HTTP协议

Posted 2020-10-08 March On

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了HTTP协议相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

1 发展脉络

1.1、1991 HTTP/0.9

建立TCP连接、客户端发送请求（只有GET命令）、服务端返回请求（只能返回html格式字符串）后就关闭TCP连接

1.2、1996.5 HTTP/1.0

请求命令：增加 POST、HEAD命令；任何格式的内容都可以发送（文字、图像、视频、二进制文件等）；HTTP请求和回应的格式中加入了头信息（HTTP header）用于描述一些元数据（如Content-Type等）。
主要缺点：每个TCP连接只能发送一个请求，发送数据完毕，连接就关闭，如果还要请求其他资源，就必须再新建一个连接。有些浏览器借助 Connection: keep-alive 请求头要求服务端不关闭TCP，服务端同样回复此字段，从而达到TCP复用，直到客户端或服务器主动关闭连接。但此字段在此版本中不是标准字段。

1.3、1997.1 HTTP/1.1

请求命令：增加 PUT、PATCH、HEAD、 OPTIONS、DELETE
最大变化：引入了持久连接（persistent connection），即TCP连接默认不关闭，可以被多个请求复用，不用声明Connection: keep-alive。客户端和服务器发现对方一段时间没有活动就可以主动关闭连接。不过，规范的做法是，客户端在最后一个请求时，发送 Connection: close ，明确要求服务器关闭TCP连接。目前，对于同一个域名，大多数浏览器允许同时建立6个持久连接。
管道机制：在同一个TCP连接里面，客户端可以同时发送多个请求
Content-Length 字段：因一个TCP连接现可传送多个回应，因此借助此字段区分数据包是属于哪一个回应的。
Transfer-Encoding字段：使用Content-Length字段的前提是服务器发送回应前必须知道回应的数据长度。对于一些很耗时的动态操作来说，这意味着服务器要等到所有操作完成才能发送数据，显然这样的效率不高。此时可不使用Content-Length字段，而借助 Transfer-Encoding: chunked 产生一块数据，就发送一块。
Host字段：客户端请求的头信息新增了Host字段，用来指定服务器的域名。有了Host字段，就可以将请求发往同一台服务器上的不同网站，为虚拟主机的兴起打下了基础。
主要缺点：虽然1.1版允许复用TCP连接，但是同一个TCP连接里面，所有的数据通信是按次序进行的。服务器只有处理完一个回应，才会进行下一个回应。要是前面的回应特别慢，后面就会有许多请求排队等着。这称为"队头堵塞"（Head-of-line blocking）。

1.4、2009 SPDY

由Google研制，主要解决 HTTP/1.1 效率不高的问题。此协议在Chrome浏览器上证明可行以后，就被当作 HTTP/2 的基础，主要特性都在 HTTP/2 之中得到继承。

1.5、2015 HTTP/2

二进制协议：是一个彻底的二进制协议，头信息和数据体都是二进制，并且统称为"帧"（frame）：头信息帧和数据帧。（HTTP/1.1 版的头信息肯定是文本（ASCII编码），数据体可以是文本、图片等各自格式数据）
多工（Multiplexing）：HTTP/2 复用TCP连接，在一个连接里，客户端和浏览器都可以同时发送多个请求或回应，而且不用按照顺序一一对应，这样就避免了"队头堵塞"，实现了双向实时通信。
头信息压缩机制（header compression）：HTTP 协议不带状态，每次请求都必须附上所有信息使得请求的很多字段都是重复的，浪费带宽影响速度。HTTP/2引入压缩机制，一方面，头信息使用gzip或compress压缩后再发送；另一方面，客户端和服务器同时维护一张头信息表，所有字段都会存入这个表，生成一个索引号，以后就不发送同样字段而只发送索引号，这样就提高速度了。
服务器推送（server push）：HTTP/2 允许服务器未经请求，主动向客户端发送资源。

总结下，发展过程主要围绕持久连接、连接复用、数据分块传输、丰富类型支持等方面展开。
题外话：OPTIONS方法哪里被使用到？如CORS中浏览器在正式发请求前会先发个OPTION请求去询问服务器是否允许接下来的跨域请求。

2、HTTP协议（HTTP/1.1）

（详见：HTTP教程）

2.1、消息格式

1、请求消息（四部分）：

请求行（请求方法、请求路径、协议版本）

请求头（键值对列表，一个键值对一行）

回车换行

请求数据

注：HTTP 1.0规定，请求头的key、value都只能是ascll字符

2、响应消息（四部分）：

状态行或响应行（协议版本、状态码、状态说明）

消息报头（键值对列表，一个键值对一行）

回车换行

响应正文

2.2、请求方法

各方法的具体作用可以参阅javax.servlet.http.HTTPServlet类的方法说明。

总结：

- GET：无副作用，幂等，不可带 Request Body
- PUT：副作用，幂等，可以带 Request Body
- POST：副作用，非幂等，可以带 Request Body
- DELETE：副作用，幂等，不可带 Request Body

注：

1、GET与POST的区别

2、使用POST还是PUT（详情参考：REST简介）：综合考虑 资源ID生成、幂等性、是否将创建和更新合并在一个操作 三点

个人理解，选择的标准在于操作是否是幂等的，所谓幂等，即多次操作所造成的结果（side effect，译为副作用，感觉很别扭）是否一样，若一样则用put，否则用post。

注意这里的side effect不是指请求得到的结果，而是造成的结果。因此GET、DELETE、HEAD等都是幂等的，而POST不是。由于PUT操作应符合幂等性，所以其应用于资源更新时，请求者应该指定资源的所有字段，若只有更新部分字段则应用POST。

3、OPTIONS请求的使用场景：CORS中与目标服务器的跨域协商用的是OPTIONS，具体可参阅：浏览器同源策略与CORS - MarchOn

2.3、状态码

（详见：HTTP状态码，更权威的见 RFC定义）

几个典型状态码：

200：请求成功，一般用于GET与POST请求。

204：No Content。表示该请求已经成功了，但客户端客户不需要离开当前页面。默认情况下 204 响应是可缓存的，一个 ETag 标头包含在此类响应中。使用示例：可借此防止form表单跳转

206：断点续传

300：多种选择。请求的资源可包括多个位置，相应可返回一个资源特征与地址的列表用于用户终端（例如：浏览器）选择。

301：永久的请求重定向，表示请求的资源已被永久移动到新URI。返回的location字段指定新URI，浏览器会自动重定向到新URI（一次访问对应两次服务器请求），地址栏的地址也会变。浏览器会缓存新URI，除非缓存失效，否则今后任何向旧URI的请求浏览器都会在发起请求前读取缓存并直接向新URI发起（即一次访问对应一次服务器请求）。

注：带\'location\' response header的重定向需要目标服务器配置CORS白名单才能成功重定向到目标站点，否则会被browser同源策略限制重定向。故提供自定义header让前端配合进行重定向。下同。

302：临时请求重定向。与301类似，浏览器也会自动重定向到新URI。与301的区别：地址栏的地址不变；不缓存新URI，故每次访问会对应两次服务器请求。

303：查看其它地址。与301类似，使用GET和POST请求查看。

304：未修改。所请求的资源未修改，服务器返回此状态码时，不会返回任何资源，客户端收到此响应码后会从本地缓存取资源。

305：使用代理。所请求的资源必须通过代理访问。

307：临时的请求转发。与302类似，用于GET请求重定向，302与307的区别在于：前者由浏览器完成；后者由服务端完成，由服务端进行请求转发，对前端来说相当于是透明的、反向代理。

400：坏请求。客户端请求的语法有误，服务端无法理解。

401：未认证。请求要求用户的身份认证。

402：Payment Required

403：未授权，禁止访问。服务端理解客户端的请求，但拒绝执行请求。

404：Not Found。

405：Method Not Allowed

408：请求超时。服务端等待客户端发送的请求时间过长，超时。

410：gone，表示资源已经永久删除，不可用了。资源标记为过时（301）一段时间后，通过此状态码告知客户端资源已永久移除。通常是管理员认为设置的，若不清楚是否永久移除，则用404。

416：Range Not Satisfied，断点续传时请求的范围越界时返回此状态码

500：服务器内部错误，无法完成请求。

501：服务端不支持请求的功能，无法完成请求。如若服务器不支持除上述GET、POST等方法外的请求方法，则返回501。可参阅javax.servlet.http.HttpServlet#service方法的逻辑。

502：Bad Gateway。充当网格或代理的服务器从远程服务器接收到了一个无效请求。

504：Gateway Timeout。充当网关或代理服务器未及时从远端服务器获取请求。

505：服务端HTTP版本不支持，无法完成请求。

重定向相关：301、302、307 。需要注意：

307是服务端的操作，对浏览器和前端开发者来说是透明的；

301、302时若response的"Location" header有值，则浏览器会自动进行重定向，前端开发者并无法干预：此时即使js代码有针对status==302的判断也不会走这段js逻辑，因为浏览器发现Location有值时就进行重定向了，这先于开发者的js逻辑执行。可见，这种重定向通常是服务端发起的指令，开发者干预不了。

前端重定向：前端开发者通过js代码（window.location="xxx"）进行重定向。上述第二种除非目标站点将请求来源站点添加到其CORS白名单，否则请求会受到浏览器的同源限制，从而重定向失败，此时可改用前端重定向方案——服务端将重定向目标地址放到自定义的其他response header而非"Location"，前端js判断是301/302时候，取该header的值并跳转过去。

断点续传相关：206、416

HTTP协议中的请求路径格式为：协议://主机:端口/相对地址?参数#Hash ，其中若端口是80则可以默认不写。如 http://www.cnblogs.com/z-sm/p/6243378.html#blogTitle3

scheme://host[:port#]/path/.../[?query-string][#anchor]
scheme         指定底层使用的协议(例如：http, https, ftp)
host           HTTP服务器的IP地址或者域名
port#          HTTP服务器的默认端口是80，这种情况下端口号可以省略。如果使用了别的端口，必须指明，例如 http://www.cnblogs.com:8080/
path           访问资源的路径
query-string   发送给http服务器的数据
anchor         锚

2.4、主要请求头或响应头

Content-Type：响应头，表示响应的数据类型

（http主要 MediaType）

Java里通过 request.getServletContext().getMimeType(fileName) 可获取到。

HTTP缓存相关的请求头和响应头：Date、Cache-Control、Last-Modified、Etag、If-Modified-Since、If-None-Match、Pragma。