关于 Http 协议,你必须要知道的

来自:浪里行舟

引言

HTTP协议是Hyper Text Transfer Protocol(超文本传输协议)的缩写,是用于从万维网服务器传输超文本到本地浏览器的传送协议。HTTP 是基于 TCP/IP 协议通信协议来传递数据(HTML 文件、图片文件、查询结果等)。它不涉及数据包(packet)传输,主要规定了客户端和服务器之间的通信格式,默认使用80端口。

一、Http的特点

1、简单快速:客户向服务器请求服务时,只需传送请求方法和路径。请求方法常用的有GET、HEAD、PUT、DELETE、POST。每种方法规定了客户与服务器联系的类型不同。由于HTTP协议简单,使得HTTP服务器的程序规模小,因而通信速度很快。

2、灵活:HTTP允许传输任意类型的数据对象。

3、无连接:无连接的含义是限制每次连接只处理一个请求。服务器处理完客户的请求,并收到客户的应答后,即断开连接。采用这种方式可以节省传输时间。

4、无状态HTTP协议是无状态的,HTTP 协议自身不对请求和响应之间的通信状态进行保存。任何两次请求之间都没有依赖关系。直观地说,就是每个请求都是独立的,与前面的请求和后面的请求都是没有直接联系的。协议本身并不保留之前一切的请求或 响应报文的信息。这是为了更快地处理大量事务,确保协议的可伸缩性,而特意把 HTTP 协议设计成如此简单的。

二、Http报文

Http报文包括请求报文和响应报文两大部分,其中请求报文由请求行(request line)、请求头(header)、空行和请求体四个部分组成。而响应报文由状态行、响应头部、空行和响应体四个部分组成。接下来我们详细介绍下请求报文的各个部分及其作用。

1、请求行

用来说明请求类型、要访问的资源以及所使用的HTTP版本。

POST /chapter17/user.html HTTP/1.1

以上代码中 POST 代表请求方法, /chapter17/user.html 表示URI, HTTP/1.1 代表协议和协议的版本。现在比较流行的是Http1.1版本。

2、请求头

由关键字 / 值对组成,每行一对,关键字和值用英文冒号“:”分隔。

请求头部通知服务器有关于客户端请求的信息。它包含许多有关的客户端环境和请求正文的有用信息。其中比如:

  • Host:表示主机名,虚拟主机。

  • Connection:HTTP/1.1增加的,使用keepalive,即持久连接,一个连接可以发多个请求。

  • User-Agent:请求发出者,兼容性以及定制化需求。

3、空行

最后一个请求头之后是一个空行,这个行非常重要,它表示请求头已经结束,接下来的是请求正文。

4、请求体

可以承载多个请求参数的数据。

name=tom&password=1234&realName=tomson

上面代码,承载着name、password、realName三个请求参数。

三、HTTP请求方法

  • GET:请求指定的页面信息,并返回实体主体。

  • HEAD:类似于get请求,只不过返回的响应中没有具体的内容,用于获取报头。

  • POST:向指定资源提交数据进行处理请求(例如提交表单或者上传文件)。数据被包含在请求体中。

  • PUT:从客户端向服务器传送的数据取代指定的文档的内容。

  • DELETE:请求服务器删除指定的页面。

四、GET与POST区别

  • GET在浏览器回退时是无害的,而POST会再次提交请求。

  • GET请求会被浏览器主动缓存,而POST不会,除非手动设置。

  • GET请求参数会被完整保留在浏览器历史记录里,而POST中的参数不会被保留。

  • GET请求在URL中传送的参数是有长度限制的,而POST没有限制。

  • GET参数通过URL传递,POST放在Request body中。

五、Http状态码

状态代码有三位数字组成,第一个数字定义了响应的类别,共分五种类别:

  • 1xx:指示信息——表示请求已接收,继续处理。

  • 2xx:成功——表示请求已被成功接收、理解、接受。

  • 3xx:重定向——要完成请求必须进行更进一步的操作。

  • 4xx:客户端错误——请求有语法错误或请求无法实现。

  • 5xx:服务器端错误——服务器未能实现合法的请求。

比如我们平时常见两种出错的状态码:

403 Forbidden                 //对被请求页面的访问被禁止
404 Not Found                 //请求资源不存在,比如:输入了错误的URL

六、持久连接

1、为什么需要持久连接

HTTP协议的初始版本中,每进行一次HTTP通信就要断开一次TCP连接。以当年的通信情况来说,因为都是些容量很小的文本传输,所以即使这样也没有多大问题。可随着 HTTP 的 普及,文档中包含大量图片的情况多了起来。比如,使用浏览器浏览一个包含多张图片的 HTML 页面时,在发送请求访问 HTML 页面资源的同时,也会请 求该 HTML 页面里包含的其他资源。因此,每次的请求都会造成无谓的 TCP 连接建立和断开,增加通信量的 开销。

2、持久连接的特点

为解决上述 TCP 连接的问题, HTTP/1.1 和一部分的 HTTP/1.0 想出了持久连接(HTTP Persistent Connections,也称为 HTTP keep-alive 或 HTTP connection reuse)的方法。持久连接的特点是,只要任意一端没有明确提出断开连接,则保持TCP连接状态。

持久连接的好处在于减少了 TCP 连接的重复建立和断开所造成的额外开销,减轻了服务器端的负载。另外, 减少开销的那部分时间,使 HTTP 请求和响应能够更早地结束,这样 Web 页面的显示速度也就相应提高了。

HTTP/1.1 中,所有的连接默认都是持久连接,但在 HTTP/1.0 内并未标准化。虽然有一部分服务器通过非 标准的手段实现了持久连接,但服务器端不一定能够支持持久连接。毫无疑问,除了服务器端,客户端也需 要支持持久连接。

七、管线化

持久连接使得多数请求以管线化(pipelining)方式发送成为可能。从前发送请求后需等待并收到响应,才能 发送下一个请求。管线化技术出现后,不用等待响应亦可直接发送下一个请求。

这样就能够做到同时并行发送多个请求,而不需要一个接一个地等待响应了。通俗地讲,请求打包一次传输过去,响应打包一次传递回来。管线化的前提是在持久连接下。

假如当请求一个包含 10 张图片的 HTML Web 页面,与挨个连接相比,用持久连接可以让请求更快结束。 而管线化技术则比持久连接还要快。请求数越多,时间差就越明显。客户端需要请求这十个资源。以前的做法是,在同一个TCP连接里面,先发送A请求,然后等待服务器做出回应,收到后再发出B请求,以此类推,而管道机制则是允许浏览器同时发出这十个请求,但是服务器还是按照顺序,先回应A请求,完成后再回应B请求。

于是在使用持久连接的情况下,某个连接上消息的传递类似于:

请求1 -> 响应1 -> 请求2 -> 响应2 -> 请求3 -> 响应3

管线化方式发送变成了类似这样:

请求1 -> 请求2 -> 请求3 -> 响应1 -> 响应2 -> 响应3

参考

《图解HTTP》[日] 上野宣 著

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