HTTP的详解

HTTP 的基本概念

（1）定义

• HTTP（超文本传输协议，HyperText Transfer Protocol）是一种用于分布式、协作式和超媒体信息系统的应用层协议。简单来说，它是在互联网上进行数据传输的规则，主要用于客户端和服务器之间的通信，使得客户端（如浏览器）能够从服务器获取网页、图片、视频等各种资源。
• 例如，当你在浏览器中输入一个网址（如https://www.example.com）并按下回车键，浏览器就会通过 HTTP 协议向服务器发送请求，服务器接收到请求后，根据请求的内容返回相应的网页数据，浏览器再将这些数据解析并显示出来。

（2）版本演变

• HTTP/0.9 是最早的版本，它的功能非常简单，仅支持请求获取 HTML 文档，没有请求头和响应头，也没有状态码。
• HTTP/1.0 在 0.9 的基础上进行了扩展，增加了请求头和响应头，使得可以传输除 HTML 以外的其他文件类型，如图片、样式表等，同时还引入了状态码来表示请求的结果。但 1.0 版本每次请求都需要建立一个新的 TCP 连接，这在一定程度上影响了性能。
• HTTP/1.1 是目前广泛使用的版本，它对 1.0 进行了优化，支持持久连接（Connection: keep - alive），一个 TCP 连接可以用于多次请求和响应，减少了建立连接的开销。同时还新增了许多功能，如管道化（Pipelining），可以在一个 TCP 连接上发送多个请求而不用等待每个请求的响应，进一步提高了性能。
• HTTP/2.0 在性能方面有了更大的提升，它采用二进制格式进行数据传输，而不是 HTTP/1.x 的文本格式，这样更高效且不易出错。并且引入了多路复用（Multiplexing）技术，一个连接可以同时处理多个请求和响应，解决了 HTTP/1.1 中管道化的队头阻塞（Head - of - Line Blocking）问题，大大提高了并发处理能力。

HTTP 的请求和响应结构

（1）请求结构

• 请求行（Request - Line）：它包含了请求方法、请求的 URL 和 HTTP 协议版本。例如，GET /index.html HTTP/1.1，这里GET是请求方法，表示获取资源；/index.html是请求的资源路径；HTTP/1.1是协议版本。
• 请求头（Request - Headers）：包含了许多关于请求的附加信息，如User - Agent（客户端浏览器的类型和版本）、Accept（客户端能够接受的内容类型）、Cookie（存储在客户端的一些用户信息）等。例如，User - Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/90.0.4430.212 Safari/537.36，这个请求头告诉服务器客户端使用的是 Chrome 浏览器。
• 请求体（Request - Body）：不是所有的请求都有请求体。一般在 POST 等请求方法中会包含请求体，用于向服务器发送数据，如提交表单数据、上传文件等。请求体的内容格式可以根据Content - Type请求头来确定，如application/x - www - form - urlencoded（表单数据）、multipart/form - data（文件上传）等。

（2）响应结构

• 响应行（Response - Line）：包含 HTTP 协议版本、状态码和状态码的文本描述。例如，HTTP/1.1 200 OK，这里200是状态码，表示请求成功；OK是状态码对应的文本描述。
• 响应头（Response - Headers）：包含了关于响应的各种信息，如Content - Type（响应内容的类型，如text/html）、Content - Length（响应内容的长度）、Set - Cookie（设置客户端的 Cookie）等。例如，Content - Type: text/html; charset=UTF - 8，这个响应头告诉客户端响应的内容是 HTML 文档，字符编码是 UTF - 8。
• 响应体（Response - Body）：包含了服务器返回的实际内容，如网页的 HTML 代码、图片的二进制数据、JSON 格式的数据等。客户端根据响应头中的Content - Type来解析响应体的内容。

HTTP 请求方法

（1）GET

• GET 方法用于从服务器获取资源。它是最常用的请求方法，当你在浏览器中输入网址并访问网页时，浏览器通常会发送 GET 请求。GET 请求的特点是请求参数会附加在 URL 后面，以?开头，多个参数之间用&连接。例如，https://www.example.com/search?keyword=java&page=1，这里keyword=java和page=1是请求参数。由于请求参数会暴露在 URL 中，所以 GET 方法一般用于获取数据，而不适合用于传输敏感信息。
• GET 请求是幂等的，这意味着多次执行相同的 GET 请求应该得到相同的结果，不会对服务器的数据产生副作用。

（2）POST

• POST 方法用于向服务器提交数据，通常用于表单提交、文件上传等场景。与 GET 不同，POST 请求的数据是放在请求体中的，不会暴露在 URL 上，所以更适合传输敏感信息。例如，当你在一个登录页面输入用户名和密码并点击登录按钮时，浏览器会向服务器发送一个 POST 请求，将用户名和密码放在请求体中发送给服务器。
• POST 请求不是幂等的，每次执行 POST 请求可能会对服务器的数据产生不同的影响，如插入一条新的记录到数据库中。

（3）PUT

• PUT 方法用于将数据上传到服务器指定的位置，通常用于更新资源。如果目标资源不存在，PUT 请求可能会创建一个新的资源。例如，在一个文件存储系统中，通过 PUT 请求可以将一个本地文件更新到服务器上指定的文件路径。PUT 请求是幂等的，多次执行相同的 PUT 请求应该得到相同的结果。

（4）DELETE

• DELETE 方法用于请求服务器删除指定的资源。例如，在一个资源管理系统中，可以通过 DELETE 请求删除一个文件或者一个用户记录。DELETE 请求也是幂等的，多次执行相同的 DELETE 请求应该得到相同的结果，即资源被删除后，再次执行 DELETE 请求不会产生额外的影响。

（5）其他请求方法

• HEAD 方法与 GET 方法类似，但服务器只返回响应头，不返回响应体。它主要用于获取资源的元信息，如资源是否存在、资源的类型等。
• OPTIONS 方法用于获取服务器针对特定资源所支持的请求方法列表，客户端可以通过这个方法来了解服务器的功能，以便正确地发送请求。

HTTP 状态码

（1）1xx（信息性状态码）

• 这些状态码主要用于提供信息，表示请求已经被服务器接收，正在处理中。例如，100 Continue，当客户端发送一个包含请求体的请求（如 POST 请求）时，先发送请求头，服务器如果返回100 Continue，则表示服务器已经收到请求头，客户端可以继续发送请求体。

（2）2xx（成功状态码）

• 这是最常见的一类状态码，表示请求成功被服务器接收、理解并处理。
• 200 OK：表示请求成功，服务器成功返回了客户端请求的资源。例如，当浏览器请求一个网页，服务器正确返回了网页的 HTML 代码时，会返回200 OK。
• 201 Created：表示请求成功并且服务器创建了一个新的资源。通常在使用 POST 或 PUT 请求创建或更新资源后返回。例如，当成功插入一条新记录到数据库后，服务器可以返回201 Created。

（3）3xx（重定向状态码）

• 这类状态码表示客户端需要进行额外的操作才能完成请求，通常是需要进行重定向。
• 301 Moved Permanently：表示请求的资源已经永久移动到了新的位置，服务器返回新的 URL，客户端以后应该使用新的 URL 进行访问。例如，一个网站更换域名后，旧域名下的资源可以通过301 Moved Permanently重定向到新域名下对应的资源。
• 302 Found（或者307 Temporary Redirect）：表示请求的资源临时移动到了新的位置，客户端应该使用新的 URL 进行临时访问。与301不同的是，302或307只是临时重定向，下次访问可能还会回到原来的位置。

（4）4xx（客户端错误状态码）

• 这些状态码表示客户端发送的请求有问题，如请求的资源不存在、请求方法不被允许等。
• 400 Bad Request：表示客户端发送的请求语法错误，服务器无法理解。例如，请求参数格式错误或者请求头不符合要求等情况。
• 401 Unauthorized：表示客户端请求的资源需要进行身份验证，但客户端没有提供有效的认证信息或者认证失败。例如，访问一个需要登录的页面但没有登录时，会返回401 Unauthorized。
• 403 Forbidden：表示服务器理解了请求，但拒绝执行。这可能是因为客户端没有权限访问请求的资源，与401不同的是，403不是因为缺少认证信息，而是即使提供了认证信息也不被允许访问。例如，用户权限不足，无法访问某些敏感资源。
• 404 Not Found：这是最常见的客户端错误状态码之一，表示服务器无法找到客户端请求的资源。可能是因为 URL 错误、资源被删除等原因。

（5）5xx（服务器错误状态码）

• 这类状态码表示服务器在处理请求时出现了错误。
• 500 Internal Server Error：表示服务器内部出现错误，无法完成请求。这可能是由于服务器代码错误、数据库故障等原因导致的。例如，服务器端的程序在执行过程中抛出了未处理的异常时，会返回500 Internal Server Error。
• 503 Service Unavailable：表示服务器暂时无法处理请求，通常是因为服务器过载、维护或者其他临时问题导致的。例如，在高流量时期，服务器资源耗尽，无法响应新的请求时，会返回503 Service Unavailable。