Set-Cookie: SERVERID=1fa1f330efedec1559b3abbcb6e30f50|1587649463|1587649463;Path=/
Cache-Control:Max-age=2000
GET /index.html HTTP1.1
在浏览器实践与原理（二）之TCP协议介绍了TCP协议是如何保证数据传输完成性的。
一个TCP链接包括了了建立连接、传输数据和断开连接三个阶段
HTTP协议是建立在TCP连接基础之上的，HTTP是一种允许浏览器向服务器获取资源的协议是 Web的基础，通常由浏览器发起请求，用来获取不同类型的文件，例如HTML、CSS、JS、图片、文件、视频等。
你是否有过下面这些疑问
- 为什么第一次打开一个站点速度很慢，当再次访问这个站点速度就很快了
- 当登陆过一个网址之后，下次再访问该站点就已经处于登录状态了
这是怎么做到的呢？在今天这篇文章中，将通过分析一个HTTP请求过程中的每一步状态来了解完整的HTTP请求
浏览器端发起HTTP请求流程
如果你在浏览器地址栏里输入极客时间网站的地址：www.taobao.com
接下来浏览器会完成哪些动作呢？一步一步来追踪一下
1.构建请求
首先，浏览器构建请求行信息（如下所示)，构建好后，浏览器准备发起网络请求
GET /index.html HTTP1.1
2.查找缓存
在真正发起网络请求前，浏览器会现在浏览器缓存中查询是否有要请求的文件。其中，浏览器缓存是一种在本地保存资源富文本，以供下次请求时直接使用的技术
当浏览器发现请求的资源已经在浏览器缓存中存有副本，它会拦截请求，返回该资源的副本，并直接结束请求，而不会去资源服务器重新下载。这的好处：
- 缓解服务器压力，提升性能（获取资源的耗时更短了）
- 对于网站来说，缓存是实现快速资源加载的重要组成部分
当然查找失败会进入网络请求
3.准备IP地址和端口
在了解网络请求之前，我们需要先看看HTTP和TCP的关系。
因为浏览器使用HTTP作为应用层协议，用来封装请求的文本信息；并使用TCP/IP作传输协议将它发送到网络上，所以在HTTP开始工作之前，浏览器需要通过TCP与服务器建立连接，也就是说HTTP的内容是通过TCP的传输数据阶段来实现的
看上图，你可以思考这么一连串问题
- HTTP网络请求的第一步是做什么呢？结合上图看是服务器和TCP链接
- 那建立连接的信息都有了吗？在浏览器实践与原理（二）之TCP协议说到建立TCP连接的第一步需要准备IP和端口号
- 那么怎么获取IP和端口号呢？这得看看我们现在有什么，我们有一个URL地址，是否可以利用URL地址来获取IP和端口信息呢
数据包是通过IP地址传输给接收方的，由于IP地址是数字标识如：39.106.233.176，难以记忆，但使用域名（www.xxx.com）就方便多了,所以基于这个需求又出现了一个服务，
负责把域名和IP地址做一一映射关系，这套域名映射为IP的系统就叫做域名系统，简称DNS
所以，你会发现第一步浏览器会请求DNS返回域名对应的IP。浏览器还提供了DNS数据缓存服务，如果某个域名已经解析过了，浏览器会缓存解析结果，供下次使用
拿到IP之后，接下来基因获取端口号了，如果URL没有特别指明端口号，那么HTTP协议默认是80端口。
4.等待TCP队列
准备好端口和IP地址，下一步就是建立TCP链接了吗？
答案是不阔以哦，Chrome有个机制，同一个域名同时最多只能建立6个TCP连接，如果在同一个域名下同时有10个请求发生，那么其中四个请求会进入排队等待状态，直至请求完成
如果请求数小于6，建立TCP连接
5.建立TCP连接
排队结束后，可以快乐的和服务器握手了，在HTTP工作之前，浏览器先通过TCP建立连接
6.发送HTTP请求
一旦建立了连接，浏览器就可以和服务器进行通信，而HTTP中的数据正是在这个通信过程中传输
可以结合下图理解浏览器如何发送请求信息给服务器的
- 首先，浏览器会像服务器发送请求行，它包括了请求方法、请求URL和HTTP版本协议，发送请求行，就是告诉浏览器需要什么资源，最常用的是Get。比如，直接在浏览器地址栏输入极客时间的域名（https://time.geekbang.org/）就告诉浏览器要Get首页资源。
- 另外一个常用的请求方法是POST，它用于发送一些数据给服务器，比如一个登陆网站，使用post方法，浏览器要准备数据给服务器，这里准备的数据通过请求体发送
- 在浏览器发送请求命令之后，还要以请求头形式发送一些其他信息，把浏览器的一些基础信息告诉服务器，包括了浏览器的操作系统、浏览器内核等信息，以及当前请求的域名信息，浏览器的cookie等。
服务器处理HTTP请求流程
历经千辛万苦，HTTP的请求信息终于被送达了服务器，接下来，服务器会根据浏览器的请求信息准备相应内容
1.返回请求
curl -i https://time.geekbang.org/
这里加上了 i 是为了返回响应行、响应头和响应体的数据，返回的结果如下图：
首先，服务器会返回响应行，包括协议版本和状态码
但不是所有的请求都会被服务器成功处理的，那么一些无法处理或者处理出错的信息，怎么办呢？
服务器会通过响应行的状态码来告诉浏览器它的处理结果，比如
- 最常用的状态码是200，表示处理成功
- 如果没有找到页面返回404
随后，服务器也会随同响应向浏览器发送响应头。响应头包含了服务器自身的一些信息，比如服务器生成返回数据的时间、返回的数据类型，以及服务器在客户端保存的Cookie等信息。
发送完响应头后，服务器可以继续发送响应体的数据
2.断开连接
通常情况下，一旦服务器向客户端返回了请求数据，就关闭TCP连接，不过浏览器或者服务器在其头信息加入了
Connection: keep-alive
那么TCP连接在发送后仍保持打开状态，这样浏览器就可以继续通过同一个TCP连接发送请求。
保持TCP连接可以省去下次请求时需要建立连接的时间，提升资源加载速度
比如同一个Web页面中内嵌的图片都来自同一个Web站点，如果初始化了一个持久连接，就可以复用该连接，以请求其他资源。
3.重定向
到这里似乎请求快结束了，不过还有一只能情况需要了解一下，比如你在浏览器中打开geekbang.org后，会发现最终打开的地址是https://www.geekbang.org/
这两个URL之所以不一样，是因为涉及到了一个重定向操作，在控制台输入
curl -I geekbang.org
注意这里输入的参数是-I,和-i不一样，-I是只需要获取响应头和响应数据，不需要获取响应体数据
- 从上图可以看到，响应行返回的状态码是301，状态301是告诉浏览器，我需要重定向到另外一个地址
- 需要重定向的网址正是包含在响应头的Location字段中的地址，并使用改地址重新导航
注：不过也不要认为这种跳转是必然的，如果你打开 https://12306.cn会发现这个站点是打不开的，因为12306的服务器并没有处理跳转操作所以需要输入完整的https://www.12306.cn/才能打开页面
问题解答
为什么很多站点打开第二次速度会很快？
如果打开第二次速度会很快，主要原因是第一次加载过程中，缓存了一些耗时的数据
哪些数据会被缓存呢？
从上面介绍请求路径看， DNS缓存和页面缓存资源这两块数据是会被浏览器缓存的
看下浏览器资源缓存，如下图
首先，来看下服务器是通过什么方式让浏览器缓存数据的？
从上图可以看出第一次请求可以看出，当服务器返回HTTP响应头给浏览器时，浏览器通过响应头中的Cache-Control字段来设置一个缓存的过期时长，而这个时长是通过Max-age参数来设置的，如上图设置缓存过期时间是2秒
Cache-Control:Max-age=2000
这也就意味着，在该缓存资源还未过期的情况下，如果再次请求资源，会直接返回缓存中的资源给浏览器
但如果资源过期了，浏览器会继续发起网络请求，并且在HTTP请求头带上
If-None-Match:"4f80f-13c3alxb12a"
服务器收到请求后，会根据If-None-Match的值来判断请求的资源是否有更新
- 如果没有更新，就返回304状态码，相当于告诉浏览器：“z这个缓存可以继续使用，这次就不重复发送数据给你了”
- 如果资源有更新，服务器就直接返回最新资源给浏览器
简单来说，浏览器第二次访问能够秒开，是因为这些网站把很多资源都缓存在了本地，浏览器缓存直接使用本地副本回应请求，不会产生真正的网络请求
2.登录状态是如何保持的？
- 用户打开登录界面，在登录框填入用户名和密码，点击登录按钮，调用post提交登录信息给服务端
- 服务器收到浏览器提交的信息之后，查询后台，验证用户信息是否正确，如果正确，会生成一段表示用户身份的字符串，并把该字符串写到响应头的Set-cookie字段，发送给浏览器
- 浏览器在接受到服务器响应后，开始解析响应头，如果遇到响应头含义Set-Cookie字段的情况，浏览器会把这个字段信息保存到本地
- 当用户再次访问时浏览器会发起HTTP请求，但在发起请求之前，浏览器会之前保存的Cookie数据，并把数据写到请求头里的Cookie字段里
- 服务器在收到HTTP请求头数据之后，就会查找包含用户Cookie的信息，然后查询后台，判断用户已是登录状态，生成有该用户的页面数据，发送给浏览器
- 浏览器在接收到该含有当前用户的页面数据后，就可以正确展示登录状态信息了
Set-Cookie: SERVERID=1fa1f330efedec1559b3abbcb6e30f50|1587649463|1587649463;Path=/
通过上面这个流程可以知道浏览器页面状态是通过Cookie实现的
如图
简单地说，如果服务器端发送的响应头内有 Set-Cookie 的字段，那么浏览器就会将该字段的内容保持到本地。当下次客户端再往该服务器发送请求时，客户端会自动在请求头中加入 Cookie 值后再发送出去。服务器端发现客户端发送过来的 Cookie 后，会去检查究竟是从哪一个客户端发来的连接请求，然后对比服务器上的记录，最后得到该用户的状态信息。
下图帮你理解 HTTP请求示意图
