HTTP 1.1 中Transfer-Encoding chunked编码 | haohtml's blog
HTTP 1.1 中Transfer-Encoding chunked编码
Posted on 2010/07/24 by admin
大多数的站点相应用户请求时发送的HTTP Headers中包含Content-Length头.此头信息定义在HTTP1.0协议RFC 1945 10.4章节中.该信息是用来告知用户代理,通常意义上就是浏览器,服务端发送的文档内容长度.浏览器接受到此信息后,接收完Content-Length中定义的长度字节后开始解析页面.如果服务端有部分数据延迟发送,那么浏览器就会白屏.这样导致比较糟糕的用户体验.
解决方法在HTTP1.1协议.RFC2616中14.41章节中定义的Transfer-Encoding:chunked的头信息.chunked编码定义在3.6.1中.根据此定义浏览器不需要等到内容字节全部下载完成,只要接收到一个chunked块就可解析页面.并且可以下载html中定义的页面内容,包括js,css,image等.采用chunked编码有两种选择,一种是设定Server的IO buffer长度让Server自动flush buffer中的内容，另一种是手动调用IO中的flush函数。不同的语言IO中都有flush功能:
php: ob_flush(); flush();
perl: STDOUT->autoflush(1);
java: out.flush();
python: sys.stdout.flush()
ruby: stdout.flush
从下面两张图中可以看出采用HTTP1.1的Transfer-Encoding:chunked,并且把IO的buffer flush下来,以便浏览器更早的下载页面配套资源.
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正如上篇日志所述，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。
正如上篇日志所述，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.......................... f000c0 31000d0 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 31100f0 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。