[HTTP][會話與消息][三][學習筆記]

1.典型HTTP會話

在像HTTP這樣的CS協(xié)議中，會話分為三階段：

客戶端建立一條TCP連接（如果傳輸層不是TCP，也可以是其他連接）。

客戶端發(fā)送請求并等待應答。

服務器處理請求并送回應答，回應包括一個狀態(tài)碼和對應的數據。

從HTTP/1.1開始，連接在完成第三階段后不再關閉，客戶端可以再次發(fā)起新的請求。第二步和第三步可以連續(xù)進行數次。

1.1.建立連接

在CS協(xié)議中，連接是由客戶端建立的。在HTTP中打開連接意味著在底層傳輸層啟動連接，通常是TCP。

使用TCP時HTTP服務器默認端口號為80。

1.2.發(fā)送客戶端請求

一旦連接建立，用戶代理可以發(fā)送請求。客戶端請求由一系列文本指令組成，并使用CRLF分割，被劃分為三個塊：

第一行包括請求方法及請求參數：

文檔路徑，不包括協(xié)議和域名的絕對路徑URL

使用的HTTP協(xié)議版本

接下來每行都表示一個HTTP首部，為服務器提供關于所需數據的信息（語言，MIME類型等）。

最后一塊是可選數據，有更多數據，主要被POST方法所使用

請求示例

import java.net.HttpURLConnection; import java.net.URL; public class HttpGetTest { public static void main(String[] args) { HttpURLConnection httpURLConnection = null; try { //1，獲取要訪問的地址 URL url = new URL("http://example.org/"); //2，得到HttpURLConnection對象 httpURLConnection = (HttpURLConnection) url.openConnection(); //3，設置請求參數 //設置是否從httpurlconnection輸出 httpURLConnection.setDoOutput(false); //設置是否從httpurlconnection讀入 httpURLConnection.setDoInput(true); //設置請求方式，默認為get httpURLConnection.setRequestMethod("GET"); //設置是否使用緩存 httpURLConnection.setUseCaches(false); //設置httpurlconnection是否應該自動執(zhí)行http重定向 httpURLConnection.setInstanceFollowRedirects(false); //設置超時時間（毫秒） httpURLConnection.setConnectTimeout(3000); //連接 httpURLConnection.connect(); //4，獲取響應狀態(tài)碼返回值responseCode int responseCode = httpURLConnection.getResponseCode(); //5，設置響應顯示 if (responseCode == 200) { //響應正常 System.out.println("狀態(tài)碼為：" + responseCode + "。響應正常"); } } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); }finally { //6，斷開連接釋放資源 if (null != httpURLConnection) { try { httpURLConnection.disconnect(); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } } } }

請求方法

HTTP定義一組請求方法用來指對目標資源的行為。一般是名詞，但有時會叫HTTP動詞。最常用的請求方法是GET和POST：

GET方法請求指定的資源。GET請求應該只被用于獲取數據。

POST方法向服務器發(fā)送數據，因此會改變服務器狀態(tài)。這個方法常在HTML表單中使用。

1.3.服務器響應結構

當收到用戶代理發(fā)送的請求后，Web服務器會處理并送回響應。服務器響應也是由一系列文本組成，并使用CRLF分割，它們被劃分為三個不同的塊：

第一行是狀態(tài)行，包括使用的HTTP協(xié)議版本，狀態(tài)碼和一個狀態(tài)描述（可讀描述文本）。

接下來每行表示一個HTTP首部，為客戶端提供關于所發(fā)送數據的一些信息（類型，數據大小，使用的壓縮算法，緩存指示等）。

最后一塊是數據塊，包含了響應的數據（如果有的話）。

響應示例

一個成功的網頁響應：

響應狀態(tài)碼

HTTP響應狀態(tài)碼用來表示一個HTTP請求是否成功完成。響應分五種類型：信息型響應，成功響應，重定向，客戶端錯誤和服務端錯誤。其中最常見的是以下三個狀態(tài)碼：

200：OK，請求成功。

301：Moved Permanently。請求資源的URI已被改變。

404：Not Found。服務器無法找到請求的資源。

2.HTTP消息

HTTP消息是服務器和客戶端之間交換數據的方式。有兩種類型的消息：請求（requests），由客戶端發(fā)送用來觸發(fā)一個服務器上的動作；響應（responses），來自服務器的應答。

HTTP消息由采用ASCII編碼的多行文本構成。在HTTP/1.1及早期版本中，這些消息通過連接公開地發(fā)送。在HTTP/2中，為了優(yōu)化和性能方面的改進，曾經可人工閱讀的消息被分到多個HTTP幀中。

HTTP/2二進制框架機制被設計為不需要改動任何API或配置文件即可應用：大體上對用戶是透明的。

HTTP請求和響應具有相似的結構，由以下部分組成：

一行起始行用于描述要執(zhí)行的請求，或者是對應的狀態(tài)，成功或失敗。這個起始行總是單行的。

一個可選的HTTP頭集合指明請求或描述消息正文。

一個空行指示所有關于請求的元數據已經發(fā)送完畢。

一個可選的包含請求相關數據的正文（比如HTML表單內容），或者響應相關的文檔。正文的大小有起始行的HTTP頭來指定。

起始行和HTTP消息中的HTTP頭統(tǒng)稱為請求頭，而其有效負載被稱為消息正文。

2.1.HTTP請求

起始行

HTTP請求是由客戶端發(fā)出的消息，用來使服務器執(zhí)行動作。start-line包含三個元素：

HTTP方法，一個動詞（GET/PUT/POST）或者一個名詞（HEAD/OPTIONS），描述要執(zhí)行的動作。

request target，通常是一個URL，或者是協(xié)議、端口和域名的絕對路徑，通常以請求的環(huán)境為特征。請求的格式因不同的HTTP方法而異。可以是：

絕對路徑，末尾跟上一個?和查詢字符串。這是最常見的，稱為origin form，被GET/POST/HEAD/OPTIONS方法所使用。

POST / HTTP/1.1

GET /background.png HTTP/1.0

HEAD /test.html?query=hello HTTP/1.1

OPTIONS /test1.html HTTP/1.0

一個完整的URL，稱為absolute form，主要在使用GET方法連接到代理時使用。

GET https://www.huawei.com HTTP/1.1

由域名和可選端口（以’:'為前綴）組成的URL的authority component，稱為authority form。僅在使用CONNECT建立HTTP隧道時才使用。

CONNECT example.org:80 HTTP/1.1

星號形式（asterisk form），一個簡單的*，配合OPTIONS方法使用，代表整個服務器。OPTIONS * HTTP/1.1

HTTP版本（HTTP version），定義了剩余報文的結構，作為對期望的響應版本的指示符。

Headers

來自請求的HTTP headers遵循和HTTP header相同的基本結構：不區(qū)分大小寫的字符串，緊跟著的冒號：和一個結構取決于header的值。整個header（包括值）由一行組成。

請求頭可以分為幾組：

General headers，例如via，適用于整個報文

Request headers，例如User-Agent，Accept-Type，通過進一步的定義（例如Accept-Language）或者給定上下文（例如Referer），或者進行有條件的限制（例如If-None）來修改請求。

Entity headers，例如Content-Length，適用于請求的body。顯然，如果請求中沒有任何body，則不會發(fā)送這樣的頭文件。

Body

請求的最后一部分是它的body。不是所有的請求都有一個body：例如獲取資源的請求，GET，HEAD，DELETE和OPTIONS，通常它們不需要body。 有些請求將數據發(fā)送到服務器以便更新數據：常見的的情況是 POST 請求（包含 HTML 表單數據）。

body可以分兩類：

Single-resource bodies，由一個單文件組成。該類型 body 由兩個 header 定義： Content-Type 和 Content-Length.

Multiple-resource bodies，由多部分 body 組成，每一部分包含不同的信息位。通常是和 HTML Forms 連系在一起。

2.2.HTTP響應

狀態(tài)行

HTTP響應的起始行被稱為status line，包含以下信息：

協(xié)議版本，通常為HTTP/1.1

status code，表明請求是成功或失敗。常見狀態(tài)碼為200，404，302

status text，一個簡短的，純粹的信息，通過狀態(tài)碼的文本描述，幫助人們理解該 HTTP 消息。

一個典型的狀態(tài)行看起來像這樣：HTTP/1.1 404 Not Found。

Headers

響應的HTTP headers遵循和任何其它header相同的結構：不區(qū)分大小寫的字符串，緊跟著的冒號:和一個結構取決于header類型的值。整個header（包括其值）表現(xiàn)為單行形式。

有許多響應頭可用，這些響應頭可以分為幾組：

General headers，例如Via，適用于整個報文。

Response headers，例如Vary和Accept-Ranges，提供其它不符合狀態(tài)行的關于服務器的信息。

Entity headers，例如Content-Length，適用于請求的body。顯然，如果請求中沒有任何 body，則不會發(fā)送這樣的頭文件。

Body

響應的最后一部分是body。不是所有的響應都有body：具有狀態(tài)碼(如 201 或 204)的響應，通常不會有body。

body大致可分為三類：

Single-resource bodies，由已知長度的單個文件組成。該類型body由兩個header定義：Content-Type和Content-Length。

Single-resource bodies，由未知長度的單個文件組成，通過將Transfer-Encoding設置為chunked來使用chunks編碼。

Multiple-resource bodies，由多部分body組成，每部分包含不同的信息段。但這是比較少見的。

2.3.HTTP/2幀

HTTP/1.x報文有一些性能上的缺點：

Header不像body，它不會被壓縮。

兩個報文之間的header通常非常相似，但它們仍然在連接中重復傳輸。

無法復用。當在同一個服務器打開幾個連接時：TCP熱連接比冷連接更加有效。

HTTP/2引入了一個額外的步驟：它將HTTP/1.x消息分成幀并嵌入到流(stream)中。數據幀和報頭幀分離，這將允許報頭壓縮。將多個流組合，這是一個被稱為多路復用(multiplexing)的過程，它允許更有效的底層TCP連接。

HTTP幀現(xiàn)在對Web開發(fā)人員是透明的。在HTTP/2中，這是一個在HTTP/1.1和底層傳輸協(xié)議之間附加的步驟。Web開發(fā)人員不需要在其使用的API中做任何更改來利用HTTP幀；當瀏覽器和服務器都可用時，HTTP/2將被打開并使用。

2.4.結論

HTTP報文是使用HTTP的關鍵；它們的結構簡單，并且具有高可擴展性。HTTP/2幀機制是在HTTP/1.x語法和底層傳輸協(xié)議之間增加了一個新的中間層，而沒有從根本上修改它，即它是建立在經過驗證的機制之上。

HTTP TCP/IP

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