サーブレット&JSPの基本｜HTTPリクエストとレスポンス
ブラウザとWebサーバが交わすメッセージを読み解き、Web通信の基本をつかもう。
Webページを表示するとき、ブラウザとWebサーバの間では、リクエストとレスポンスという通信が行われています。
利用者がリンクをクリックしたり、ブラウザのアドレス欄にURLを入力したりすると、ブラウザはWebサーバへ必要な情報を要求します。Webサーバはその要求を確認し、HTML、画像、処理結果などをブラウザへ返します。
この通信は、ブラウザとWebサーバが好きな形式で行っているわけではありません。通信するデータの書き方や、要求の方法、処理結果の伝え方などは、HTTPという共通のルールで決められています。
ブラウザが送る要求はHTTPリクエスト、Webサーバが返す応答はHTTPレスポンスと呼ばれます。
最初にHTTPメッセージを見ると、英単語や記号が並んでいて難しく感じるかもしれません。しかし、すべてを暗記する必要はありません。まずは、リクエストライン、ステータスライン、ヘッダ部、ボディ部という大きな構造をつかむことが大切です。
サーブレットはHTTPリクエストを受け取って処理し、HTTPレスポンスを返すプログラムです。そのため、HTTPの基本を理解しておくと、これから学ぶサーブレットの動きが見えやすくなります。
HTTPとは
HTTPはHypertext Transfer Protocolの略で、ブラウザとWebサーバがデータをやり取りするための通信ルールです。
プロトコルとは、コンピュータ同士が通信するときに使用する共通の決まりを意味します。
人同士の会話でも、同じ言語や話し方のルールがなければ、正しく意思を伝えられません。コンピュータ同士の通信も同じです。ブラウザとWebサーバがHTTPという共通のルールを使用することで、異なる会社が作ったブラウザやWebサーバでも通信できます。
HTTPでは、主に次のような内容が決められています。
| 項目 | 内容 |
|---|---|
| 要求の方法 | GETやPOSTなどのリクエストメソッド |
| 要求する対象 | HTMLファイルやサーブレットなどのパス |
| 補足情報 | ブラウザの種類、受け取れるデータ形式、言語など |
| 処理結果 | 200、404、500などのステータスコード |
| データの種類 | HTML、画像、PDFなどを示すContent-Type |
| データ本体 | HTML文書、画像データ、JSONなど |
Webページを1つ表示するだけでも、ブラウザとWebサーバはHTTPに従って、さまざまな情報を交換しています。
HTTP通信の基本は要求と応答
HTTP通信では、最初にブラウザがHTTPリクエストを送ります。Webサーバはそのリクエストを受け取り、HTTPレスポンスを返します。
基本的な流れは次のとおりです。
- 利用者がURLを入力する
- ブラウザがHTTPリクエストを作成する
- ブラウザがリクエストをWebサーバへ送る
- Webサーバが要求された内容を確認する
- WebサーバがHTMLなどのデータを用意する
- WebサーバがHTTPレスポンスを返す
- ブラウザがレスポンスを読み取って画面を表示する
HTTPでは、基本的に1つのリクエストに対して1つのレスポンスが返されます。
ただし、1つのWebページを表示する通信が1回だけとは限りません。HTMLからCSS、JavaScript、画像などが参照されている場合、ブラウザはそれぞれのファイルについて追加のHTTPリクエストを送ります。
図1：HTTPリクエストとHTTPレスポンスの全体像
この図から分かること
HTTP通信は、ブラウザから送られるHTTPリクエストと、Webサーバから返されるHTTPレスポンスで成り立っています。
HTTPリクエストには、どの方法で、どのデータを要求するのかが記述されます。HTTPレスポンスには、処理結果やデータの種類、ブラウザへ返すデータ本体などが含まれます。
ブラウザはHTTPレスポンスからHTMLを取り出し、その内容を解釈してWebページを表示します。
HTTPリクエストの全体構造
HTTPリクエストには、Webサーバへ何を要求するのかを伝える情報が含まれています。
HTTP/1.1のリクエストを、学習しやすい形にすると次のようになります。
HTTPリクエストメッセージの例
GET /guide.html HTTP/1.1
Host: www.sample-town.jp
Accept: text/html
Accept-Language: ja
User-Agent: SampleBrowser/1.0
Accept-Encoding: gzip1行目はリクエストラインです。
2行目以降はリクエストヘッダです。リクエストヘッダには、接続先のホスト名、受け取りたいデータ形式、使用する言語、ブラウザに関する情報などが記述されます。
HTTPリクエストには、必要に応じてボディ部が付くこともあります。フォームに入力した情報をPOSTで送信する場合などは、リクエストボディにデータが格納されます。
HTTPリクエストの主な部分を整理すると、次のようになります。
| 部分 | 主な内容 |
|---|---|
| リクエストライン | リクエストメソッド、対象、HTTPのバージョン |
| リクエストヘッダ | ブラウザや受け取り可能なデータに関する補足情報 |
| リクエストボディ | フォーム入力など、Webサーバへ送るデータ本体 |
GETでWebページを取得するときは、リクエストボディを使用しない場合が一般的です。
リクエストラインの読み方
HTTPリクエストの1行目をリクエストラインと呼びます。
リクエストラインは、主に3つの情報から構成されています。
リクエストラインの例
GET /guide.html HTTP/1.1この1行は、次のように読み取れます。
| 部分 | 名前 | 意味 |
|---|---|---|
| GET | リクエストメソッド | どの方法で要求するか |
| /guide.html | リクエストターゲット | 何を要求するか |
| HTTP/1.1 | HTTPバージョン | どのHTTP形式を使用するか |
つまり、このリクエストラインは、HTTP/1.1を使って、Webサーバにある/guide.htmlをGETで取得するという意味です。
それぞれの部分は半角スペースで区切られています。
リクエストメソッドとは
リクエストメソッドは、Webサーバへどのような要求を送るのかを表します。
単にページを表示したいのか、フォームの入力情報を送りたいのか、保存された情報を更新したいのかによって、使用するリクエストメソッドが変わります。
最初に押さえておきたいのは、GETとPOSTです。
| リクエストメソッド | 主な用途 |
|---|---|
| GET | Webページやデータを取得する |
| POST | 入力された情報などをWebサーバへ送る |
GET
GETは、Webサーバから情報を取得するときに使われるリクエストメソッドです。
利用者がURLを入力したときや、通常のリンクをクリックしたときは、基本的にGETリクエストが送られます。
たとえば、次のような操作です。
- 商品一覧ページを開く
- ニュース記事を表示する
- プロフィールページを見る
- 検索結果を取得する
GETでは、URLの後ろに検索条件などが付く場合があります。そのため、送信した情報がブラウザのアドレス欄に表示されることがあります。
POST
POSTは、ブラウザからWebサーバへ情報を送るときによく使われるリクエストメソッドです。
たとえば、次のような操作で利用されます。
- ログイン情報を送る
- 会員登録フォームを送信する
- お問い合わせ内容を送る
- 掲示板へ文章を投稿する
サーブレットでは、GETリクエストを処理するdoGetメソッドと、POSTリクエストを処理するdoPostメソッドを使用します。
HTTPのリクエストメソッドを理解しておくと、なぜサーブレットに複数の処理メソッドがあるのかを理解しやすくなります。
リクエストターゲットとは
リクエストターゲットは、Webサーバのどのデータや処理を要求するのかを示します。
次のリクエストラインでは、/guide.htmlがリクエストターゲットです。
GET /guide.html HTTP/1.1/guide.htmlは、Webサーバ上にあるguide.htmlというHTMLファイルを表しています。
サーブレットを利用する場合は、HTMLファイル名ではなく、サーブレットに割り当てられたURLパターンが指定されることもあります。
たとえば、次のような形です。
GET /shop/ProductList HTTP/1.1この場合、ブラウザは固定されたHTMLファイルではなく、ProductListに対応するサーバ側の処理を要求しています。
Webサーバやサーブレットコンテナは、リクエストターゲットを確認し、どのファイルやプログラムに処理させるかを判断します。
HTTPバージョン
HTTPには複数のバージョンがあります。
代表的なものは、HTTP/1.1、HTTP/2、HTTP/3です。
| バージョン | 主な特徴 |
|---|---|
| HTTP/1.1 | テキスト形式のメッセージとして理解しやすく、現在も基本学習でよく使われる |
| HTTP/2 | バイナリ形式のフレームを使い、複数の通信を効率よく処理できる |
| HTTP/3 | QUICを利用し、通信開始や再接続などを効率化している |
HTTP/2やHTTP/3では、実際の通信形式がHTTP/1.1とは異なります。
ただし、GETやPOST、ステータスコード、ヘッダ、Content-Typeなどの基本的な考え方は引き継がれています。そのため、最初はHTTP/1.1のメッセージ形式を使って学ぶと、HTTP通信の構造を理解しやすくなります。
リクエストヘッダの役割
リクエストラインの後ろには、リクエストヘッダが続きます。
リクエストヘッダは、ブラウザがWebサーバへ伝える補足情報です。
代表的なリクエストヘッダには次のものがあります。
| ヘッダ名 | 主な役割 |
|---|---|
| Host | 接続先のホスト名を伝える |
| Accept | ブラウザが受け取りたいデータ形式を伝える |
| Accept-Language | 希望する言語を伝える |
| User-Agent | ブラウザなどの情報を伝える |
| Accept-Encoding | 対応できる圧縮形式を伝える |
| Cookie | ブラウザに保存されたCookieを送る |
| Content-Type | リクエストボディのデータ形式を伝える |
| Content-Length | リクエストボディの大きさを伝える |
たとえば、Accept-Languageにjaが含まれていれば、Webサーバは日本語のページを返す判断に利用できます。
User-Agentにはブラウザや動作環境に関する情報が含まれます。ただし、Webサイト側が必ずこの情報どおりに処理するとは限りません。
HTTPレスポンスの全体構造
WebサーバはHTTPリクエストを処理すると、HTTPレスポンスを返します。
HTTP/1.1のレスポンスを、学習しやすい形にすると次のようになります。
HTTPレスポンスメッセージの例
HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: text/html; charset=UTF-8
Content-Length: 168
Server: SampleServer
<!DOCTYPE html>
<html lang="ja">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>街歩きガイド</title>
</head>
<body>
<h1>街歩きガイド</h1>
<p>おすすめの散策コースを紹介します。</p>
</body>
</html>1行目はステータスラインです。
2行目以降のContent-TypeやContent-Lengthなどはレスポンスヘッダです。
空行より後ろにあるHTMLがレスポンスボディです。
HTTPレスポンスは、主に次の部分で構成されます。
| 部分 | 主な内容 |
|---|---|
| ステータスライン | HTTPのバージョンと処理結果 |
| レスポンスヘッダ | データ形式やデータ量などの補足情報 |
| レスポンスボディ | HTML、画像、JSONなどのデータ本体 |
ヘッダ部とボディ部の間には空行があります。この空行によって、ヘッダ部が終わり、データ本体が始まることを表します。
ステータスラインの読み方
HTTPレスポンスの1行目をステータスラインと呼びます。
ステータスラインには、Webサーバがリクエストを処理した結果が記述されています。
ステータスラインの例
HTTP/1.1 200 OKこの行は次のように分けられます。
| 部分 | 名前 | 意味 |
|---|---|---|
| HTTP/1.1 | HTTPバージョン | 使用するHTTPの形式 |
| 200 | ステータスコード | 処理結果を表す数値 |
| OK | 理由句 | 処理結果を補足する文字列 |
この場合は、HTTP/1.1でレスポンスを返し、リクエストを正常に処理できたことを表しています。
図2：リクエストラインとステータスラインの読み方
この図から分かること
HTTPリクエストとHTTPレスポンスの最初の1行には、それぞれ重要な情報がまとめられています。
リクエストラインを読むと、ブラウザがどの方法で、何を要求しているのかが分かります。
ステータスラインを読むと、Webサーバがリクエストをどのように処理したのかが分かります。
サーブレットの実行結果を確認するときは、画面に表示された内容だけでなく、GETやPOSTなどのリクエストメソッドと、返されたステータスコードにも注目することが大切です。
HTTPステータスコードとは
HTTPステータスコードは、Webサーバがリクエストを処理した結果を3桁の数値で表したものです。
200であれば成功、404であれば要求された対象が見つからない、500であればサーバ側で問題が発生したことを示します。
学習中によく目にする主なステータスコードは、次のとおりです。
| ステータスコード | 意味 |
|---|---|
| 200 OK | リクエストが正常に処理された |
| 302 Found | 一時的に別のURLへ移動する |
| 400 Bad Request | リクエストの内容に問題がある |
| 403 Forbidden | 対象へのアクセスが許可されていない |
| 404 Not Found | リクエストされた対象が見つからない |
| 405 Method Not Allowed | 使用したリクエストメソッドが許可されていない |
| 500 Internal Server Error | Webサーバ内部でエラーが発生した |
ステータスコードは、最初の数字によって大きな種類を判断できます。
| 範囲 | 分類 | 意味 |
|---|---|---|
| 100番台 | 情報 | 処理が継続していることなどを示す |
| 200番台 | 成功 | リクエストが正常に処理された |
| 300番台 | 転送 | 別のURLへの移動などを示す |
| 400番台 | クライアント側の問題 | URLやリクエスト内容などに問題がある |
| 500番台 | サーバ側の問題 | Webサーバやプログラムで問題が発生した |
すべてを暗記する必要はありません。まずは200、404、405、500の意味を押さえておくと、サーブレットの学習でエラーの原因を判断しやすくなります。
404 Not Foundが返される場合
404 Not Foundは、リクエストされた対象をWebサーバが見つけられなかったことを示します。
たとえば、次のような原因が考えられます。
- URLのつづりが間違っている
- HTMLファイルが指定された場所にない
- サーブレットのURLパターンが間違っている
- アプリケーション名がURLと一致していない
- 大文字と小文字が一致していない
404が表示された場合、Webサーバそのものには接続できている可能性があります。接続できなかったのではなく、要求したファイルや処理が見つからなかったと考えると、確認する場所を絞り込めます。
405 Method Not Allowedが返される場合
405 Method Not Allowedは、要求した対象が、そのリクエストメソッドを受け付けていない場合に返されます。
たとえば、POSTだけを受け付ける処理へGETでアクセスした場合などです。
サーブレットでは、次のような組み合わせを確認します。
| ブラウザからの要求 | サーブレット側で必要となる主な処理 |
|---|---|
| GET | doGet |
| POST | doPost |
フォームのmethod属性がpostになっているのに、サーブレットにdoPostがない場合などは、405につながることがあります。
500 Internal Server Errorが返される場合
500 Internal Server Errorは、Webサーバやサーバ側のプログラムで問題が発生したことを示します。
サーブレットやJSPの学習では、次のような原因で発生することがあります。
- Javaプログラムで例外が発生した
- JSPの処理中にエラーが発生した
- 必要なデータがnullになっていた
- 数値に変換できない文字を変換した
- データベース処理に失敗した
- 設定ファイルの内容に問題がある
500が表示された場合は、ブラウザの画面だけでなく、サーバのコンソールやログに出力されたエラーメッセージを確認することが重要です。
レスポンスヘッダの役割
ステータスラインの後ろには、レスポンスヘッダが続きます。
レスポンスヘッダには、Webサーバが返すデータに関する補足情報が記述されています。
代表的なレスポンスヘッダは次のとおりです。
| ヘッダ名 | 主な役割 |
|---|---|
| Content-Type | レスポンスボディのデータ形式を示す |
| Content-Length | レスポンスボディの大きさを示す |
| Server | Webサーバに関する情報を示す |
| Location | 転送先のURLを示す |
| Set-Cookie | ブラウザへ保存させるCookieを示す |
| Cache-Control | キャッシュの扱い方を示す |
ブラウザは、レスポンスボディを処理する前に、これらのヘッダ情報を確認します。
HTMLなのか画像なのか、文字コードは何か、別のURLへ移動する必要があるかなどを、レスポンスヘッダから判断します。
レスポンスボディとは
レスポンスボディは、Webサーバがブラウザへ返すデータ本体です。
HTMLページを返す場合は、レスポンスボディにHTML文書が入ります。画像を返す場合は画像データ、PDFを返す場合はPDFデータが入ります。
レスポンスボディの内容は、必ずHTMLとは限りません。
Webサーバは、次のようなさまざまなデータを返せます。
- HTML
- CSS
- JavaScript
- JPEG画像
- PNG画像
- 動画
- 音声
- JSON
- テキスト
ブラウザは、受け取ったデータの種類に応じて処理方法を変えます。その判断に使われる重要な情報がContent-Typeです。
Content-Typeとは
Content-Typeは、HTTPメッセージのボディ部に入っているデータの種類を示すヘッダです。
レスポンスでContent-Typeが指定されていると、ブラウザはデータ本体をどのように処理すればよいかを判断できます。
宅配便で考えると、箱の中身そのものがレスポンスボディで、伝票に書かれた品名がContent-Typeに近い役割を持っています。
品名を見れば、中身を開ける前に、食品なのか書籍なのか精密機器なのかを判断できます。ブラウザも同じように、Content-Typeを先に確認してから、後ろに続くデータ本体を処理します。
HTMLを返すContent-Type
HTML文書をブラウザへ返す場合は、Content-Typeにtext/htmlを指定します。
日本語をUTF-8で扱う場合は、charset=UTF-8も指定します。
HTMLをレスポンスするContent-Typeの例
Content-Type: text/html; charset=UTF-8それぞれの意味は次のとおりです。
| 指定 | 意味 |
|---|---|
| text/html | データ本体がHTMLである |
| charset=UTF-8 | HTMLの文字コードがUTF-8である |
charsetの指定が実際の文字コードと一致していない場合、日本語が文字化けする可能性があります。
JSPやサーブレットからHTMLを返すときも、Content-Typeと文字コードを適切に設定する必要があります。
JPEG画像を返すContent-Type
JPEG画像をブラウザへ返す場合は、Content-Typeにimage/jpegを指定します。
JPEG画像をレスポンスするContent-Typeの例
Content-Type: image/jpegこの指定を確認したブラウザは、レスポンスボディをHTMLとして読むのではなく、JPEG画像として処理します。
主なContent-Typeには次のようなものがあります。
| Content-Type | データの種類 |
|---|---|
| text/html | HTML文書 |
| text/css | CSS |
| text/plain | 通常のテキスト |
| application/javascript | JavaScript |
| application/json | JSON |
| image/jpeg | JPEG画像 |
| image/png | PNG画像 |
| application/pdf |
Content-Typeが誤っていると、データ本体が正しくても、ブラウザが期待した方法で表示できないことがあります。
図3：Content-Typeでデータの種類を伝える
この図から分かること
Webサーバが返すデータは、HTMLだけではありません。
ブラウザは、レスポンスヘッダのContent-Typeを確認し、レスポンスボディをHTML、画像、PDFなどのどの形式として扱うのかを判断します。
Content-Typeがtext/htmlならHTMLとして解析し、image/jpegならJPEG画像として表示します。
サーブレットからレスポンスを返すときも、生成するデータに合ったContent-Typeを設定する必要があります。
HTTPのヘッダとHTMLのhead要素は別のもの
HTTPレスポンスのヘッダ部と、HTML文書のhead要素は名前が似ていますが、別のものです。
| 対象 | 含まれる場所 | 主な役割 |
|---|---|---|
| HTTPヘッダ | HTTPリクエストやHTTPレスポンス | 通信データに関する補足情報を伝える |
| HTMLのhead要素 | HTML文書 | ページタイトルや文字コードなどを記述する |
| HTTPボディ | HTTPメッセージ | HTMLや画像などのデータ本体を格納する |
| HTMLのbody要素 | HTML文書 | ブラウザに表示するページ本文を記述する |
HTTPレスポンスのボディ部にHTML文書が格納され、そのHTML文書の中にhead要素とbody要素があります。
構造を整理すると、次のようになります。
- HTTPレスポンスにヘッダ部がある
- HTTPレスポンスにボディ部がある
- ボディ部の中にHTML文書が入る
- HTML文書の中にhead要素とbody要素がある
同じヘッダやボディという言葉が使われますが、HTTPメッセージの構造とHTML文書の構造を混同しないようにしましょう。
サーブレットとHTTPリクエスト
サーブレットは、HTTPリクエストを受け取って動作します。
ブラウザから送られたリクエストの内容は、サーブレット内でHttpServletRequestというオブジェクトを通じて扱います。
HttpServletRequestからは、次のような情報を取得できます。
- フォームに入力された値
- リクエストメソッド
- リクエストされたURL
- リクエストヘッダ
- Cookie
- セッションに関する情報
たとえば、ログイン画面で入力されたユーザー名やパスワードも、HTTPリクエストに含めて送られます。サーブレットはそれらの値を取り出し、ログインできるかどうかを判定します。
サーブレットとHTTPレスポンス
サーブレットは処理結果をHTTPレスポンスとしてブラウザへ返します。
レスポンスの内容は、HttpServletResponseというオブジェクトを通じて設定します。
サーブレットからレスポンスを返すときには、主に次のような処理を行います。
- Content-Typeを設定する
- 文字コードを設定する
- ステータスコードを設定する
- レスポンスボディへHTMLなどを書き出す
- 別のURLへの転送を指示する
- Cookieを追加する
JSPを使う場合は、サーブレットが処理結果をJSPへ渡し、JSPがHTMLを生成します。生成されたHTMLはHTTPレスポンスのボディ部に格納され、ブラウザへ送られます。
エラーを調べるときはHTTPのどこを見るか
Webアプリケーションが想定どおりに動作しないときは、HTTPリクエストとHTTPレスポンスを意識すると原因を整理しやすくなります。
| 発生している問題 | 確認する内容 |
|---|---|
| 正しい画面へ移動しない | リクエストターゲットやURL |
| フォームの値を取得できない | GETかPOSTか、入力項目の名前 |
| 404が表示される | URLやサーブレットの対応付け |
| 405が表示される | リクエストメソッドとdoGet、doPost |
| 500が表示される | サーバ側のJavaプログラムやログ |
| 日本語が文字化けする | Content-Typeと文字コード |
| HTMLではなく文字列として表示される | Content-Typeの指定 |
| 画像が表示されない | 画像のURLとレスポンスのContent-Type |
ブラウザの開発者ツールには、ネットワーク通信を確認する機能があります。
そこでは、送信されたリクエストメソッド、URL、リクエストヘッダ、ステータスコード、レスポンスヘッダなどを確認できます。
すべての項目を最初から理解する必要はありません。まずは、次の3点を見る習慣を付けるとよいでしょう。
- GETとPOSTのどちらが送られたか
- どのURLがリクエストされたか
- どのステータスコードが返されたか
HTTPリクエストとHTTPレスポンスは、サーブレットとJSPによるWebアプリケーション開発の中心にあるしくみです。
ブラウザはHTTPリクエストで処理を要求し、WebサーバやサーブレットはHTTPレスポンスで処理結果を返します。リクエストライン、ステータスライン、ヘッダ部、ボディ部の役割を意識すると、Webアプリケーションの動きやエラーの原因を理解しやすくなります。