HTTP 協議徹底解析

時間 2019-11-08

原文原文鏈接

HTTP 的全稱是 HyperText Transfer Protocol (超文本傳輸協議)的縮寫，是一種創建在 TCP 上的無狀態鏈接。HTTP 是互聯網的基礎協議，用於客戶端與服務器之間的通訊，它規定了客戶端和服務器之間的通訊格式，包括請求與響應的格式。html

基本的工做流程是客戶端發送一個 HTTP 請求，服務端收到請求開始處理，處理結束返回給客戶端結果，客戶端對結果進行處理並展現。node

如今最流行的 HTTP 版本仍是 1997 年發佈的 HTTP/1.1。 git

1、 HTTP 的工做方式

1.1 請求過程

客戶端向服務端發送一段請求報文，服務端收到後，返回響應報文，客戶端對響應內容進行展現。github

一個 HTTP 的請求一定是由客戶端發起，服務器端回覆響應。服務器在沒有接收到請求以前不會發送響應。web

名詞解釋算法

客戶端：請求訪問文本或圖像等資源的一端。json

服務端：提供資源響應的一端。api

資源：網絡上的一切內容都是資源，不管是圖片文字仍是動態代碼。瀏覽器

1.2 請求方式

web 瀏覽器請求：

請求過程以下 ⬇️緩存

用戶輸入地址後回車或點擊連接
瀏覽器拼裝 HTTP 報文併發送請求給服務器
服務器處理請求後，發送響應報文給瀏覽器
瀏覽器解析響應報文並使用渲染引擎顯示到界面

APP 客戶端請求：

請求過程以下 ⬇️

用戶點擊或界面自動觸發聯網需求
Android 代碼調用拼裝 HTTP 報文併發送請求到服務器
服務器處理請求後發送響應報文給手機
Android 代碼處理響應報文並做出相應處理(如儲存數據、加工數據、顯示數據到界面)

1.3 報文是什麼

報文是在 HTTP 應用程序之間發送的數據塊。這些數據塊以一些文本的元信息 (meta 標籤中的信息) 開頭，描述了報文的內容及含義。

每條報文都包含一條來自於客戶端的請求，或者一條來自於服務端的響應。

它由 3 部分組成：對報文進行描述的「起始行」、包含屬性的「首部(Header)」以及可選的、包含數據的「主體(body)」

2、HTTP 的報文格式

2.1 請求報文的格式

<method> <path> <HTTP version>
<headers>

<entity-body>
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2.2 響應報文的格式

(注意，只有起始行的語法與請求報文有所不一樣)

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

<entity-body>
複製代碼

下面是對各部分的簡要描述，後面會詳細介紹。

方法 (method) 客戶端但願服務器對資源執行的動做，常見的方法有 Get、Post、HEAD 等。
請求路徑 (path) 請求的 URL 描述了要對哪一個資源執行這個方法，是給服務器看的。
HTTP 版本(HTTP version)
狀態碼(status code) 不一樣狀態碼對應不一樣的響應狀態
緣由短句(reason-phrase) 對狀態碼進行簡單的描述。
首部(headers) 包含許多鍵值對，是對響應數據的一些格式信息。

3、 Method(請求方法)

最多見的請求方法就是 GET 和 POST了。除此以外還有 PUT、DELETE、HEAD 等。

GET

最多見的請求方式
指定請求路徑，向服務器請求資源
只獲取資源，不對服務器數據進行修改
不發送 body

GET  /users/1  HTTP/1.1
Host: api.github.com
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對應的 Retrofit 的代碼：

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

用戶增長或者修改資源
包含 body，發送給服務器的內容寫在 body 裏面

POST  /users  HTTP/1.1
Host: api.github.com
Content-Type: application/x-www-form-urlencoded
Content-Length: 13
複製代碼

對應的 Retrofit 的代碼：

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

PUT

用於修改資源
包含 body，發送給服務器的內容寫在 body 裏面

PUT  /users/1  HTTP/1.1
Host: api.github.com
Content-Type: application/x-www-form-urlencoded
Content-Length: 13
複製代碼

對應的 Retrofit 的代碼：

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

DELETE

用於刪除資源
不發送 body

DELETE  /users/1  HTTP/1.1
Host: api.github.com
複製代碼

對應的 Retrofit 的代碼：

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

HEAD

HEAD 與 GET 的使用方式徹底相同。
區別在於，HEAD 請求的返回響應中沒有 Body
用途：好比下載需求，返回的 Headers 中有下載內容的大小，能夠用於顯示進度。

小知識點

GET、PUT、DELETE 都是冪等操做，就是說，請求一次和請求屢次的結果是同樣的。好比，GET 請求一個數據，請求一次和請求十次返回的結果是同樣的，PUT 一樣修改一個數據，修改一次和修改十次，結果也都是同樣的。

4、狀態碼(status code)

狀態碼是對結果進行類型化的描述的，好比「請求成功」、「內容未找到」等主要分爲 5 類。

1xx：臨時性消息。

100：繼續發送
101：正在切換協議
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2xx：成功。

200：OK (最多見) 
201：建立成功
複製代碼

3xx：重定向。

301：域名永久移動
302：暫時移動
304：內容未改變，請求被重定向到客戶端本地緩存
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4xx：客戶端錯誤

400：客戶端請求錯誤，服務器不理解請求的語法。
401：未受權，要求進行身份驗證。
403：被禁止，服務器拒絕請求。
404：找不到內容，服務器找不到請求的網頁。(最多見)
複製代碼

5xx：服務器錯誤

500：服務器內部錯誤 (最多見)
503：服務不可用
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5、首部(Headers)

首部包含多個請求頭，是用來描述消息的元數據(meta data)。

首部字段有不少，主要分爲如下幾類：

通用首部 => 提供了與報文相關的最基本的信息
請求首部 => 只在請求報文中有意義的首部
響應首部 => 只在響應報文中有意義的首部
body 首部 => 描述 body 的首部

下面咱們就說一些比較經常使用的。

5.1 通用首部

Date

提供日期和時間標誌，說明報文是在什麼時間建立的。

Date: Tue, 12 Feb 2019 07:32:07 GMT
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Connection

容許客戶端和服務器指定與請求/響應鏈接有關的選項。

Connection: keep-alive
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其餘通用首部

Via : 顯示報文通過的中間節點（代理、網關）。

via: cache25.l2ot7-1[0,304-0,H], cache25.l2ot7-1[1,0], cache5.us14[342,200-0,H]
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Transfer-Encoding : 告知接收端爲了保證報文的可靠傳輸，對報文采用了什麼編碼方式。

Transfer-Encoding: chunked
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Cache-Control : 指定緩存的控制方式。

cache-control: no-store, no-cache, must-revalidate, proxy-revalidate
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5.2 請求首部

Host

給出了接收請求的服務器的主機名和端口。(注意:不是在網絡上用於尋址的，⽽是在目標服務器上定位子服務器。)

Host: api.github.com
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Accept

用來告訴服務端客戶端會接受的媒體類型，包括客戶端須要什麼，可使用什麼，以及不想要什麼。

Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,image/apng,*/*;q=0.8

'*' 用來表示通配符。
;q= (q-factor weighting)
值表明優先順序，用相對質量價值表示，又稱爲權重。
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Accept-Charset

用來告知服務器，客戶端能夠處理的字符集類型。

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

用來將客戶端可以理解的內容編碼方式告知服務器，服務端會選擇一個客戶端提議的方式。

Accept-Encoding: gzip, deflate, br

gzip：表示採用 Lempel-Ziv coding (LZ77) 壓縮算法，以及32位CRC校驗的編碼方式。
compress：採用 Lempel-Ziv-Welch (LZW) 壓縮算法。
deflate：採用 zlib 結構和 deflate 壓縮算法。
br：表示採用 Brotli 算法的編碼方式。
identity：用於指代自身（例如：未通過壓縮和修改）。除非特別指明，這個標記始終能夠被接受。
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Accept-Language

用來告訴服務器，客戶端可以理解哪些語言

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

告訴服務器，客戶端要獲取哪段數據。主要用於：斷點續傳、多線程下載。

語法：
Range: <unit>=<range-start>-<range-end>, <range-start>-<range-end>, <range-start>-<range-end>
<unit>：範圍所採用的單位，一般是字節（bytes）。
<range-start>：一個整數，表示在特定單位下，範圍的起始值。
<range-end>：一個整數，表示在特定單位下，範圍的結束值。這個值是可選的，若是不存在，表示此範圍一直延伸到文檔結束。

Range: bytes=200-1000, 2000-6576, 19000-
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From

提供了客戶端用戶的 E-mail 地址，用處：好比你有一個爬蟲程序，那麼 Form 首部應該隨請求一塊兒發送，這樣的話，在服務器遇到問題的時候，例如爬蟲發送了過量的、不但願收到的或者不合法的請求時，站點管理員能夠聯繫到你。

5.3 響應首部

Server

包含了處理請求的源頭服務器所用到的軟件相關信息

Server: Apache-Coyote/1.1
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Set-Cookie

用來由服務器端向客戶端發送 cookie。

會話期 cookies 將會在客戶端關閉時被移除。 
會話期 cookie 不設置 Expires 或 Max-Age 指令
Set-Cookie: sessionid=38afes7a8; HttpOnly; Path=/

持久化 Cookie 不會在客戶端關閉時失效，而是在特定的日期（Expires）或者通過一段特定的時間以後（Max-Age）纔會失效。

Set-Cookie: id=a3fWa; Expires=Wed, 21 Oct 2015 07:28:00 GMT; Secure; HttpOnly
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Accept-Ranges

響應中出現，表示服務器支持按字節來取範圍數據

語法：
Accept-Ranges: bytes
Accept-Ranges: none
none：不支持任何範圍請求單位，因爲其等同於沒有返回此頭部，所以不多使用。
bytes：範圍請求的單位是 bytes （字節）。

Accept-Ranges: bytes
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5.4 Body 首部

因爲請求與響應中均可以包含 body部分，因此在請求報文與響應報文中均可以出現這部分字段。

Location

指定的是須要將頁面從新定向至的地址。通常在響應碼爲 3xx 的響應中才會有意義。

Location: /index.html
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Content-Type

告訴客戶端實際返回的內容的內容類型。主要分爲 4 類。

text/html

請求 Web ⻚面時返回響應的類型，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">
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x-www-form-urlencoded

Web ⻚面純⽂本表單的提交方式

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

Web ⻚面含有⼆制⽂件時的提交方式。

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--
複製代碼

application/json , image/jpeg , application/zip ...

單項內容(⽂本或非⽂本均可以)，用於 Web Api 的響應或者 POST / PUT 的請求。

請求中提交 JSON

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

響應中返回 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": "",
....
複製代碼

請求中提交⼆進制內容

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

相應中返回⼆進制內容

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

Content-length

用來指明發送給接收方的消息主體的大小。

Content-Length: <length>
複製代碼

Content-Encoding

用於對特定媒體類型的數據進行壓縮。這個消息用來告知客戶端應該怎樣解碼才能獲取在 Content-Type 中的媒體類型內容。

Content-Encoding: gzip

其值受 Accept-Encoding 影響
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與此對應，Content-Language 也與 Accept-Language 對應。

6、參考連接

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HTTP 協議徹底解析

目錄

1、 HTTP 的工做方式

1.1 請求過程

1.2 請求方式

web 瀏覽器請求：

APP 客戶端請求：

1.3 報文是什麼

2、HTTP 的報文格式

2.1 請求報文的格式

2.2 響應報文的格式

3、 Method(請求方法)

GET

Post

PUT

DELETE

HEAD

小知識點

4、狀態碼(status code)

1xx：臨時性消息。

2xx：成功。

3xx：重定向。

4xx：客戶端錯誤

5xx：服務器錯誤

5、首部(Headers)

5.1 通用首部

Date

Connection

其餘通用首部

5.2 請求首部

Host

Accept

Accept-Charset

Accept-Encoding

Accept-Language

Range

From

5.3 響應首部

Server

Set-Cookie

Accept-Ranges

5.4 Body 首部

Location

Content-Type

Content-length

Content-Encoding

6、參考連接