HTTP协议

一 HTTP概述

HTTP即超文本传输协议。这个协议详细规定了浏览器和万维网服务器之间互相通信的规则。

HTTP就是一个通信规则，通信规则规定了客户端发送给服务器的内容格式，也规定了服务器发送给客户端的内容格式。其实我们要学习的就是这个两个格式！客户端发送给服务器的格式叫“请求协议”；服务器发送给客户端的格式叫“响应协议”。

特点：

• HTTP叫超文本传输协议，基于请求/响应模式的！
• HTTP是无状态协议。

URL：统一资源定位符，就是一个网址：协议名://域名:端口/路径,http://www.baidu.com/

 

二 请求协议

请求协议的格式如下：

请求首行；  // 请求方式 请求路径 协议和版本，例如：GET /index.html HTTP/1.1
请求头信息；// 请求头名称:请求头内容，即为key:value格式，例如：Host:localhost
空行；     // 用来与请求体分隔开
请求体。   // GET没有请求体，只有POST有请求体。

浏览器发送给服务器的内容就这个格式的，如果不是这个格式服务器将无法解读！在HTTP协议中，请求有很多请求方法，其中最为常用的就是GET和POST。不同的请求方法之间的区别，后面会一点一点的介绍。

2.1　GET请求

HTTP默认的请求方法就是GET
     * 没有请求体
     * 数据必须在1K之内！
     * GET请求数据会暴露在浏览器的地址栏中

GET请求常用的操作：
       1. 在浏览器的地址栏中直接给出URL，那么就一定是GET请求
       2. 点击页面上的超链接也一定是GET请求
       3. 提交表单时，表单默认使用GET请求，但可以设置为POST

Accept:text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,*/*;q=0.8
Accept-Encoding:gzip, deflate, sdch
Accept-Language:zh-CN,zh;q=0.8
Cache-Control:no-cache
Connection:keep-alive
Cookie:csrftoken=z5H43ZwARx7AIJ82OEizBOWbsAQA2LPk
Host:127.0.0.1:8090
Pragma:no-cache
Upgrade-Insecure-Requests:1
User-Agent:Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10_11_1) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/53.0.2785.89 Safari/537.36
Name
login/
1 requests ❘ 737 B transferred ❘ Finish: 5 ms ❘ DOMContentLoaded: 14 ms ❘ Load: 14 ms

• GET 127.0.0.1:8090/login  HTTP/1.1：GET请求，请求服务器路径为  127.0.0.1:8090/login ，协议为1.1；
• Host:localhost：请求的主机名为localhost；
• *User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 5.1; rv:5.0) Gecko/20100101 Firefox/5.0：与浏览器和OS相关的信息。有些网站会显示用户的系统版本和浏览器版本信息，这都是通过获取User-Agent头信息而来的；
•  Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,*/*;q=0.8：告诉服务器，当前客户端可以接收的文档类型，其实这里包含了*/*，就表示什么都可以接收；
• Accept-Language: zh-cn,zh;q=0.5：当前客户端支持的语言，可以在浏览器的工具选项中找到语言相关信息；
• Accept-Encoding: gzip, deflate：支持的压缩格式。数据在网络上传递时，可能服务器会把数据压缩后再发送；
• Accept-Charset: GB2312,utf-8;q=0.7,*;q=0.7：客户端支持的编码；
• Connection: keep-alive：客户端支持的链接方式，保持一段时间链接，默认为3000ms；
• Cookie: JSESSIONID=369766FDF6220F7803433C0B2DE36D98：因为不是第一次访问这个地址，所以会在请求中把上一次服务器响应中发送过来的Cookie在请求中一并发送去过；这个Cookie的名字为JSESSIONID。

HTTP无状态：无状态是指协议对于事务处理没有记忆能力，服务器不知道客户端是什么状态。从另一方面讲，打开一个服务器上的网页
和你之前打开这个服务器上的网页之间没有任何联系
如果你要实现一个购物车，需要借助于Cookie或Session或服务器端API（如NSAPI and ISAPI）记录这些信息，请求服务器结算页面时同时将这些信息提交到服务器
当你登录到一个网站时，你的登录状态也是由Cookie或Session来“记忆”的，因为服务器并不知道你是否登录
优点：服务器不用为每个客户端连接分配内存来记忆大量状态，也不用在客户端失去连接时去清理内存，以更高效地去处理WEB业务
缺点：客户端的每次请求都需要携带相应参数，服务器需要处理这些参数

容易犯的误区：
1、HTTP是一个无状态的面向连接的协议，无状态不代表HTTP不能保持TCP连接，更不能代表HTTP使用的是UDP协议（无连接）
2、从HTTP/1.1起，默认都开启了Keep-Alive，保持连接特性，简单地说，当一个网页打开完成后，客户端和服务器之间用于传输
HTTP数据的TCP连接不会关闭，如果客户端再次访问这个服务器上的网页，会继续使用这一条已经建立的连接
3、Keep-Alive不会永久保持连接，它有一个保持时间，可以在不同的服务器软件（如Apache）中设定这个时间

2.2　POST请求

(1). 数据不会出现在地址栏中
(2). 数据的大小没有上限
(3). 有请求体
(4). 请求体中如果存在中文，会使用URL编码！

username=%E5%BC%A0%E4%B8%89&password=123

我们都知道Http协议中参数的传输是"key=value"这种简直对形式的，如果要传多个参数就需要用“&”符号对键值对进行分割。如"?name1=value1&name2=value2"，这样在服务端在收到这种字符串的时候，会用“&”分割出每一个参数，然后再用“=”来分割出参数值。

 

针对“name1=value1&name2=value2”我们来说一下客户端到服务端的概念上解析过程: 
  上述字符串在计算机中用ASCII吗表示为： 
  6E616D6531 3D 76616C756531 26 6E616D6532 3D 76616C756532。 
   6E616D6531：name1 
   3D：= 
   76616C756531：value1 
   26：&
   6E616D6532：name2 
   3D：= 
   76616C756532：value2 
   服务端在接收到该数据后就可以遍历该字节流，首先一个字节一个字节的吃，当吃到3D这字节后，服务端就知道前面吃得字节表示一个key，再想后吃，如果遇到26，说明从刚才吃的3D到26子节之间的是上一个key的value，以此类推就可以解析出客户端传过来的参数。

   现在有这样一个问题，如果我的参数值中就包含=或&这种特殊字符的时候该怎么办。 
比如说“name1=value1”,其中value1的值是“va&lu=e1”字符串，那么实际在传输过程中就会变成这样“name1=va&lu=e1”。我们的本意是就只有一个键值对，但是服务端会解析成两个键值对，这样就产生了奇异。

如何解决上述问题带来的歧义呢？解决的办法就是对参数进行URL编码 
   URL编码只是简单的在特殊字符的各个字节前加上%，例如，我们对上述会产生奇异的字符进行URL编码后结果：“name1=va%26lu%3D”，这样服务端会把紧跟在“%”后的字节当成普通的字节，就是不会把它当成各个参数或键值对的分隔符。

为什么要进行URL编码

使用表单可以发POST请求，但表单默认是GET

<form action="" method="post">
  关键字：<input type="text" name="keyword"/>
  <input type="submit" value="提交"/>
</form>

输入yuan后点击提交，查看请求内容如下：

Request Headers
Accept:text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,*/*;q=0.8
Accept-Encoding:gzip, deflate
Accept-Language:zh-CN,zh;q=0.8
Cache-Control:no-cache
Connection:keep-alive
Content-Length:13
Content-Type:application/x-www-form-urlencoded
Cookie:csrftoken=z5H43ZwARx7AIJ82OEizBOWbsAQA2LPk
Host:127.0.0.1:8090
Origin:http://127.0.0.1:8090
Pragma:no-cache
Referer:http://127.0.0.1:8090/login/
Upgrade-Insecure-Requests:1
User-Agent:Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10_11_1) 
           AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/53.0.2785.89 Safari/537.36

Form Data
username:yuan

POST请求是可以有体的，而GET请求不能有请求体。

• Referer: http://localhost:8080/hello/index.jsp：请求来自哪个页面，例如你在百度上点击链接到了这里，那么Referer:http://www.baidu.com；如果你是在浏览器的地址栏中直接输入的地址，那么就没有Referer这个请求头了；
• Content-Type: application/x-www-form-urlencoded：表单的数据类型，说明会使用url格式编码数据；url编码的数据都是以“%”为前缀，后面跟随两位的16进制。
• Content-Length:13：请求体的长度，这里表示13个字节。
• keyword=hello：请求体内容！hello是在表单中输入的数据，keyword是表单字段的名字

Referer请求头是比较有用的一个请求头，它可以用来做统计工作，也可以用来做防盗链。
统计工作：我公司网站在百度上做了广告，但不知道在百度上做广告对我们网站的访问量是否有影响，那么可以对每个请求中的Referer进行分析，如果Referer为百度的很多，那么说明用户都是通过百度找到我们公司网站的。
防盗链：我公司网站上有一个下载链接，而其他网站盗链了这个地址，例如在我网站上的index.html页面中有一个链接，点击即可下载JDK7.0，但有某个人的微博中盗链了这个资源，它也有一个链接指向我们网站的JDK7.0，也就是说登录它的微博，点击链接就可以从我网站上下载JDK7.0，这导致我们网站的广告没有看，但下载的却是我网站的资源。这时可以使用Referer进行防盗链，在资源被下载之前，我们对Referer进行判断，如果请求来自本网站，那么允许下载，如果非本网站，先跳转到本网站看广告，然后再允许下载。

三　响应协议

3.1　响应内容

响应协议的格式如下：

响应首行；
响应头信息；
空行；
响应体。

响应内容是由服务器发送给浏览器的内容，浏览器会根据响应内容来显示。遇到<img src=''>会开一个新的线程加载，所以有时图片多的话，内容会先显示出来，然后图片才一张张加载出来。

Request URL:http://127.0.0.1:8090/login/
Request Method:GET
Status Code:200 OK
Remote Address:127.0.0.1:8090
Response Headers
view source
Content-Type:text/html; charset=utf-8
Date:Wed, 26 Oct 2016 06:48:50 GMT
Server:WSGIServer/0.2 CPython/3.5.2
X-Frame-Options:SAMEORIGIN

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Title</title>
</head>
<body>
<form action="/login/" method="post">
  用户名：<input type="text" name="username"/>
  <input type="submit" value="提交"/>
</form>    
</body>
</html>

• HTTP/1.1 200 OK：响应协议为HTTP1.1，状态码为200，表示请求成功，OK是对状态码的解释；
• Server:WSGIServer/0.2 CPython/3.5.2：服务器的版本信息；
• Content-Type: text/html;charset=UTF-8：响应体使用的编码为UTF-8；
• Content-Length: 724：响应体为724字节；
• Set-Cookie: JSESSIONID=C97E2B4C55553EAB46079A4F263435A4; Path=/hello：响应给客户端的Cookie；
• Date: Wed, 25 Sep 2012 04:15:03 GMT：响应的时间，这可能会有8小时的时区差；

3.2　状态码

响应头对浏览器来说很重要，它说明了响应的真正含义。例如200表示响应成功了，302表示重定向，这说明浏览器需要再发一个新的请求。

• 200：请求成功，浏览器会把响应体内容（通常是html）显示在浏览器中；
• 404：请求的资源没有找到，说明客户端错误的请求了不存在的资源；
• 500：请求资源找到了，但服务器内部出现了错误；
• 302：重定向，当响应码为302时，表示服务器要求浏览器重新再发一个请求，服务器会发送一个响应头Location，它指定了新请求的URL地址；
• 304：

    当用户第一次请求index.html时，服务器会添加一个名为Last-Modified响应头，这个头说明了
    index.html的最后修改时间，浏览器会把index.html内容，以及最后响应时间缓存下来。当用户第
    二次请求index.html时，在请求中包含一个名为If-Modified-Since请求头，它的值就是第一次请
    求时服务器通过Last-Modified响应头发送给浏览器的值，即index.html最后的修改时间，
    If-Modified-Since请求头就是在告诉服务器，我这里浏览器缓存的index.html最后修改时间是这个,
    您看看现在的index.html最后修改时间是不是这个，如果还是，那么您就不用再响应这个index.html
    内容了，我会把缓存的内容直接显示出来。而服务器端会获取If-Modified-Since值，与index.html
    的当前最后修改时间比对，如果相同，服务器会发响应码304，表示index.html与浏览器上次缓存的相
    同，无需再次发送，浏览器可以显示自己的缓存页面，如果比对不同，那么说明index.html已经做了修
    改，服务器会响应200。

         

3.3　其他响应头

告诉浏览器不要缓存的响应头：

• Expires: -1；
• Cache-Control: no-cache；
• Pragma: no-cache；

自动刷新响应头，浏览器会在3秒之后请求http://www.baidu.com：

• Refresh: 3;url=http://www.baidu.com 

3.4　HTML中指定响应头

在HTMl页面中可以使用<meta http-equiv="" content="">来指定响应头，例如在index.html页面中给出<meta http-equiv="Refresh" content="3;url=http://www.baidu.com">，表示浏览器只会显示index.html页面3秒，然后自动跳转到http://www.baidu.com.

 

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学习http协议，主要需要了解http的请求和响应（当然，还有get、post等请求方式，状态码、URI、MIME等）


首先看看http请求消息（就是浏览器丢给服务器的）：

一个http请求代表客户端浏览器向服务器发送的数据。一个完整的http请求消息，包含一个请求行，若干个消息头（请求头），换行，实体内容

请求行：描述客户端的请求方式、请求资源的名称、http协议的版本号。 例如： GET/BOOK/JAVA.HTML HTTP/1.1

请求头（消息头）包含（客户机请求的服务器主机名，客户机的环境信息等）：
Accept：用于告诉服务器，客户机支持的数据类型  （例如：Accept:text/html,image/*）
Accept-Charset：用于告诉服务器，客户机采用的编码格式
Accept-Encoding：用于告诉服务器，客户机支持的数据压缩格式
Accept-Language：客户机语言环境
Host:客户机通过这个服务器，想访问的主机名
If-Modified-Since：客户机通过这个头告诉服务器，资源的缓存时间
Referer：客户机通过这个头告诉服务器，它（客户端）是从哪个资源来访问服务器的（防盗链）
User-Agent：客户机通过这个头告诉服务器，客户机的软件环境（操作系统，浏览器版本等）
Cookie：客户机通过这个头，将Coockie信息带给服务器
Connection：告诉服务器，请求完成后，是否保持连接
Date：告诉服务器，当前请求的时间

（换行）
实体内容：
就是指浏览器端通过http协议发送给服务器的实体数据。例如：name=dylan&id=110
（get请求时，通过url传给服务器的值。post请求时，通过表单发送给服务器的值）
  
再看看HTTP响应消息（服务器返回给浏览器的）：

一个http响应代表服务器端向客户端回送的数据，它包括：
一个状态行，若干个消息头，以及实体内容

响应头(消息头)包含:
Location：这个头配合302状态吗，用于告诉客户端找谁
Server：服务器通过这个头，告诉浏览器服务器的类型
Content-Encoding：告诉浏览器，服务器的数据压缩格式
Content-Length：告诉浏览器，回送数据的长度
Content-Type：告诉浏览器，回送数据的类型
Last-Modified：告诉浏览器当前资源缓存时间
Refresh：告诉浏览器，隔多长时间刷新
Content-Disposition：告诉浏览器以下载的方式打开数据。例如： context.Response.AddHeader("Content-Disposition","attachment:filename=aa.jpg");                                        context.Response.WriteFile("aa.jpg");
Transfer-Encoding：告诉浏览器，传送数据的编码格式
ETag：缓存相关的头（可以做到实时更新）
Expries：告诉浏览器回送的资源缓存多长时间。如果是-1或者0，表示不缓存
Cache-Control：控制浏览器不要缓存数据   no-cache
Pragma：控制浏览器不要缓存数据          no-cache

Connection：响应完成后，是否断开连接。  close/Keep-Alive
Date：告诉浏览器，服务器响应时间

状态行：  例如：  HTTP/1.1  200 OK   （协议的版本号是1.1  响应状态码为200  响应结果为 OK）

实体内容（实体头）：响应包含浏览器能够解析的静态内容，例如：html，纯文本，图片等等信息

理解了以上的http请求消息和响应消息，相信你对于http协议已经理解得足够深刻了。关于http协议的更多具体细节，可以参照http RFC文档。

大致步骤就是：浏览器先向服务器发送请求，服务器接收到请求后，做相应的处理，然后封装好响应报文，再回送给浏览器。浏览器拿到响应报文后，再通过 浏览器引擎去渲染网页，解析DOM树，javascript引擎解析并执行脚本操作，插件去干插件该干的事儿...关于浏览器渲染、解析的原理，可以参考http://kb.cnblogs.com/page/129756/

说白了，所谓web的本质，无非是：请求/处理/响应 ，任何的web服务器，任何的服务端编程语言，都没法脱离这个本质。 而浏览器端解析html、图片等静态内容，呈现给用户，脚本引擎执行脚本代码，完成脚本代码要做的事儿（例如dom操作，css属性更改，发送ajax请 求等等）。