《图解 HTTP》读书笔记

通信模型

HTTP 协议被用于客户端和服务器之间的通信，请求访问文本或者图片等资源的一端称为客户端，而提供资源响应的一端称为服务器端。

客户端和服务器模型

在 HTTP 中规定,请求从客户端发出，服务器收到请求并响应后返回。HTTP 是一种无状态（stateless）协议, HTTP 协议自身不对请求和响应之间的通信状态进行保存，也就是说不对发送过的请求或者响应做持久化处理。但是随着技术发展，无状态的 HTTP 协议很难满足业务需要，比如用户登陆到一个网站之后，在这个网站的不同页面跳转的时候需要继续保持用户的登陆状态。网站为了能够掌握是哪个客户端发出的请求，需要保存用户的状态。HTTP 为了实现保持状态的功能，引入了我们熟知的 Cookie 技术来实现状态管理。

HTTP 请求

HTTP 的 GET 方法

GET 方法用来请求访问资源。如果请求的资源是文本，那么文本就保持原样返回。如果请求的资源是 CGI 程序（Common Gateway Interface,通用网关接口），那么服务端返回经过执行后的输出结果。

使用 GET 方法的请求，请求 index.html 的页面资源

image.png

使用 GET 方法的响应，返回 index.html 的页面资源

image.png

HTTP 的 POST 方法

POST 方法通常用来提交数据给服务端。虽然 GET 方法也可以用来提交数据，但一般并不使用 GET 方法。值得一提的是，GET 方法的参数会以 QueryString 的形式跟在请求链接后面而 POST 方法不会，但是不管 HTTP 的 GET 方法还是 POST 方法都是不安全的，请求数据都会被拦截。

HTTP 的报文结构

HTTP 通行过程包括从客户端发起请求和服务端响应请求的过程。用于 HTTP 协议交互的信息称为 HTTP 报文，客户端的 HTTP 报文称为请求报文，服务端的报文叫做响应报文。HTTP 报文本身是由多行数据构成的字符串文件。HTTP 报文大概可以分为 2 块，一块是报文首部，一块是报文主体，2 者之间使用空行来划分。通常情况下，报文主体不一定存在。

请求报文和响应报文

请求报文和响应报文的首部内容由以下数据组成。

1. 请求行， 包括请求的方法，请求 URI 和 HTTP 版本
2. 状态行，表示响应结果的状态码，原因短语和 HTTP 版本
3. 首部字段，表示请求和响应的各种条件，属性的各类首部。一般有 4 种首付，分别是通用首部，请求首部，响应首部和实体首部
4. 其他

我们使用 GET 方法请求 http://hackr.jp/index.htm 链接，请求报文和响应报文如

请求报文

响应报文

HTTP 提升传输效率

HTTP 在传输数据时既可以按照数据原貌直接传输，也可以在传输过程中通过编码来提升传输效率。为了让 HTTP 报文的数据容量尽可能的小，HTTP 协议规定了一个内容编码的功能用于压缩数据。举个例子，客户端请求的内容编码说明了数据的编码格式，HTTP协议按照编码格式对数据内容进行编码并传输，服务端接收数据后，HTTP 协议按照对应的编码格式对数据进行解码。常见的内容编码格式有 gzip,compress,deflate,identity。

内容编码传输

HTTP 分块传输编码

在 HTTP 通信过程中，请求的编码实体资源未全部完成传输之前，浏览器无法显示资源。所以设计人员设计了一个功能，叫做分块传输编码 （Chunked Transfer Coding）

image.png

分块传输编码会将实体主体分成多个部分。每一块都会用十六进制来标记块的大小，而实体主体的最后一块会使用“ 0(CR+LF)”来标记。使用分块传输编码的实体主体会由接收的客户端来负责解码，恢复到编码前的实体主体。

HTTP 的 Multipart

HTTP 协议中规定，发送的一份报文主体内可以包含多种类型实体（Multipart），比如文本，视频，图片。通常在图片或者文本文件上传的时候会使用到这个功能。在 HTTP 报文中使用 Multipart 的时候需要在首部字段里面加上 Content-Type，使用 boundary 来划分不同的实体。在不同的实体的起始行前插入 “--” 标记，而在 Multipart 的最后部分插入 “--” 标记，如下图所示的 --AaB03x，--AaB03x--。

使用 Multipart/form-data 上传表单

“Content-Type: multipart/form-data; boundary=AaB03x
　
--AaB03x
Content-Disposition: form-data; name="field1"
　
Joe Blow
--AaB03x
Content-Disposition: form-data; name="pics"; filename="file1.txt"
Content-Type: text/plain
　
...（file1.txt的数据）...
--AaB03x--”

使用 Multipart/byteranges 响应，状态码 206。该报文可以在需要响应多个范围的内容时使用。在不同的实体的起始行前插入 “--” 标记，而在 Multipart 的最后部分插入 “--” 标记，如下图所示的 --THIS_STRING_SEPARATES，--THIS_STRING_SEPARATES--。

“HTTP/1.1 206 Partial Content
Date: Fri, 13 Jul 2012 02:45:26 GMT
Last-Modified: Fri, 31 Aug 2007 02:02:20 GMT
Content-Type: multipart/byteranges; boundary=THIS_STRING_SEPARATES


--THIS_STRING_SEPARATES
Content-Type: application/pdf
Content-Range: bytes 500-999/8000
...（范围指定的数据）...

--THIS_STRING_SEPARATES
Content-Type: application/pdf”
“Content-Range: bytes 7000-7999/8000
...（范围指定的数据）...

--THIS_STRING_SEPARATES--”

HTTP 的 范围请求 （Range Request）

HTTP 协议设计了这么一个功能，用户下载大图片过程中，若是遇到网络中断的情况，在网络恢复之后，可以从之前下载中断处恢复。这种指定范围发送的请求叫做范围请求 （Range Request），通常可以使用这个特性来做断点下载功能。

对于一份 10 000 字节大小的资源，可以使用 Range Request 只请求 5001 ~ 10 000 字节内的资源。

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请求 5001 ~ 10 000 字节，使用首部字段 Range 来指定资源的范围

Range:bytes=5001-10000

从 5000 字节之后的全部范围

Range:bytes=5001-

也可以指定多重范围

Range:bytes=-3000,5000-7000

对于范围请求 （Range Request），响应会返回状态码 206 的响应报文，使用 Content-Range 来标明响应范围。值的一提的是，若是服务端无法响应范围请求，那么服务端则会返回状态码 200 OK 和 完整的实体内容。
对于多重范围的范围请求，响应报文会在首部字段 Content-Type 标明 multipart/byteranges 后返回响应报文，如下所示。

“HTTP/1.1 206 Partial Content
Date: Fri, 13 Jul 2012 02:45:26 GMT
Last-Modified: Fri, 31 Aug 2007 02:02:20 GMT
Content-Type: multipart/byteranges; boundary=THIS_STRING_SEPARATES


--THIS_STRING_SEPARATES
Content-Type: application/pdf
Content-Range: bytes 500-999/8000
...（范围指定的数据）...

--THIS_STRING_SEPARATES
Content-Type: application/pdf”
“Content-Range: bytes 7000-7999/8000
...（范围指定的数据）...

--THIS_STRING_SEPARATES--”

HTTP 状态码

HTTP 状态码的职责是当客户端向服务器发送请求是，描述返回的请求结果。利用状态码，客户端可以知道服务端是否正常处理了请求。

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1. 1XX，表示接收的请求正在处理
2. 2XX，请求正常处理完毕
3. 3XX，需要附加操作才能完成请求，也就是重定向
4. 4XX，服务器无法处理请求，也就是客户端错误
5. 5XX，服务器处理请求出错，也就是服务器错误

200 OK，表示客户端发来的请求在服务端被正常处理了

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204 No Content,表示客户端发来的请求在服务端被成功处理，但是响应内容中不返回实体的主体部分

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206 Partial Content,表示客户端发来的范围请求被服务端处理了，响应报文中包含由 Content-Range 指定范围的实体内容

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301 Moved Permanently,表示客户端请求的资源已经被永久分配了新的
URI，以后使用资源的话要用新的 URI

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302 Found,表示客户端请求的资源已经被分配了新的 URI,这次临时使用这个新的 URI

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303 See Other,表示客户端请求对应的资源存在着另一个 URI，应使用 GET 方法定向获取请求的资源

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304 Not Modified,表示客户端请求对应的资源若是有发生变化，则响应资源，若是没有发生变化，响应时不包含任何响应的主体部分

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400 Bad Request,表示客户端的请求报文中存在语法错误

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401 Unauthorized,表示客户端发送的请求需要有通过 HTTP 认证的认证信息

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403 Forbidden,表示客户端对资源的访问请求被拒绝了，未获得访问授权可能是发生 403 的原因

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404 Not Found,表示服务端上面无法找到请求的资源，客户端的 URI 错误可能是发生 404 的原因

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500 Internal Server Error,表示服务端在执行请求的时候发生了错误。

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503 Service Unavailable,表示服务器处于超负载或者停机维护，现在无法处理请求。

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HTTP 首部字段

HTTP 首部字段根据实际用途可以分为 4 个类型，这些首部字段只需了解常见的类型，其他类型遇到的时候可以自行搜索即可。

1. 通用首部字段，请求和响应报文都会使用的首部
2. 请求首部字段，从客户端向服务器发送请求时使用的首部
3. 响应首部字段，从服务端向客户端返回响应报文时使用的首部
4. 实体首部字段，针对请求和响应报文的实体部分使用的首部