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。

1. Http的特点

1.1 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。

1.2 灵活

HTTP允许传输任意类型的数据对象。

1.3 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。

1.4 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。

2. 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。

2.1 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

2.2 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。

2.3 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。

2.4 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。

3. 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。

4. 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

5. 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

6. 持久连接

6.1 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。

6.2 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。
在 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。

7. 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