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  • [缓存]HTTP协议中的TranferEncoding:chunked编码解析

     

        当不能预先确定报文体的长度时,不可能在头中包含Content-Length域来指明报文体长度,此时就需要通过Transfer-Encoding域来确定报文体长度。
        通常情况下,Transfer-Encoding域的值应当为chunked,表明采用chunked编码方式来进行报文体的传输。chunked编码是HTTP/1.1 RFC里定义的一种编码方式,因此所有的HTTP/1.1应用都应当支持此方式。
        chunked编码的基本方法是将大块数据分解成多块小数据,每块都可以自指定长度,其具体格式如下(BNF文法):
        Chunked-Body   = *chunk            //0至多个chunk
                         last-chunk         //最后一个chunk
                         trailer            //尾部
                         CRLF               //结束标记符

       chunk          = chunk-size [ chunk-extension ] CRLF  
                            chunk-data CRLF
       chunk-size     = 1*HEX
       last-chunk     = 1*("0") [ chunk-extension ] CRLF

       chunk-extension= *( ";" chunk-ext-name [ "=" chunk-ext-val ] )
       chunk-ext-name = token
       chunk-ext-val  = token | quoted-string
       chunk-data     = chunk-size(OCTET)
       trailer        = *(entity-header CRLF)     
       
        解释:
        Chunked-Body表示经过chunked编码后的报文体。报文体可以分为chunk, last-chunk,trailer和结束符四部分。chunk的数量在报文体中最少可以为0,无上限;每个chunk的长度是自指定的,即,起始的数据必然是16进制数字的字符串,代表后面chunk-data的长度(字节数)。这个16进制的字符串第一个字符如果是“0”,则表示chunk- size为0,该chunk为last-chunk,无chunk-data部分。可选的chunk-extension由通信双方自行确定,如果接收者不理解它的意义,可以忽略。
        trailer是附加的在尾部的额外头域,通常包含一些元数据(metadata, meta means "about information"),这些头域可以在解码后附加在现有头域之后。
        实例分析:
        下面分析用ethereal抓包使用Firefox与某网站通信的结果(从头域结束符后开始):
    Address  0..........................  f
    000c0                                31
    000d0    66 66 63 0d 0a ...............   // ASCII码:1ffc"r"n, chunk-data数据起始地址为000d5
             很明显,“1ffc”为第一个chunk的chunk-size,转换为int为8188.由于1ffc后马上就是
             CRLF,因此没有chunk-extension.chunk-data的起始地址为000d5, 计算可知下一块chunk的起始
             地址为000d5+1ffc + 2=020d3,如下:
    020d0    .. 0d 0a 31 66 66 63 0d 0a .... // ASCII码:"r"n1ffc"r"n
             前一个0d0a是上一个chunk的结束标记符,后一个0d0a则是chunk-size和chunk-data的分隔符。
             此块chunk的长度同样为8188, 依次类推,直到最后一块
    100e0                          0d 0a 31
    100f0    65 61 39 0d 0a......            //ASII码:"r"n"1ea9"r"n
             此块长度为0x1ea9 = 7849, 下一块起始为100f5 + 1ea9 + 2 = 11fa0,如下:
    100a0    30 0d 0a 0d 0a                  //ASCII码:0"r"n"r"n
             “0”说明当前chunk为last-chunk, 第一个0d 0a为chunk结束符。第二个0d0a说明没有trailer部分,整个Chunk-body结束。
        解码流程:
        对chunked编码进行解码的目的是将分块的chunk-data整合恢复成一块作为报文体,同时记录此块体的长度。
        RFC2616中附带的解码流程如下:(伪代码)
        length := 0         //长度计数器置0
        read chunk-size, chunk-extension (if any) and CRLF      //读取chunk-size, chunk-extension
                                                              //和CRLF
        while(chunk-size > 0 )   {            //表明不是last-chunk
              read chunk-data and CRLF            //读chunk-size大小的chunk-data,skip CRLF
              append chunk-data to entity-body     //将此块chunk-data追加到entity-body后
              read chunk-size and CRLF          //读取新chunk的chunk-size 和 CRLF
        }
        read entity-header      //entity-header的格式为name:valueCRLF,如果为空即只有CRLF
        while (entity-header not empty)   //即,不是只有CRLF的空行
        {
           append entity-header to existing header fields
           read entity-header
        }
        Content-Length:=length      //将整个解码流程结束后计算得到的新报文体length
                                     //作为Content-Length域的值写入报文中
        Remove "chunked" from Transfer-Encoding  //同时从Transfer-Encoding中域值去除chunked这个标记
        length最后的值实际为所有chunk的chunk-size之和,在上面的抓包实例中,一共有八块chunk-size为0x1ffc(8188)的chunk,剩下一块为0x1ea9(7849),加起来一共73353字节。
        注:对于上面例子中前几个chunk的大小都是8188,可能是因为:"1ffc" 4字节,""r"n"2字节,加上块尾一个""r"n"2字节一共8字节,因此一个chunk整体为8196,正好可能是发送端一次TCP发送的缓存大小。
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