HTTP

HTTP 全称为 HyperText Transfer Protocol，即超文本传输协议，是一个用于传输超媒体文档(例如 HTML)的应用层协议

HTTP 协议的主要特点

  • 是一个应用层协议
  • 遵循经典的“客户端-服务端”模型(客户端发送请求，服务器返回响应)
  • 灵活可扩展
    • 语义上的自由，只规定了报文的基本格式，报文里的各个组成部分可以由开发者任意定制
    • 传输格式的多样性
  • 无连接: 每完成一个请求就断开连接(HTTP/1.1 后默认开启长连接)
  • 无状态: HTTP 协议对于事务处理没有记忆能力(每个请求之间、浏览器和服务器之间都是相互独立毫无关联的)
  • 可靠传输: HTTP 协议是一个可靠的传输协议(基于 TCP/IP 协议)
  • 明文传输: 协议里的报文直接使用文本形式传输(HTTP/2.0 后改为二进制传输)

HTTP 协议的演变

HTTP 协议演进与各版本特性

HTTP/0.9

1990 年问世

功能简陋，只有一个 GET 方法，且只支持纯文本内容

HTTP/1.0

1996 年 5 月正式发布

  • 任何格式的内容都可以发送
  • 请求和响应增加了头信息
  • 新增方法：POST HEAD
  • 添加了状态码、多字符集支持、权限、缓存、内容编码等功能

HTTP/1.1

1997 年 1 月发布，是目前主流的 HTTP 协议版本

  • 长连接：TCP 连接默认不关闭可以被多个请求复用
  • 管道机制：在同一个 TCP 链接里面，客户端可以同时发送多个请求
  • 分块传输编码
  • 缓存处理：Cache-Control 和 Etag/If-None-Match
  • 断点续传
  • 增加了 TLS 支持：支持 HTTPS 传输
  • 新增方法：PUT PATCH OPTIONS DELETE

HTTP/1.1 缺点

  • 单路连接请求低效：每个 TCP 连接只能对应一个 HTTP 请求
  • 队头阻塞：当顺序发送的请求序列中的一个请求因为某种原因被阻塞时，在后面排队的所有请求也一并被阻塞，会导致客户端迟迟收不到数据。
  • 头信息冗余
  • 只允许由客户端主动发起请求
  • 明文传输

HTTP/2.0

2015 年发布，主要基于 SPDY 协议（2009 年谷歌公开了自行研发的 SPDY 协议，主要解决 HTTP/1.1 效率不高的问题）

  • 二进制传输：头信息和数据体都是二进制
  • 多路复用/二进制分帧：在一个 TCP 连接中可以同时发送多个请求
  • 头部压缩（使用 HPACK 算法进行压缩）
  • 服务器推送：允许服务器未经请求主动向客户端发送资源
  • 请求优先级

HTTP/2.0 缺点

  • 建立连接时间长（本质上是 TCP 的问题）
  • 没有彻底解决队头阻塞问题
  • 弱网环境表现不佳

HTTP/3.0

HTTP/3.0 又称为 HTTP Over QUIC，其弃用 TCP 协议，改为使用基于 UDP 协议的 QUIC 协议来实现

  • 实现了类似 TCP 的流量控制、传输可靠性的功能
  • 实现了快速握手功能
  • 集成了 TLS 加密功能
  • 多路复用，彻底解决 TCP 中队头阻塞的问题

HTTP 状态码

HTTP 状态码的职责是当客户端向服务器端发送请求时，描述返回的请求结果。借助状态码，用户可以知道服务器端是正常处理了请求，还是出现了错误。

主要有以下 5 响应类别的状态码

  • 1XX 是信息性状态码，表示接收的请求正在处理
  • 2XX 是成功状态码，表示请求正常处理完毕
  • 3XX 是重定向状态码，表示需要进行附加操作以完成请求
  • 4XX 是客户端错误状态码，表示服务器无法处理请求
  • 5XX 是服务器错误状态码，表示服务器处理请求出错

2XX 成功

  • 200 OK 表示从客户端发来的请求在服务器端被正常处理
  • 204 No Content 表示请求成功但在返回的响应报文中不含实体的主体部分
  • 206 Partial Content 表示客户端进行了范围请求

3XX 重定向

  • 301 Moved Permanently 永久性重定向，表示资源已被分配了新的 URL
  • 302 Found 临时性重定向，表示资源临时被分配了新的 URL
  • 303 See Other 表示资源存在着另一个 URL，应使用 GET 方法定向获取请求的资源
  • 304 Not Modified 表示客户端发送附带条件的请求时，服务器端允许请求访问资源但未满足条件的情况
  • 307 Temporary Redirect 临时重定向，和 302 Found 有着相同的含义

4XX 客户端错误

  • 400 Bad Request 表示请求报文中存在语法错误
  • 401 Unauthorized 表示发送的请求需要有通过 HTTP 认证的认证信息
  • 403 Forbidden 表示对请求资源的访问被服务器拒绝
  • 404 Not Found 表示服务器上无法找到请求的资源

5XX 服务器错误

  • 500 Internal Server Error 表示服务器端在执行请求时发生了错误
  • 503 Service Unavailable 表示服务器暂时处于超负载或正在进行停机维护，现在无法处理请求

状态码

状态码 说明
200 （成功）服务器已成功处理了请求。
201 （已创建）请求成功并且服务器创建了新的资源。
204 （无内容）服务器成功处理了请求，但没有返回任何内容。
301 （永久移动）请求的网页已永久移动到新位置。
302 （临时移动）服务器目前从不同的位置响应请求。
400 （错误请求）服务器不理解请求的语法。
401 （未授权）请求要求身份验证。
403 （禁止）无权限, 服务器拒绝请求。
404 （未找到） 服务器找不到请求的资源
408 （超时） 请求超时
422 （验证错误） 请求参数未通过验证
429 （被限制）请求次数过多
500 （服务器内部错误） 服务器遇到错误，无法完成请求。
501 （尚未实施） 服务器不具备完成请求的功能。
502 （错误网关） 服务器作为网关或代理，从上游服务器收到无效响应。
503 （服务不可用） 服务器目前无法使用（由于超载或停机维护）。 通常，这只是暂时状态。
504 （网关超时） 服务器作为网关或代理，但是没有及时从上游服务器收到请求。
505 （HTTP 版本不受支持） 服务器不支持请求中所用的 HTTP 协议版本。

GET 和 POST 的区别

安全是指请求方法不会破坏服务器上的资源

幂等是指多次执行相同的操作，其结果都是相同的

  • 语义上

    （最本质的区别）

    • GET 是从服务器获取指定的资源，GET 方法是安全、幂等、可被缓存的
    • POST 是根据请求负荷（报文 body）对指定的资源做出处理，具体的处理方式视资源类型而不同。POST 不安全、不幂等、（大部分实现）不可缓存。

在实际过程中开发者不一定会按照 RFC 规范定义的语义来实现 GET 和 POST 方法

  • 可以用 GET 方法实现新增或删除数据的请求，这样实现的 GET 方法自然就不是安全和幂等；
  • 可以用 POST 方法实现查询数据的请求，这样实现的 POST 方法自然就是安全和幂等

GET 请求可以带 body 吗？

RFC 规范并没有规定 GET 请求不能带 body。只是因为 RFC 规范定义的 GET 请求是获取资源，所以根据这个语义不需要用到 body。
理论上任何 HTTP 请求都可以带 body，任何 HTTP 请求的 URL 也可以携带查询参数