URL作为Key，在本地缓存中进行查询：

  • ①如果本地中是否有缓存：
    • 没有：发起网络请求去服务器获取资源，成功后将结果渲染页面并写入缓存。
    • 有：继续判断本地中的缓存内容是否已经过期，没有则直接使用本地缓存。
  • ②如果本地中的缓存已经过期，则会携带If-Modified-Since、If-None-Match等标识向服务器发起请求，先判断服务器中的资源是否更新过：
    • 未更新：服务器返回304状态码，并继续读取之前的缓存内容使用。
  • ③如若服务器的资源更新过，那么也会向服务器发起请求获取资源。

如果在本地缓存中，无法命中缓存，或者本地缓存已过期并服务器资源更新过，那么此刻网络进程才会真正向目标网站发起网络请求。

二、一个全新的“我”诞生过程与前期的经历

   当客户端的网络进程，在查询缓存无果后，会真正开始发送网络请求，但要牢记：客户端的网络进程并非直接向目标网站发起请求的，前期还需经过一些细节处理。

当然，为了能够更直观的感受整个过程，在这里我们将自己“化身”为一个请求，站在请求的角度切身体验一段奇特的“网络旅途”。

2.1、“我”诞生前的准备 - 解析URL

   在网络进程发起请求之前，会首先对浏览器进程传过来的URL进行解析，一般来说完整的URL结构如下：

004.png

但上述结构使用较少，通常情况下，浏览器会使用的URL的常用结构如下：

005.png

URL中每个字段的释义如下：

  • scheme：表示使用的协议类型，例如http、https、ftp、chrome等。
  • ://：协议类型与后续描述符之间的分隔符。
  • domainName：网站域名，经DNS解析后会得到具体服务器IP。
  • /path：请求路径，代表客户端请求的资源所在位置，不同层级目录之间用/区分。
  • ?query1=value：请求参数，?后面表示请求的参数，采用K-V键值对形式。
  • &query2=value：多个请求参数，不同的参数之间用&分割。
  • #fragment：表示所定位资源的一个锚点，浏览器可根据这个锚点跳转对应的资源位置。

网络进程会根据URL的结构对目标URL进行解析，其中有两个关键信息：

  • 首先会解析得到协议名，例如http、https，这关乎到后续默认使用的端口号。
  • 然后会解析得到域名，这个将关乎到后续具体请求的服务器地址。

假设浏览器传输过来的URL为https://juejin.cn/user/862486453028888/posts，那么在这个阶段会确定后续请求的服务器端口号为443，请求的目标域名为www.juejin.cn。其实在这里主要是根据浏览器的输入信息，去解析出一些“诞生我（请求）”的前置要素。

2.2、“我”该去往的具体位置 - DNS域名解析

   在上个阶段已经大概知道“我”该去往何处啦！但我具体地址该到那里呢？“我”好像不大清楚，要不找个人问问吧^_^。我记得好像有个叫做DNS的“大家族”是专门负责这个的！我要去找它们问问看~

006.png

不过在问DNS之前，我先来看看本地有没有域名与IP的映射缓存，好像没有~，那我只能去找DNS了(-_-)，我首先找到了「本地DNS大叔」，把我要查找的域名交给了它，它让我稍等片刻，它给我找一下，让我们一起来看看「本地DNS大叔」是怎么查找的：

  • ①首先「本地DNS大叔」找了它的「根DNS族长」，族长告诉它应该去找「顶级DNS长老」。
  • ②「本地DNS大叔」根据族长的示意去找了「顶级DNS长老」，然而长老又告诉它应该去找「授权DNS执事」。
  • ③「本地DNS大叔」又根据长老的示意找到了「授权DNS执事」，最终在「授权DNS执事」那里查到了我手里域名对应着的具体IP地址。
  • ④「本地DNS大叔」拿着从「授权DNS执事」那里查到的IP，最终把它交给了我，为了下次不麻烦大叔，所以我获取了IP后，将其缓存在了本地。

呼~，我终于知道我该去哪儿啦！准备出发咯！

更为详细且专业性的查询过程请参考：《HTTP/HTTPS-DNS域名解析系统》。

2.3、确保路途安全 - TCP与TLS握手

   问过DNS大叔后，获得了目的地址的我，此时已经知道该去往何处啦！但在正式出发前，由于前路坎坷，途中会存在各类危机（网络阻塞、网络延迟、第三方劫持等），因此为了我的安全出行，首先还需为我建立一条安全的通道，所以我还需要等一会儿才能出发，俺们一起来瞅瞅建立安全通道的过程是什么样的：

007.png

看着好复杂啊~，但似乎大体就分为了两个过程：

首先是TCP的三次握手过程，听说这个阶段是为了确保目的地能够正常接收我、也是为了给我建立出一条可靠的出行通道、并且为我计算一下出行失败之后多久重新出发的时间等目的（也就是为了测试双方是否能正常通信、建立可靠连接以及预测超时时间等）。

其实按照之前的“交通规则”，在建立好TCP连接之后，我就可以继续走下一步啦，但现在有很多坏人，在我们出行的道路上劫持我们，然后窃取、篡改俺们携带的数据，所以如今出行变得很不安全，因此还需要还需要建立一条安全的出行通道，就是TLS大叔的安全连接~（HTTP+TLS=HTTPS）：

TLS握手阶段，在这个阶段中，TLS大叔为了俺的安全出行，会通过很多手段：非对称加密、对称加密、第三方授权等，先和俺的目的地交换一个密钥，然后再通过这个密钥对我加密一下，确保我被坏人抓到了也无法得到俺护送的数据^_^！

详细且专业性的过程请参考之前的：《计网基础TCP/IP综述-TCP三次握手》、《全解HTTP/HTTPS-SLL、TLS详解》。

2.4、诞生“我的身体” - 构建请求报文

   经历上述过程后，安全的出行道路已经建立好啦！但此刻的我还不算完整，所以需要先构建一个“身体”，也就是HTTP请求报文：

008.png

“我的身体”主要由请求行、请求头、空行以及请求主体四部分组成，里面包含了“我本次出远门的需要护送的数据和一些其他信息”。同时，为了我能够在“出行的道路上（传输介质）”安全且正常传输，我还需要经过层层封装：

009.png

首先为了确保俺护送的数据安全，TLS大叔会先对我的数据进行一次加密，把我原本携带的明文数据转变为看都看不懂的密文，类似下面这个样子：

010.png

经过加密后的我会紧接着来到传输层，传输层会在我的脑袋上再贴上一个传输头，如果是TCP大哥的话，它会给我贴上一个TCP头，但如果传输层的UDP大哥在的话，它给我贴的就是UDP头。但不管是谁贴的，在这个传输头内，为了防止我迷路和走丢，TCP、UDP两位大哥哥都会细心的在里面写清楚“我来自哪里，该去往何处”，也就是源地址和目的地址：

011.png

偷偷吐槽一句：TCP大哥贴的传输头里面，放了好多好多东西，让我感觉脑袋沉沉的。

过了传输层这一站之后，我又来到了网络层，果不其然，网络层里面最常见的还是IP大叔，IP大叔看到我之后，又在我的脑袋上贴上了一个网络头，也就是给我又加了一个IP头。

哒哒哒~，我出了网络层这关之后，又来到了数据链路层，这关则是由大名鼎鼎的“以太网家族”驻守，在这里我和之前两关不同，除开在我脑袋上贴了一个链路头之外，还给我在尾巴上多加了一个链路尾。

不过刚刚出链路层的时候，好像有个人跟我说：你这个样子是无法在介质上行走的，你要记得改变一下啊！

我还没听的太清楚，就来到了物理层这关，这层和之前我“家里”以及之前的关卡环境都不一样，物理层的小伙伴们好像都有实际的形态，但之前接触所有内容都是虚拟的概念形态哎~。

在我对比物理层大哥们的异样差距时，一不愣神发现我的身体好像发生了“翻天覆地”的变化，整个我似乎都变为了0、1构成了，正当纳闷时，物理层的某个大哥哥告诉我说：“只有变成这样子，你才可以在出行的道路上行走哈，所以我们给你转换了一下形态，你现在已经可以出发了”。

原来是这样呀，好像链路层的时候有人跟我说过哎~

同样对于更为专业、详细的过程可参考之前的：《HTTP/HTTPS-HTTP报文组成》、《计网基础之TCP/IP-网络分层模型》等内容。

2.5、踏上路途的我 - 数据传输

   GO~GO~GO~，终于出发啦！我终于踏上了网络之旅！呼呼呼~

012.png

咔！我来到了第一个中转站，听别人说，好像它的名字叫做路由器，首先路由器大哥把我的身体按照之前封装的步骤层层解封了，但解封到传输层的时候，看到了我脑袋上的传输头，似乎路由器大哥发现了TCP哥哥写的目的地址，发现我的目的地还在更远的位置，然后路由器大哥又按照原本的步骤把我的身体封装回去了，然后还亲切的给我指出了接下来该往那条路走，我又该继续前行啦....

我一边走着，一边在思考：好像路由器大哥就是负责给俺们指路的，防止俺们走丢~
具体可参考：《TCP/IP-IP寻址与路由控制》

三、“我”在后端服务器中多姿多彩的历程

   啊！路途好遥远呀，我一路走了很久很久，也遇到了很多很多的中转站，每次当我不知道怎么走时，路由器大哥都会温馨的给我指出接下来该走的路途。期间我也走过很多很多路，曾踩着双绞铜线、同轴电缆、光纤前行，当然，可不要小看俺，就算没有物理连接的情况下，我也可以通过无线电技术，通过空气前行呢！

再次声明，文中所谓的道路，就是指数据传输的介质。

3.1、东跑西颠的经历 - 接入层转发

   走着走着，突然前方遇到一个叫做CDN的老爷爷，它问我说要去哪里，我说要去xx地方办事，和蔼的CDN老爷爷跟我说，我来看看我这里有没有你要的东西，如果有的话，就不用麻烦你这个小家伙一直跑下去了。可是很遗憾，CDN老爷爷说它哪儿没有我要的东西，因此我只能继续前行下去。

   记不清过了多久，一路跌跌撞撞，在迷迷糊糊中我来到了一个地方，但当我还在分辨时，刷的一下，很快啊，我就被丢到了其他地方，当我回头看的时候，发现刚刚哪个地方，大写着LVS。

LVS一般会作为大型网站的网关接入层，负责提供更高的并发性能，具体可参考《亿级流量架构设计-LVS篇》。

再直视前方，前方有一个东西很眼熟，难道这就是当初听说过的服务器吗？带着一脸疑惑的我慢慢走了进去，我发现内部空间很大，上面漂浮着一块大陆，名为Linux大陆，上面有好多好多的“城市（进程）”林立着，那我该去哪一座呢？让我想想！

对了，记起来了好像！！当时出门的时候有人跟我说过：如果你到了目的地之后，不知道该找谁，那么可以根据默认的编号（端口号）去找！

让我回想一下，HTTP的默认端口是80，HTTPS的默认端口是443，我目前属于HTTPS派别的请求，那么我应该去找编号为443的城市！出发出发~

顺着我的推理，我来到了编号443城市的城门口，当我迈进城门后，嗖的一下，我被一个叫做Nginx的大叔抓了过去....

  • Nginx：小家伙，你是来干嘛的？
  • 我：我带了一些数据过来找地址为IP:443的地方办事！
  • Nginx：噢~，原来是这样啊，我就是负责监听443编号的守门将。
  • Nginx：小家伙，你过来让我看看....

话音刚落，Nginx三下五除二的就把我的身体拆开了，然后得到了HTTP报文，然后从HTTP报文的请求行中，发现了我本次旅途的具体目标：/user/862486453028888/posts，然后Nginx大叔又把我组装了回去，然后根据它内部配置的规则，然后道：

  • Nginx：小家伙，我刚才看了一下，你应该要去的具体位置是xxx.xxx.xxx.xxx:xx，快去吧。
  • 我：你怎么知道我要去的是这里？
  • Nginx：我刚刚看了一下，你要去的具体位置为IP:443/user/....，根据目前的规则以及我代理的地址，你就应该去这里！
  • 我：大叔大叔，给我看看你代理了那些地址呗。
  • Nginx：你可以过来看看。
  • 我：哇，为什么这么多！我可不可以去找其他的地址，找其他人帮我办事呀？
  • Nginx：不可以噢！按照规则的话，你就应该去我给你的地址哈。
  • 我：好吧，那我去啦！

这里的规则是什么呢？其实就是Nginx的location路由匹配规则、upstream代理集群列表以及负载均衡算法，具体可参考：《Nginx篇：反向代理与负载均衡》、《负载均衡算法原理篇》。

顺着Nginx大叔给的地址，我又来到了另外一台服务器，上面同样有一块Linux大陆，然后根据地址在上面找到了一个名为Gateway的东东，听它自己介绍，好像属于系统网关。但当我找它办事时，它却跟我说：“我不负责具体的业务处理，根据你的目标/user/....，你应该去找Nacos注册局，问它们要一下USER-SERVICE的具体地址，所以，小家伙你还得继续奔波哦”！

好的好的，感谢Gateway叔叔指路，那我现在就去啦！

哒哒哒~，迈着愉快的步伐我来到了Nacos注册局，然后将Gateway叔叔给我的名字：USER-SERVICE交给了它们的工作人员，它们的工作人员经过一番查询之后告诉我，这个“品牌”多有个分部，你可以去其中任意一处分部处理你的任务，你可以去：xxx.xxx.xxx.xxx:8080这个地址噢！

这里的“品牌”是指后端的具体服务，分部是指服务集群中的每个节点。

好的好的，那我就去你说的这个xxx.xxx.xxx.xxx:8080地址啦！

我一边在路上走着，一边想了一下刚刚过程发生的事情，然后把这个经历画成了一副逻辑图，如下：

013.png

回去的时候我一定要跟小伙伴们分享一下这个有趣的经历，耶！

3.2、我遇到了一只大猫咪-叫作Tomcat

   根据Nacos给我的地址，我又来到了一台新的服务器面前，我记得Nacos给了我一个端口号，要我来到这里之后找编号为8080的位置，我顺着这个编号慢慢找着，突然在我的前方，出现了一只大老虎，哦不，应该是一只大猫咪，它长这个样子：

014.png

它的长相似乎有些报看，但在它的脑门上正好写着我要找到8080地址，那我要找的应该就是它了吧！终于到了！我慢慢靠近了这只大猫咪，然后跟它说要找它办事，Tomcat说要看看我的数据，然后又把我的身体按照之前封装的方式逆向拆开了，从而还原了我最初的身体-HTTP请求报文，最后Tomcat说：“我确实是你本次要找的最终目标，不过要办你这件事情得到我肚子里面去噢”！

说罢，Tomcat张开了它的血盆大口，一口将我吞了下去.....，正当我以为我完蛋的时候，我却发现Tomcat内部别有乾坤，上面似乎也有一块小陆地漂浮着，当我凑近的时候才看清楚，原来上面写的是JVM呀！

我二话不说，一脚踏上了这块陆地，正当我看着上面密密麻麻的“屋子（Java方法）”迷茫时，此时我正前方就走来了一个人，然后对我做了一个自我介绍：

来自远方的尊敬客人，您好呀，欢迎光临JVM神州，我叫Thread-xxx，是线程家族的一员，您接下来的整个旅途，我终将陪伴在您左右，您需要办的所有事情，都会由我代劳，客官这边请（45度鞠身）~

然后我一边走着，一边跟Thread-xxx聊着：

  • 我：为什么是你来接我呀？
  • 线程：因为每位从远方到来的客人，我们线程家族都会派遣一位子弟迎接。
  • 线程：本次轮到我了，因而由我为您本次的旅途提供服务。
  • 我：噢噢噢，那我们接下来该去哪儿呢？
  • 线程：这需要看客官您本次的目的啦！可以让我看看您本次的旅程吗？
  • 我：可以呀，看吧，[我将请求请求行中的资源地址摆了出来]。
  • 线程：/user/....，原来您是要去这里呀，这边请~。
  • 线程：我们首先要去找DispatcherServlet办事处，才能继续前行。

PS：接下来是讲述Java-SpringMVC框架的执行过程，非Java开发可忽略细节。

随着Thread-xxx的步伐，我们找到了线程口中所说的DispatcherServlet办事处，该办事处的工作人员首先看了一下我本次的具体目的地（资源地址），然后说：您需要先去问一下HandlerMapping管理局，让它给你找一下具体负责这块业务的工作室。

紧接着线程Thread-xxx又带我来到了HandlerMapping管理局找到了其中的管理人员，该管理人员让我先把要找的资源位置给它，然后只见它拿着我的目标地址作为条件，然后输入进了查询器，一瞬间便查出来了我本次的最终目的地：UserController工作室！

线程Thread-xxx道：这就是负责您本次任务的最终工作室啦！我这就带您过去。

这其实本质上就是SpringMVC中，请求定位具体Java方法的逻辑，但由于之前没出过《SpringMVC的原理篇》，因此接下来从专业性的角度简单叙述一下SpringMVC的核心原理。

先上一张SpringMVC的原理图：

015.png

观察如上流程图，其实看起来难免有些生涩，那此刻咱们换成简单一点的方式叙述，不再通过这种源码性的流程去理解。

不知诸位是否还记得，最开始学习SpringMVC时的配置过程，接下来我们简单回忆一下：

①配置springmvc-servlet.xml文件： 

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
       xmlns:mvc="http://www.springframework.org/schema/mvc"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
       http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd
        http://www.springframework.org/schema/context
        http://www.springframework.org/schema/context/spring-context-4.3.xsd
        http://www.springframework.org/schema/mvc 
        http://www.springframework.org/schema/mvc/spring-mvc.xsd">
    <!-- 通过context:component-scan元素扫描指定包下的控制器-->
    <!-- 扫描com.xxx.xxx及子子孙孙包下的控制器(扫描范围过大，耗时)-->
    <context:component-scan base-package="com.xxx.xxx"/>

    <!-- ViewResolver -->
    <bean class="org.springframework.web.servlet.view.InternalResourceViewResolver">
        <!-- viewClass需要在pom中引入两个包：standard.jar and jstl.jar -->
        <property name="viewClass"
                  value="org.springframework.web.servlet.view.JstlView"></property>
        <property name="prefix" value="/WEB-INF/jsp/"/>
        <property name="suffix" value=".jsp"/>
    </bean>
</beans>

在这第一步中，最重要的就是配置一下扫描包的位置，以及配置一下视图解析器。

②配置web.xml： 

<!DOCTYPE web-app PUBLIC
 "-//Sun Microsystems, Inc.//DTD Web Application 2.3//EN"
 "http://java.sun.com/dtd/web-app_2_3.dtd" >

<web-app>
  <display-name>Archetype Created Web Application</display-name>

  <!-- Spring MVC servlet -->
  <servlet>
    <servlet-name>SpringMVC</servlet-name>
    <!--配置一下DispatcherServlet的位置-->
    <servlet-class>org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet</servlet-class>
    <!--指定springMVC的初始化文件位置，默认值为：/WEB-INF/springmvc-servlet.xml-->
    <init-param>
      <param-name>contextConfigLocation</param-name>
      <param-value>/WEB-INF/springmvc-servlet.xml</param-value>
    </init-param>
    <load-on-startup>1</load-on-startup>
    <!--web.xml 3.0的新特性，是否支持异步-->
    <!--<async-supported>true</async-supported>-->
  </servlet>

  <!--关键！！！配置一条请求路径映射，"/"代表匹配所有路径的请求-->
  <!--也就是当有请求到来时，都会被进入前面servlet-name=SpringMVC的servlet中-->
  <servlet-mapping>
    <servlet-name>SpringMVC</servlet-name>
    <url-pattern>/</url-pattern>
  </servlet-mapping>
</web-app>

在第二步中，主要会配置一条请求路径的映射位置，将进入WEB程序的所有请求全部转入DispatcherServlet的doGet、doPost方法中。
同时由于web.xml中配置了一个servlet：DispatcherServlet，所以在程序启动时，首先会加载DispatcherServlet，加载时会执行初始化操作，会调用initStrategies()方法： 

protected void initStrategies(ApplicationContext context) {
   
   
    initMultipartResolver(context);
    initLocaleResolver(context);
    initThemeResolver(context);
    initHandlerMappings(context);
    initHandlerAdapters(context);
    initHandlerExceptionResolvers(context);
    initRequestToViewNameTranslator(context);
    initViewResolvers(context);
    initFlashMapManager(context);
}

重点看其中的第四个初始化操作：调用initHandlerMappings()方法，由于之前在web.xml中指定了初始化文件的位置：/WEB-INF/springmvc-servlet.xml，那么紧接着SpringMVC会去读取该配置文件中的base-package扫描包路径，然后会开始扫描这个包路径下的所有类：

  • 首先会扫描出该包中带有@Controller注解的类。
  • 然后会对扫描出的所有类进一步做扫描，会扫描到所有方法上存在@RequestMapping注解的方法。
  • 最后会以两个注解上配置的值组合起来做为Key，然后通过反射机制，将方法变为一个Method对象，封装成InvocationHandler实例作为Value，一起加入到一个大的Map容器中。

上述流程下来大致诸位有些晕乎乎的，那么简单举个例子： 

@Controller("/user")
public class UserController {
   
   

    @RequestMapping("/get")
    public String get(User user) {
   
   
        ......
    }

    @RequestMapping("/add")
    public String add(User user) {
   
   
        ......
    }
}

上述这个案例中，最终在初始化之后，会被以下面这种形式加入Map容器： 

// 这里是伪代码，主要是为了阐述逻辑
Map<String,InvocationHandler> map = new HashMap<>();
// 后面的UserController#get()就是以反射获取到的Method方法实例
map.put("/user/get",InvocationHandler(UserController#get()));
map.put("/user/add",InvocationHandler(UserController#add()));

最终当请求到来时，由于之前web.xml中配置了一条/匹配规则，所有的请求都会被转入到DispatcherServlet的doGet、doPost中，在该方法内首先会以HTTP请求报文-请求行中的资源路径作为Key，然后在这个Map容器里面进行匹配，从而定位到具体的Java方法并执行。

OK，最后在简单的把完整流程叙述一遍：

  • 其实在咱们把一个JavaWeb程序打成war包丢入Tomcat并启动时，Tomcat就会先去加载web.xml文件。
  • 在加载web.xml配置文件时，会碰到DispacherServlet需要被加载。
  • 当加载DispacherServlet时，其实就是把SpringMVC的组件初始化，以及将所有Controller中的URL资源全部映射到容器中存储。
  • 然后当请求进入Tomcat经过DispacherServlet时，DispacherServlet就去容器中找到这个请求的URL资源。
  • 找到请求的资源路径对应的Java方法后，会调用组件通过反射机制去执行具体的Controller方法。
  • 当执行完毕之后，又会回到DispacherServlet，此时DispacherServlet又会去调用相关组件处理执行后的结果。
  • 最后当结果处理完成后，才会将渲染后的结果响应回客户端。

OK~，话接前文，前面经过HandlerMapping管理局的管理人员查询后，我们已经找到了本次任务处理的具体工作室了...

  • 线程：客官，咱们到了！
  • 线程：这个工作室中已经写明了您本次任务如何处理的具体步骤，接下的事情都将由我为您效劳。
  • 线程：您要随我一起去看看具体的处理过程嘛？
  • 我：好呀，好呀，一起去！

随着线程的工作开始，我们一路走过了service层、dao/mapper层，在service层办事时，我们遇到了强大的Redis哥哥，Redis哥哥看到我们之后，问清楚了我们本次到来的目的，然后它说：“来自远方的贵客，请稍等，让我先看看我这里有没有您需要的东西！”

这个场景似曾相识哎，我记得来的路上也有个CDN老爷爷跟我说过同样的话~

  • Redis：来自远方的客人，很抱歉我这里没有您要的东西。
  • Redis：您本次的路途还需继续前行，您可以去找一下MyBatis哪小子，它也许能够帮到您。

根据Redis的指示，线程Thread-xxx领着我最终见到了MyBatis，它长这个样子：

016.png

原来Redis哥哥口中的MyBatis竟然是个鸟叔叔[吐舌~]

MyBatis简单看了一下我本次的任务：

  • 鸟叔：来自远方的贵客，这件事我确实可以帮到您，请稍等。
  • 然后“鸟叔”一顿操作，竟鼓捣出了一个我看不懂的东西，然后递给了我。
  • 鸟叔：这个叫做SQL代码，是你您次任务的必须之物。
  • 鸟叔：你现在可以拿着它，让Thread-xxx去带您找一下JDBC哪个老家伙。

慢慢的，线程又带我找到了“鸟叔”口中所说的JDBC老爷爷，JDBC老爷爷见到我的到来，眼神中并没有丝毫的意外之情，似乎早已经习以为然，只见JDBC老爷爷抬起消瘦的右手，指着一个地址：

jdbc:mysql://xxx.xxx.xxx.xxx:3306/db_xxxxx

然后道：“小家伙，你又需要再跑一段远路咯，而且只能你去，Thread-xxx只能在这里等你”。

我：好吧好吧，那我去啦！

又是孤身一人的旅途，难免有些孤独感袭来，但还好我早已习惯啦！随着一路奔波，我来到了JDBC老爷爷给出的地址，这里同样是位于另外一台服务器的Linux大陆上，我通过3306这个编号找到了一座叫做MySQL的城池，当我踏入之后发现，与之前踏上JVM神州相同，在我刚踏入MySQL这座大城的时候，有一个自称为DB连接家族的弟子接待了我。

  • DB连接：您好呀，是JVM神州上那位JDBC前辈介绍过来办事的，对吗？
  • 我：对对对，是的，是的。
  • DB连接：好的，那请把您手中的SQL给我噢。
  • DB连接：那是您本次需要做的任务清单，麻烦交给我一下，由我帮你代劳。
  • 我：昂，那给给你啦[递过去]~
  • DB连接：好的，这边有冰阔乐和西瓜，请您稍等片刻，我去去便回。

这里不再展开叙述SQL的执行细节，因为MySQL也是一门较庞大的内容，在开设的《全解MySQL数据库》专栏中，之后会出一篇：《一条SQL具体是如何执行的？》文章去详细阐述。

正当我吃完一块西瓜、喝完一瓶冰阔乐时，DB连接家族的哪位弟子便回来了，同时怀里抱着一大堆东西（数据），然后丢给了我，道：“这便是您本次需要的数据啦，您本次的任务我都按照清单（SQL）上的记录，给您一一处理了噢”。

我：好的，万分感谢，那我走啦！

顺着来时的原路，我飞速的赶回了JVM神州所在的位置，然后映入眼帘的第一眼就是：Thread-xxx哪个家伙在原地站着，老老实实的等候着我的回归，我悄悄的绕到了Thread-xxx身后，然后从背后拍了一巴掌：

  • 我：嘿，我回来啦！等了我这么久，有没有想我~
  • 线程：并未，我是在履行线程家族该有的职责。
  • 我：额....，无趣。
  • 我：我事情已经办好了，我要走了噢。
  • 线程：好的，那由我来送您。

一路跟随着Thread-xxx的脚步，兜兜转转的我们最终又回到了DispatcherServlet办事处，经过它们内部人员的一顿操作之后，我就打算返航啦！一路走走停停，我走到了JVM神州的边缘。

  • 线程：远方的客人，我只能送您到这里啦。
  • 我：就要说再见了吗？
  • 线程：是的，按照我们Java线程家族的规则，正常情况下我是不能踏出JVM神州的。
  • 我：好吧好吧，那就再见啦，Thread-xxx~，我会记得你的。
  • 线程：好的，那祝您归途一路顺风，期待您的下次光临！再见啦！
  • 我：拜拜[挥手]~

我告别了Thread-xxx，也从此离开了JVM神州，最终我从Tomcat这只大猫咪的口中飞了出来，正式踏上了归途。

四、大功告成的我该返航咯 - 服务器响应

   诸多经历过后，现在的我携带着本次任务的结果踏上了回家之路，首先我又路过了Gateway叔叔那里，然后我又回到了Nginx大叔所在的城池，不过Nginx大叔把我的身体改为了应答报文结构，并且往其中还写入了一些东西，听说是让我回去交给浏览器老大的。

   然而在我返航之前，似乎这边也有加密层、传输层、网络层、链路层、物理层这些关卡，和我当时出发的过程一样，我身上被一层一层的贴了很多东西，并且最终也被改为了0、1组成的身体结构，这个过程是多么的熟悉呐！

我又踏上了哪不知有多遥远的路途，与来时的路一样，其中也遇到了很多中转站，也走过各种各样的道路，当然，为了防止我迷路，在Nginx大叔那里，也在我的脑袋上贴了一个TCP头，里面写清楚了我来自那里，该去向何方.....

在迷迷糊糊中不断前行，终于看到了我的出生地，看到了网络进程和浏览器老大~，哦豁！我回来啦！

在进入家门之前，我又会经历物理层、链路层、网络层、传输层、TLS层依次解封的过程，主要是为了将我从后端带回来的数据解析出来。网络进程在解析到数据后，我的使命就此完成啦！紧接着网络进程会将数据交给浏览器老大，然后老大会派遣一个小弟（渲染进程）对数据进行处理，我瞅了几眼，大体过程是这样的：

017.png

  • 首先渲染小弟会根据HTML、CSS数据生成DOM结构树和CSS规则树。
  • 然后结合结构树和规则树生成渲染树，再根据渲染树计算每一个节点的布局。
  • 最后根据计算好的布局绘制页面，绘制完成后通知另一个小弟（呈现器）显示内容。

最后，因为我至此已经正常返航了，所以为了节省资源开销，会将我出发前构建的安全通道（TCP、TLS连接）关闭，这个过程会由TCP大哥去经过四次挥手完成，如下：

018.png

具体过程可参考：《计网基础与TCP/IP-TCP四次挥手》

五、网络之旅篇总结

   综上所述，用户在浏览器地址栏输入内容后，我们站在一个“网络请求”的角度，切身感受了一场奇妙的网络之旅，从客户端发送请求到服务端返回响应，整个流程咱们都“亲身”体验了一回，最后写个流程总结：

  • ①用户在地址栏输入内容，浏览器判断后生成相应的URL并传给网络进程。
  • ②网络进程先查询本地缓存，没有则解析URL并向DNS发送请求，得到IP。
  • ③网络进程先与目标服务器进行TCP、TLS多次握手，建立TCP、TLS安全连接。
  • ④紧接着组装请求报文，并由各个分层对数据进行封装，最终转为0、1格式。
  • ⑤基于建立好的连接，利用物理介质传输数据，通过路由器控制数据的传输方向。
  • ⑥请求会先去到CDN查询是否有缓存的内容，如果没有则继续向下请求。
  • ⑦请求来到LVS后被转发到Nginx，再由Nginx转发到Gateway网关。
  • ⑧Gateway网关根据配置好的API分发规则，将请求分发到具体服务。
  • ⑨紧接着再从Nacos注册中心内，查询出该服务的具体服务实例IP。
  • ⑩请求来到具体的服务器后，先通过端口号找到具体的WEB服务进程Tomcat。
  • ⑪Tomcat基于SpringMVC的工作流程为请求定位到具体的Java后端方法。
  • ⑫线程执行Java方法时，先去Redis中查询是否有数据，没有则查询MySQL。
  • ⑬查询DB前先通过MyBatis生成SQL语句，然后再通过DB连接执行SQL。
  • ⑭请求根据已配置的数据源地址，来到MySQL并执行SQL语句，从而获得数据。
  • ⑮经过报文组装、数据封装、请求转发等操作，向客户端响应数据(原路返回)。
  • ⑯应答报文经物理介质传输后，最终抵达客户端网络进程(可能会将数据加入缓存)。
  • ⑰网络进程将数据交给浏览器之后，根据情况准备做TCP四次挥手，断开连接。
  • ⑱浏览器创建渲染子进程，然后根据数据生成渲染树，最后绘制并显示页面。

至此整个流程结束，当然，这个过程中并未涉及到太多的技术栈，也包括对于整个前/后端系统内部的执行细节并未阐述，这是由于整个系统的全细节执行流程较为庞大，展开叙述之后难以收尾，因而在本篇中则抓住核心点去叙说。

最后，对于请求执行的完整经历，也画成了一副流程图，但由于文件过大会失真，因而可点击链接在线访问：《浏览器输入URL后究竟发生了什么？》

我正在参与掘金技术社区创作者签约计划招募活动，点击链接报名投稿。

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云解析DNS
域名
密钥管理服务
云数据库 Tair（兼容 Redis）
云数据库 RDS MySQL 版
Java
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nginx
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