人們每天都在接收信息和發(fā)送信息，在傳遞信息的過程中，明白對方要表達(dá)的意思。數(shù)據(jù)也是如此，在系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)的過程中，就伴隨著數(shù)據(jù)交互。本篇文章將為大家具體分析前端和后臺的數(shù)據(jù)交互與協(xié)議。

本文所說的”數(shù)據(jù)交換” 是指在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，一個(gè)系統(tǒng)把數(shù)據(jù)傳遞給另外一個(gè)系統(tǒng)。這非常類似于一個(gè)人要告訴另外一個(gè)人一件事情。

當(dāng)一個(gè)人要把一件事情告訴另外一個(gè)人的時(shí)候，我們可以通過電話、郵件、短信、IM工具或者當(dāng)面說的方式來交流。這種方式類似于系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換要通過 TCP、UDP、管道等等的方式實(shí)現(xiàn)。

當(dāng)兩個(gè)人交流的時(shí)候，我們需要一種共同的語言才能明白對方的意思，同樣的，兩個(gè)系統(tǒng)要交換數(shù)據(jù)，也需要定義一種雙方都明白的協(xié)議，我們稱為”數(shù)據(jù)交換協(xié)議”。

目前，除了一些特別簡單非聯(lián)網(wǎng)類應(yīng)用（比如計(jì)算器、鬧鐘等），幾乎所有的應(yīng)用均是聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用（比如新聞客戶端，微信等等），這些 app 客戶端基本都只是負(fù)責(zé)用戶的交互與數(shù)據(jù)收集與展示，真正的數(shù)據(jù)和服務(wù)均存儲(chǔ)在云端。下面將為大家具體分析一下：前端和后臺的數(shù)據(jù)交互與協(xié)議。

一、移動(dòng)端與后臺的交換數(shù)據(jù)和展示

我們打個(gè)比喻，其實(shí)整個(gè)過程跟去火鍋店吃火鍋一樣的。

拿任意一個(gè)新聞客戶端舉例：

• 當(dāng)用戶刷新的那一刻（你萌生了吃火鍋的想法）
• 客戶端開始組織數(shù)據(jù)請求（你開始穿衣洗臉打扮，并思考該去哪一家吃呢）
• 當(dāng)用戶界面開始展示 loading 的時(shí)候（這個(gè)時(shí)候你正走在去火鍋店的路上）
• 經(jīng)過幾百毫秒的時(shí)間，這個(gè)時(shí)候請求數(shù)據(jù)已經(jīng)到了服務(wù)器（你已經(jīng)坐在了火鍋店的桌子上），服務(wù)器開始查看客戶端想要請求哪方面的數(shù)據(jù)，是請求財(cái)經(jīng)頻道的，還是請求汽車頻道的數(shù)據(jù)（服務(wù)員遞來了菜單，問你想吃啥）
• 服務(wù)器看懂了客戶端的想法開始準(zhǔn)備數(shù)據(jù)（你點(diǎn)了一個(gè)鴛鴦鍋，一大堆吃的）
• 服務(wù)器看到你請求的是汽車頻道和財(cái)經(jīng)頻道的數(shù)據(jù)（后臺的廚師開始制作美食），并給回到服務(wù)員，服務(wù)員一路小跑，將你要的鍋和一大堆的食物遞到你的面前，這個(gè)時(shí)候相當(dāng)于數(shù)據(jù)已經(jīng)傳回到了客戶端
• 客戶端loading消失，于是你看到了最新的兩個(gè)頻道的數(shù)據(jù)

二、客戶端和服務(wù)器之間傳輸數(shù)據(jù)的格式

現(xiàn)在流行的做法通常有兩種，一種是類似于 PB（Protocol Buffer，是 google 的一種數(shù)據(jù)交換的格式，它獨(dú)立于語言，獨(dú)立于平臺。由于它是一種二進(jìn)制的格式，比使用 xml 進(jìn)行數(shù)據(jù)交換快許多。可以把它用于分布式應(yīng)用之間的數(shù)據(jù)通信或者異構(gòu)環(huán)境下的數(shù)據(jù)交換。作為一種效率和兼容性都很優(yōu)秀的二進(jìn)制數(shù)據(jù)傳輸格式，以用于諸如網(wǎng)絡(luò)傳輸、配置文件、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等諸多領(lǐng)域。）

另一種是 JSON（JavaScriptObject Notation），這也是一種輕量級的數(shù)據(jù)傳輸格式，就是用一堆中括號把數(shù)據(jù)組織起來，不像二進(jìn)制，這種格式是人可讀的，并且比較輕巧，所以也有大量的應(yīng)用場景。下面這段數(shù)據(jù)就是 JSON格式，簡單解讀一下，就是 people 對應(yīng)了三個(gè)人，三個(gè)人分別是中括號間的三個(gè)花括號中的人。

總結(jié)起來十分簡單，移動(dòng)端提出需求，服務(wù)器按要求組織好數(shù)據(jù)發(fā)給你，針對不同的格式，移動(dòng)端自己解析，展示，完活兒。其實(shí)，不止移動(dòng)端，前端網(wǎng)頁和后臺，后臺和后臺之間也是這個(gè)道理。

三、數(shù)據(jù)的傳輸過程

首先我們來看下不同網(wǎng)絡(luò)斷上的兩臺計(jì)算機(jī)如何通過TCP/IP協(xié)議進(jìn)行通訊：

從以上整個(gè)的一個(gè)數(shù)據(jù)流程我們可以看出協(xié)議是水平的，而服務(wù)是垂直的，TCP叫做傳輸控制協(xié)議，是一種面向連接的、端對端的、可靠的、基于IP的傳輸層協(xié)議。主要特點(diǎn)是3次握手建立連接，4次揮手?jǐn)嚅_連接。

而IP又叫因特網(wǎng)協(xié)議，IP協(xié)議位于網(wǎng)絡(luò)層，IP協(xié)議規(guī)定了數(shù)據(jù)傳輸時(shí)的基本單元（數(shù)據(jù)包）和格式，IP協(xié)議還定義了數(shù)據(jù)包的遞交辦法和路由選擇。

整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的傳輸流程是：IP層接收由更低層（網(wǎng)絡(luò)接口層例如以太網(wǎng)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序）發(fā)來的數(shù)據(jù)包，并把該數(shù)據(jù)包發(fā)送到更高層—TCP層；相反，IP層也把從TCP接收來的數(shù)據(jù)包傳送到更低層。

簡言之TCP和IP的關(guān)系是，IP提供基本的數(shù)據(jù)傳送，而高層的TCP對這些數(shù)據(jù)包做進(jìn)一步加工，如提供端口號等等。

在網(wǎng)絡(luò)接口這一塊主要是有兩大局域網(wǎng)技術(shù)規(guī)范，分別是以太網(wǎng)和令牌環(huán)，注意這并不是網(wǎng)絡(luò)，以太網(wǎng)定義了在局域網(wǎng)中采用的電纜類型和信號處理方法，而令牌環(huán)網(wǎng)絡(luò)則是保證每個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備在可以預(yù)定的時(shí)間間隔獲得對網(wǎng)絡(luò)的訪問，適用于對實(shí)時(shí)性要求高的應(yīng)用。

以上是技術(shù)視角，我們再以產(chǎn)品視角來結(jié)合上述回顧當(dāng)我們加載數(shù)據(jù)時(shí)整個(gè)的一個(gè)數(shù)據(jù)流程：

作者：Te Fuir；公眾號：唐僧講道法

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題圖來自Unsplash，基于CC0協(xié)議