Protocollo HTTP e web-service REST: concetti fondamentali e interazione database

Concetti Fondamentali di Comunicazione e Servizi Web

Questo PDF pone le basi per la comprensione della comunicazione e dei servizi web.

Origine del Protocollo HTTP

1. Origine del Protocollo HTTP (Slide 2-3):
○
Inventato da Tim Berners-Lee al CERN nel 1991.
○
Obiettivo: Rendere disponibili online articoli scientifici in un formato
ipertestuale collegato (WWW - World Wide Web).
○
HTTP è un protocollo di livello applicativo, che tipicamente utilizza TCP per il
trasporto.
○
Opera su un modello client-server (cooperazione asimmetrica):

1. Server: Ospita risorse, ascolta su una porta nota, risponde alle
   richieste.
2. Client: Inizia richieste a un server (conoscendone IP e porta), si
   aspetta una risposta.

○
2.

Siti Web e Protocollo HTTP

3. Siti Web e Protocollo HTTP (Slide 4-6):
○
I siti web sono ospitati su server; i browser (client) richiedono pagine web.
o HTTP (Hyper-Text Transfer Protocol) gestisce richieste di risorse,
aggiornamenti, creazioni ed eliminazioni.
o Porta standard: TCP 80 (per http://).
○
HTTPS (HTTP Secure): HTTP su TLS (Transport Layer Security) per
autenticazione e cifratura. Porta standard: TCP 443 (per https://). TLS si
colloca tra il livello di trasporto e quello applicativo.
○
HTTP è primariamente testuale (richieste e risposte sono stringhe
alfanumeriche).
o HTML (Hyper-Text Markup Language): Linguaggio (anch'esso di
Berners-Lee) usato per strutturare e presentare il contenuto delle pagine web
(testo, immagini, multimedia).
4.

Struttura Richiesta/Risposta HTTP

5. Struttura Richiesta/Risposta HTTP (Slide 7-9):
○
Richiesta (Request):

1. Esempio (via Telnet): GET /hello.html HTTP/1.1 seguito da Host:
   127.0.0.1.
2. L'header Host è obbligatorio.

○
○
Risposta (Response):

1. Linea di Stato (Status Line): Es. HTTP/1.1 200 OK.
2. Header: Linee multiple (identificatore: valore), es. Date, Server,
   Last-Modified, Content-Length, Content-Type.
3. Body (Corpo): Il contenuto effettivo della risorsa (es. HTML).

○
6.

Metodi delle Richieste HTTP

7. Metodi delle Richieste HTTP (Slide 10):
○
GET: Recupera una risorsa. (Usato dai browser per le pagine web).HEAD: Recupera solo gli header di una risorsa.
○
○
POST: Invia dati da elaborare (es. creare o integrare una risorsa).
PUT: Crea o sostituisce una risorsa con il payload della richiesta.
○
○
DELETE: Elimina una risorsa specificata.
TRACE: Restituisce in eco la richiesta ricevuta.
○
○
CONNECT: Stabilisce un tunnel verso il server.
○
OPTIONS: Ottiene le opzioni di comunicazione per la risorsa target.
○
PATCH: Applica modifiche parziali a una risorsa.
8.

Codici di Stato HTTP

9. Codici di Stato HTTP (Slide 11-14):
○
1xx (Informativa): Es. 100 Continue.
○
2xx (Successo): Es. 200 OK, 201 Created, 204 No Content.
○
3xx (Ridirezione): Es. 301 Moved Permanently, 304 Not Modified.
○
4xx (Errore Client): Es. 400 Bad Request, 401 Unauthorized, 403 Forbidden,
404 Not Found, 405 Method Not Allowed.
○
5xx (Errore Server): Es. 500 Internal Server Error, 501 Not Implemented,
503 Service Unavailable.
10.

Header HTTP Comuni

11. Header HTTP Comuni (Slide 15):
○
Richiesta: Host, Date, Content-Length, Content-Type, Accept,
Accept-Encoding, Accept-Charset, User-Agent, Authorization, Upgrade.
○
Risposta: Server, Date, Content-Length, Content-Type, Last-Modified,
Content-Encoding.
12.

MIME Types (Internet Media Types)

13. MIME Types (Internet Media Types) (Slide 16):
○
Standard per la codifica del contenuto (originato dagli allegati email).
○
Categorie: application (PDF), audio (MP3), image (JPEG), message, model,
multipart, text (HTML, XML), video (MPEG).
14.

Modello CRUD e HTTP

15. Modello CRUD e HTTP (Slide 17):
○
Create -> POST
Read -> GET
○
○
Update -> PUT
○
Delete -> DELETE
16.

Versioni del Protocollo HTTP

17. Versioni del Protocollo HTTP (Slide 19-25):
○
HTTP/1.1: Storica, ancora ampiamente usata (ultima revisione 1999).
HTTP/2: Standardizzato nel 2015 (basato su SPDY di Google).
○

1. Mantiene la semantica di HTTP/1.1.
2. Protocollo binario (non testuale).
3. Multiplexing: Stream multipli bidirezionali su una singola
   connessione TCP.
4. Compressione degli header.
5. Server Push (il server può inviare risorse che il client non ha ancora
   richiesto ma di cui probabilmente avrà bisogno).
6. Controllo di flusso a livello applicativo.
7. Osservazione: Richiede negoziazione tra client/server a causa
   dell'incompatibilità con il formato testuale di HTTP/1.1.

○
○
QUIC (Quick UDP Internet Connections) -> HTTP/3: Standardizzato nel
2020.

1. Usa UDP come trasporto. Il layer QUIC fornisce affidabilità,
   ordinamento, controllo di flusso.
2. TLS è obbligatorio e integrato in QUIC.
3. Funzionalità simili a HTTP/2 (stream multipli, push, compressione
   header con schema diverso).
4. Setup di connessione più veloce (spesso 0-RTT o 1-RTT).

○
18.

Web-service di tipo REST

19. Web-service di tipo REST (Slide 26-35):
○
Risorse consumate da applicazioni software (non direttamente da umani).
○
Spesso usano formati XML o JSON. Accessibili tramite URL.
○
Esempio Google Maps Elevation API:

1. Richiesta (XML):
   https://maps.googleapis.com/maps/api/elevation/xml?locations=LAT,L
   NG&key=API_KEY
2. Risposta (XML):
   <ElevationResponse><status>OK</status><result> ...< /result></Elevat
   ionResponse>
3. Richiesta (JSON):
   ... /elevation/json?locations=LAT,LNG&key=API_KEY
4. Risposta (JSON): {"results": [ ... ], "status": "OK"}
5. Il parametro key è per autenticazione/fatturazione.

○
○
Web API: Specifiche per la composizione degli URL, formati di risposta, dati
di richiesta.
○
Programmable Web: Concetto di software che interagisce con risorse web.
○
Mashup: Creazione di nuovi servizi combinando quelli esistenti.
○
Query-string: Parametri nell'URL dopo ?, coppie nome=valore separate da
&. I caratteri speciali richiedono URL-encoding (es. spazio a + o %20).
20.

REST (REpresentational State Transfer)

21. REST (REpresentational State Transfer) (Slide 36-40):
○
Stile architetturale teorizzato da Roy Fielding (2000).
○
L'interazione è analoga a un umano che naviga un sito web.
○
SOAP (Simple Object Access Protocol): Alternativa, basata su XML, usa
WSDL. SOAP spesso usa HTTP meramente come layer di trasporto, mentre
REST sfrutta le funzionalità del protocollo applicativo HTTP.
o Principi Fondamentali di REST (Fielding):

1. Risorse Identificate da URL: Il web service espone risorse (dati,
   procedure) tramite URL.
2. Rappresentazioni delle Risorse: Le risorse sono disponibili tramite
   rappresentazioni (XML, JSON, ecc.).
3. Operazioni tramite Metodi HTTP: Le operazioni (CRUD) usano
   metodi HTTP standard (GET, POST, PUT, DELETE) rispettandone la
   semantica.
4. Server Stateless: Ogni richiesta del client deve contenere tutte le
   informazioni necessarie; il server non memorizza lo stato della
   sessione client tra le richieste.
5. HATEOAS (Hypermedia As The Engine Of Application State): Le
   transizioni di stato sono guidate da link ipermediali forniti nelle
   risposte.

○
○
Interfaccia Uniforme (Uniform Interface): Un vincolo chiave di REST.
○
RESTful: Un web service che aderisce pienamente ai principi REST.
22

Riepilogo Concetti Chiave

23. Concetti Chiave (Slide 41-43): Riepilogo dei punti precedenti.
24. Mappa Concettuale (Slide 44): Riepilogo visivo.

Interazione con Database tramite JDBC

Questo PDF si concentra sull'interazione con il database backend per i web service
utilizzando JDBC di Java.

Operazioni CRUD e SQL

1. Operazioni CRUD e SQL (Slide 2):
○
Le risorse dei web service sono spesso persistite in database relazionali (es.
Oracle, MySQL).
o Mappatura CRUD a SQL:
Create -> INSERT
Read -> SELECT
Update -> UPDATE
Delete -> DELETE
○
2.

JDBC (Java DataBase Connectivity)

3. JDBC (Java DataBase Connectivity) (Slide 3-4):
○
API Java standard per accedere a database relazionali usando SQL.
○
Indipendente da piattaforma e DBMS.
○
Architettura: Applicazione -> API JDBC -> JDBC Driver Manager -> Driver
JDBC -> DBMS.
o Interfacce/classi chiave di java.sql: DriverManager (classe), Driver
(interfaccia), Connection (interfaccia), Statement (interfaccia), ResultSet
(interfaccia).
4.

Fasi dell'Interazione JDBC

5. Fasi dell'Interazione JDBC (Slide 5-14):
○
0. Caricamento del Driver:
Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver"); (vecchio modo, registra il
driver con DriverManager).
Osservazione: Le versioni più recenti di JDBC potrebbero caricare i
driver automaticamente.
○
○
1. Connessione al Server DBMS:· DriverManager.getConnection(url, username, password) restituisce un
oggetto Connection.
Formato URL JDBC: jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/nome_database
Esempio: Connection con =
DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/Phoneboo
k", "root", "");
127.0.0.1 è localhost, 3306 è la porta predefinita di MySQL.
SQLException se la connessione fallisce.
Esempio TestConnection.java (Slide 8): Dimostra la connessione a un
DB MySQL. Nota sulla sicurezza riguardo all'hardcoding delle
credenziali.
○
○
2. Esecuzione di Comandi/Query SQL:
Connection.createStatement() restituisce un oggetto Statement.
boolean execute(String sql): Per qualsiasi SQL; true se viene restituito
un ResultSet.
ResultSet executeQuery(String sql): Per query SELECT.
int executeUpdate(String sql): Per DML (INSERT, UPDATE, DELETE)
o DDL; restituisce il numero di righe coinvolte.
void setQuery Timeout(int seconds): Imposta un timeout.
Esempio (Slide 10): stat.executeQuery( ... ) e stat.executeUpdate( ... ).
○
○
3. Recupero dei Risultati:
executeQuery restituisce un ResultSet.
Iterare con result.next() (muove il cursore, restituisce false alla fine).
· Accedere ai valori delle colonne usando metodi getXxx() (es.
getString("nome_colonna"), getInt(indiceColonna)).
Esempio (Slide 12-13): Mostra l'iterazione e l'accesso ai dati per nome
e indice di colonna.
○
4. Disconnessione dal Server DBMS:
Connection.close(). Chiudere anche gli oggetti Statement e ResultSet,
tipicamente in un blocco finally.
○
6.

Servlet e Database

7. Servlet <- > DB (Slide 15-16):
○
Implementazione di un web service (es. Rubrica Telefonica) usando una
Servlet che si connette a un DB MySQL tramite JDBC.
o L'API web esposta può essere la stessa di una versione che usa una struttura
dati in memoria (come una Hashtable), ma la persistenza è gestita dal DB.
o Il DBMS gestisce la concorrenza.
o Osservazione: Un servlet-container può essere configurato con un
data-source per astrarre i dettagli di connessione al DB dal codice della
servlet.
8.

Driver JDBC per MySQL

9. Driver JDBC per DBMS MySQL (Slide 17):
○
MySQL Connector/J è il driver JDBC ufficiale per MySQL.
○
Scaricabile come file JAR (es. da mysql.it o mysql.com).
○