任何开发者都必须精通的Http协议详解

栏目: 后端 · 前端 · 发布时间: 5年前

内容简介:HTTP 的全称是 HyperText Transfer Protocol (超文本传输协议)的缩写,是一种建立在 TCP 上的无状态连接。HTTP 是互联网的基础协议,用于客户端与服务器之间的通信,它规定了客户端和服务器之间的通信格式,包括请求与响应的格式。基本的工作流程是客户端发送一个 HTTP 请求,服务端收到请求开始处理,处理结束返回给客户端结果,客户端对结果进行处理并展示。现在最流行的 HTTP 版本还是 1997 年发布的 HTTP/1.1。

前言

HTTP 的全称是 HyperText Transfer Protocol (超文本传输协议)的缩写,是一种建立在 TCP 上的无状态连接。HTTP 是互联网的基础协议,用于客户端与服务器之间的通信,它规定了客户端和服务器之间的通信格式,包括请求与响应的格式。

任何开发者都必须精通的Http协议详解

基本的工作流程是客户端发送一个 HTTP 请求,服务端收到请求开始处理,处理结束返回给客户端结果,客户端对结果进行处理并展示。现在最流行的 HTTP 版本还是 1997 年发布的 HTTP/1.1。

任何开发者都必须精通的Http协议详解

一、 HTTP 的工作方式

1. 请求过程

客户端向服务端发送一段请求报文,服务端收到后,返回响应报文,客户端对响应内容进行展示。

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一个 HTTP 的请求必定是由客户端发起,服务器端回复响应。服务器在没有接收到请求之前不会发送响应。

名词解释

  • 客户端:请求访问文本或图像等资源的一端。
  • 服务端:提供资源响应的一端。
  • 资源:网络上的一切内容都是资源,无论是图片文字还是动态代码。

2. 请求方式

web 浏览器请求:

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请求过程如下 :

  • 用户输入地址后回车或点击链接
  • 浏览器拼装 HTTP 报文并发送请求给服务器
  • 服务器处理请求后,发送响应报文给浏览器
  • 浏览器解析响应报文并使用渲染引擎显示到界面

APP 客户端请求:

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请求过程如下:

  • 用户点击或界面自动触发联网需求
  • Android 代码调用拼装 HTTP 报文并发送请求到服务器
  • 服务器处理请求后发送响应报文给手机
  • Android 代码处理响应报文并作出相应处理(如储存数据、加工数据、显示数据到界面)

3. 报文是什么

报文是在 HTTP 应用程序之间发送的数据块。这些数据块以一些文本的元信息 (meta 标签中的信息) 开头,描述了报文的内容及含义。

每条报文都包含一条来自于客户端的请求,或者一条来自于服务端的响应。

它由 3 部分组成:对报文进行描述的「起始行」、包含属性的「首部(Header)」以及可选的、包含数据的「主体(body)」

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二、HTTP 的报文格式

1. 请求报文的格式

<method> <path> <HTTP version> 
<headers> 
 
<entity-body> 

2. 响应报文的格式

(注意,只有起始行的语法与请求报文有所不同)

<HTTP version> <status code> <reason-phrase> 
<headers> 
 
<entity-body> 

下面是对各部分的简要描述,后面会详细介绍。

  • 方法 (method) 客户端希望服务器对资源执行的动作,常见的方法有 Get、Post、HEAD 等。
  • 请求路径 (path) 请求的 URL 描述了要对哪个资源执行这个方法,是给服务器看的。
  • HTTP 版本(HTTP version)
  • 状态码(status code) 不同状态码对应不同的响应状态
  • 原因短句(reason-phrase) 对状态码进行简单的描述。
  • 首部(headers) 包含许多键值对,是对响应数据的一些格式信息。

三、 Method(请求方法)

最常见的请求方法就是 GET 和 POST了。除此之外还有 PUT、DELETE、HEAD 等。

1. GET

  • 最常见的请求方式
  • 指定请求路径,向服务器请求资源
  • 只获取资源,不对服务器数据进行修改
  • 不发送 body
GET  /users/1  HTTP/1.1 
Host: api.github.com 

对应的 Retrofit 的代码:

@GET("/users/{id}") 
Call<User> getUser(@Path("id") String id, @Query("gender") String gender); 

2. Post

  • 用户增加或者修改资源
  • 包含 body,发送给服务器的内容写在 body 里面
POST  /users  HTTP/1.1 
Host: api.github.com 
Content-Type: application/x-www-form-urlencoded 
Content-Length: 13 

对应的 Retrofit 的代码:

@FormUrlEncoded 
@POST("/users") 
Call<User> addUser(@Field("name") String name, @Field("gender") String 
gender); 

3. PUT

  • 用于修改资源
  • 包含 body,发送给服务器的内容写在 body 里面
PUT  /users/1  HTTP/1.1 
Host: api.github.com 
Content-Type: application/x-www-form-urlencoded 
Content-Length: 13 

对应的 Retrofit 的代码:

@FormUrlEncoded 
@PUT("/users/{id}") 
Call<User> updateGender(@Path("id") String id, @Field("gender") String 
gender); 

4. DELETE

  • 用于删除资源
  • 不发送 body
DELETE  /users/1  HTTP/1.1 
Host: api.github.com 

对应的 Retrofit 的代码:

@DELETE("/users/{id}") 
Call<User> getUser(@Path("id") String id, @Query("gender") String gender); 

5. HEAD

  • HEAD 与 GET 的使用方式完全相同。
  • 区别在于,HEAD 请求的返回响应中没有 Body
  • 用途:比如下载需求,返回的 Headers 中有下载内容的大小,可以用于显示进度。

6. 小知识点

GET、PUT、DELETE 都是幂等操作,就是说,请求一次和请求多次的结果是一样的。 比如,GET 请求一个数据,请求一次和请求十次返回的结果是一样的,PUT 同样修改一个数据,修改一次和修改十次,结果也都是一样的。

四、状态码(status code)

状态码是对结果进行类型化的描述的,比如「请求成功」、「内容未找到」等 主要分为 5 类。

1xx:临时性消息。

  • 100:继续发送
  • 101:正在切换协议

2xx:成功。

  • 200:OK (最常见)
  • 201:创建成功

3xx:重定向。

  • 301:域名永久移动
  • 302:暂时移动
  • 304:内容未改变,请求被重定向到客户端本地缓存

4xx:客户端错误

  • 400:客户端请求错误,服务器不理解请求的语法。
  • 401:未授权,要求进行身份验证。
  • 403:被禁止,服务器拒绝请求。
  • 404:找不到内容,服务器找不到请求的网页。(最常见)

5xx:服务器错误

  • 500:服务器内部错误 (最常见)
  • 503:服务不可用

五、首部(Headers)

首部包含多个请求头,是用来描述消息的元数据(meta data)。

首部字段有很多,主要分为以下几类:

  • 通用首部 => 提供了与报文相关的最基本的信息
  • 请求首部 => 只在请求报文中有意义的首部
  • 响应首部 => 只在响应报文中有意义的首部
  • body 首部 => 描述 body 的首部

下面我们就说一些比较常用的。

1. 通用首部

(1) Date

提供日期和时间标志,说明报文是在什么时间创建的。

Date: Tue, 12 Feb 2019 07:32:07 GMT 

(2) Connection

允许客户端和服务器指定与请求/响应连接有关的选项。

Connection: keep-alive 

(3) 其他通用首部

  • Via : 显示报文经过的中间节点(代理、网关)。
via: cache25.l2ot7-1[0,304-0,H], cache25.l2ot7-1[1,0], cache5.us14[342,200-0,H] 
  • Transfer-Encoding : 告知接收端为了保证报文的可靠传输,对报文采用了什么编码方式。
  • Transfer-Encoding: chunked 
    
  • Cache-Control : 指定缓存的控制方式。
  • cache-control: no-store, no-cache, must-revalidate, proxy-revalidate 
    

    2.  请求首部

    (1) Host

    给出了接收请求的服务器的主机名和端口。(注意:不是在网络上用于寻址的,⽽是在目标服务器上定位子服务器。)

    Host: api.github.com 
    

    (2) Accept

    用来告诉服务端客户端会接受的媒体类型,包括客户端需要什么,可以使用什么,以及不想要什么。

    Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,image/apng,*/*;q=0.8 
     
    '*' 用来表示通配符。 
    ;q= (q-factor weighting) 
    值代表优先顺序,用相对质量价值表示,又称为权重。 
    

    (3) Accept-Charset

    用来告知服务器,客户端可以处理的字符集类型。

    Accept-Charset: utf-8, iso-8859-1;q=0.5 
    

    (4) Accept-Encoding

    用来将客户端能够理解的内容编码方式告知服务器,服务端会选择一个客户端提议的方式。

    Accept-Encoding: gzip, deflate, br 
     
    gzip:表示采用 Lempel-Ziv coding (LZ77) 压缩算法,以及32位CRC校验的编码方式。 
    compress:采用 Lempel-Ziv-Welch (LZW) 压缩算法。 
    deflate:采用 zlib 结构和 deflate 压缩算法。 
    br:表示采用 Brotli 算法的编码方式。 
    identity:用于指代自身(例如:未经过压缩和修改)。除非特别指明,这个标记始终可以被接受。 
    

    (5) Accept-Language

    用来告诉服务器,客户端能够理解哪些语言

    Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.9,en;q=0.8 
    

    (6) Range

    告诉服务器,客户端要获取哪段数据。 主要用于:断点续传、多线程下载。

    语法: 
    Range: <unit>=<range-start>-<range-end>, <range-start>-<range-end>, <range-start>-<range-end> 
    <unit>:范围所采用的单位,通常是字节(bytes)。 
    <range-start>:一个整数,表示在特定单位下,范围的起始值。 
    <range-end>:一个整数,表示在特定单位下,范围的结束值。这个值是可选的,如果不存在,表示此范围一直延伸到文档结束。 
     
    Range: bytes=200-1000, 2000-6576, 19000- 
    

    (7) From

    提供了客户端用户的 E-mail 地址, 用处:比如你有一个爬虫程序,那么 Form 首部应该随请求一起发送,这样的话,在服务器遇到问题的时候,例如爬虫发送了过量的、不希望收到的或者不合法的请求时,站点管理员可以联系到你。

    3. 响应首部

    (1) Server

    包含了处理请求的源头服务器所用到的软件相关信息

    Server: Apache-Coyote/1.1 
    

    (2) Set-Cookie

    用来由服务器端向客户端发送 cookie。

    会话期 cookies 将会在客户端关闭时被移除。  
    会话期 cookie 不设置 Expires 或 Max-Age 指令 
    Set-Cookie: sessionid=38afes7a8; HttpOnly; Path=/ 
     
    持久化 Cookie 不会在客户端关闭时失效,而是在特定的日期(Expires)或者经过一段特定的时间之后(Max-Age)才会失效。 
     
    Set-Cookie: id=a3fWa; Expires=Wed, 21 Oct 2015 07:28:00 GMT; Secure; HttpOnly 
    

    (3) Accept-Ranges

    响应中出现,表示服务器支持按字节来取范围数据

    语法:

    Accept-Ranges: bytes 
    Accept-Ranges: none 
    none:不支持任何范围请求单位,由于其等同于没有返回此头部,因此很少使用。 
    bytes:范围请求的单位是 bytes (字节)。 
     
    Accept-Ranges: bytes 
    

    4. Body 首部

    由于请求与响应中都可以包含 body部分,所以在请求报文与响应报文中都可以出现这部分字段。

    (1) Location

    指定的是需要将页面重新定向至的地址。一般在响应码为 3xx 的响应中才会有意义。

    Location: /index.html 
    

    (2) Content-Type

    告诉客户端实际返回的内容的内容类型。 主要分为 4 类。

    • text/html

    请求 Web ⻚面时返回响应的类型,Body 中返回 html 文本。

    HTTP/1.1 200 OK 
    Content-Type: text/html; charset=utf-8 
    Content-Length: 853 
    <!DOCTYPE html> 
    <html> 
    <head> 
        <meta charset="utf-8"> 
    
    • x-www-form-urlencoded

    Web ⻚面纯⽂本表单的提交方式

    POST  /users  HTTP/1.1 
    Host: api.github.com 
    Content-Type: application/x-www-form-urlencoded 
    Content-Length: 27 
    name=xxtlant&gender=male 
    
    • multitype/form-data

    Web ⻚面含有⼆制⽂件时的提交方式。

    POST  /users  HTTP/1.1 
    Host: hencoder.com 
    Content-Type: multipart/form-data; boundary=---- 
    WebKitFormBoundary7MA4YWxkTrZu0gW 
    Content-Length: 2382 
    ------WebKitFormBoundary7MA4YWxkTrZu0gW 
    Content-Disposition: form-data; name="name" 
    rengwuxian 
    ------WebKitFormBoundary7MA4YWxkTrZu0gW 
    Content-Disposition: form-data; name="avatar"; filename="avatar.jpg" 
    Content-Type: image/jpeg 
    JFIFHHvOwX9jximQrWa...... 
    ------WebKitFormBoundary7MA4YWxkTrZu0gW-- 
    
    • application/json , image/jpeg , application/zip ...

    单项内容(⽂本或非⽂本都可以),用于 Web Api 的响应或者 POST / PUT 的请求。

    请求中提交 JSON:

    POST /users HTTP/1.1 
    Host: api.github.com 
    Content-Type: application/json; charset=utf-8 
    Content-Length: 38 
    {"name":"xxtlant","gender":"male"} 
    

    响应中返回 JSON:

    Date: Tue, 12 Feb 2019 08:04:14 GMT 
    Content-Type: application/json; charset=utf-8 
    Transfer-Encoding: chunked 
    Server: GitHub.com 
    Status: 200 OK 
     
    {"login": "xxtlant", 
    "id": 18342980, 
    "node_id": "MDQ6VXNlcjE4MzQyOTgw", 
    "avatar_url": "https://avatars2.githubusercontent.com/u/18342980?v=4", 
    "gravatar_id": "", 
    .... 
    

    请求中提交二进制内容:

    POST /user/1/avatar HTTP/1.1 
    Host: hencoder.com 
    Content-Type: image/jpeg 
    Content-Length: 1575 
    JFIFHH9...... 
    

    响应中返回二进制内容

    HTTP/1.1 200 OK 
    content-type: image/jpeg 
    content-length: 1575 
    JFIFHH9...... 
    

    (3) Content-length

    用来指明发送给接收方的消息主体的大小。

    Content-Length:

    Content-Length: <length> 
    

    用于对特定媒体类型的数据进行压缩。 这个消息用来告知客户端应该怎样解码才能获取在 Content-Type 中的媒体类型内容。

    Content-Encoding: gzip  
    其值受 Accept-Encoding 影响 
    

    与此对应,Content-Language 也与 Accept-Language 对应。

    【责任编辑:赵宁宁 TEL:(010)68476606】


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