HTTP的概念、原理、⼯作机制、数据格式

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HTTP的概念、原理、工作机制、数据格式

HTTP 的定义

一种网络传输协议，位于 TCP/IP 协议族的最顶层——应用层（这句话后面的课会详细解释）。
两种最直观的印象：

  1. 浏览器地址栏输入地址，打开网页
  2. Android中发送网络请求，返回对应内容

HTTP

Hypertext Transfer Protocol，超文本传输协议，和 HTML (Hypertext Markup Language 超文本标记语⾔) 一起诞生，用于在网络上请求和传输 HTML 内容。
超文本，即「扩展型文本」，指的是 HTML 中可以有链向别的文本的链接（hyperlink）。
HTML格式

HTTP 的工作方式

浏览器：

用户输入地址后回车或点击链接 -> 浏览器拼装 HTTP 报文并发送请求给服务器 -> 服务器处理请求后发送响应报文给浏览器 -> 浏览器解析响应报文并使用渲染引擎显示到界面

手机 App：

用户点击或界面自动触发联网需求 -> Android 代码调用拼装 HTTP 报文并发送请求到服务器 -> 服务器处理请求后发送响应报文给⼿机 -> Android 代码处理响应报文并作出相应处理（如储存数据、加⼯数据、显示数据到界面）

URL 和 HTTP 报文

URL 格式

三部分：协议类型、服务器地址(和端⼝号)、路径(Path)
协议类型://服务器地址[:端⼝号]路径

例子：http://hencoder.com/users?gender=male

报文格式

HTTP报文格式

只关心“状态行 HTTP/1.1 200 OK”、“content-encoding:gzip”
关键内容：Request method、Response status code、Headers、Body

Request Method请求方法

GET

  • 用于获取资源；请求没有Body
  • 对服务器数据不进行修改
  • 不发送Body（Retrofit中get带body会直接报错）
  • 是幂等的（多次调用与一次调用结果一样）
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    GET /users/1 HTTP/1.1
    Host:api.github.com
    对应Retrofit的代码：
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    @GET("/users/{id}")
    Call<User> getUser(@Path("id") String id, @Query("gender") @String gender);

POST

  • 用于增加或修改资源：请求有Body
  • 发送给服务器的内容写在Body里面
  • 不具有幂等性（因为有新增的情况）
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    POST /users HTTP/1.1
    Host: api.github.com
    Content-Type: application/x-www-form-urlencoded
    Content-Length: 13
    name=rengwuxian&gender=male
    对应 Retrofifit 的代码：
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    @FormUrlEncoded
    @POST("/users")
    Call<User> addUser(@Field("name") String name, @Field("gender") String
    gender);

PUT

  • 用于修改资源：请求有Body
  • 发送给服务器的内容写在 Body 里面
  • 具有幂等性（只有修改的情况）
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    PUT /users/1 HTTP/1.1
    Host: api.github.com
    Content-Type: application/x-www-form-urlencoded
    Content-Length: 13
    gender=female
    对应 Retrofifit 的代码：
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    @FormUrlEncoded
    @PUT("/users/{id}")
    Call<User> updateGender(@Path("id") String id, @Field("gender") String
    gender);

DELETE

  • 用于删除资源：请求没有Body
  • 不发送 Body
  • 具有幂等性
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    DELETE /users/1 HTTP/1.1
    Host: api.github.com
    对应 Retrofifit 的代码：
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    @DELETE("/users/{id}")
    Call<User> getUser(@Path("id") String id, @Query("gender") String gender);
  • 和 GET 使用方法完全相同
  • 和 GET 唯一区别在于，返回的响应中没有 Body

Status Code 状态码

三位数字，用于对响应结果做出类型化描述（如「获取成功」「内容未找到」）。

  • 1xx：临时性消息。如：100 （继续发送：一个请求拆分成多个请求，请求中带个except: 100标识（其中except可能不对））、101（正在切换协议：问服务器是否支持（header内有”Upgrade h2c“）服务端不懂HTTP2协议，返回101切换成HTTP1）
  • 2xx：成功。最典型的是 200（OK）、201（创建成功）。
  • 3xx：重定向。如 301（永久移动）、302（暂时移动）、304（内容未改变）。
  • 4xx：客户端错误。如 400（客户端请求错误）、401（认证失败）、403（被禁⽌）、404（找不到内容）。
  • 5xx：服务器错误。如 500（服务器内部错误）。

Header ⾸部

作用：HTTP 消息的元数据（metadata）（数据的属性）。

元数据：数据的数据（从前有座山，山上有个老和尚对小和尚说“从前有座山，山上有个老和尚对小和尚说：‘…’”）

Host

⽬标主机。注意：不是在网络上用于寻址的，而是在目标服务器上用于定位子服务器的。（在请求刚开始就通过DNS寻找对应的IP地址）

Content-Type

指定 Body 的类型。主要有4类：

  1. text/html

    • 请求 Web 页面时返回响应的类型，Body 中返回 html 文本。格式如下：
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    HTTP/1.1 200 OK
    Content-Type: text/html; charset=utf-8
    Content-Length: 853
    <!DOCTYPE html>
    <html>
        <head>
            <meta charset="utf-8">
            ......
    • Content-Type: text/html;charset=utf-8

  2. x-www-form-urlencoded

    • Web 页面纯文本表单的提交方式。encoded URL格式
    • Content-Type: application/x-www-form-urlencoded

    Http纯文本表单提交方式

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    <form method="POST" enctype="application/x-www-form-urlencoded">
        <div class="form-group">
            <label>Name</label>
            <input type="text" name="name" class="form-control" placeholder="姓名">
        </div>
        <div class="form-group">
            <label>Name</label>
            <input type="text" name="nickName" class="form-control" placeholder="昵称">
        </div>
        <p>
            <button type="submit" class="btn btn-primary btn-lg">提交</button>
        </p>
    </form>

    格式如下：

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    POST /users HTTP/1.1
    HOST:api.github.com
    Content-Type:application/x-www-form-urlencoded
    Content-Length:27

    name=renwuxian&gender=male

    对应Retrofit的代码

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    @FormUrlEncoded
    @POST("/users")
    Call<User> addUser(@Field("name") String name, @Field("gender") String gender);

  3. multitype/form-data

    • Web 页面含有二进制文件时的提交方式
    • Content-Type: multipart/form-data; boundary=----WebKitFormBoundary7MA4YWxkTrZu0gW

    Http含二进制文件时的提交方式

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    <form method="POST" enctype="multipart/form-data">
        <div class="form-group">
            <label>文件名</label>
            <input type="text" class="form-control" name="name" placeholder="文件名">
        </div>
        <div class="form-group">
            <label for="exampleInputFile">上传文件</label>
            <input type="file" name="upload" id="exampleInputFile">
        </div>
        <button type="submit" class="btn btn-default">提交</button>
    </form>

    格式如下：

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    POST /users HTTP/1.1
    Host: hencoder.com
    Content-Type: multipart/form-data; boundary=----
    WebKitFormBoundary7MA4YWxkTrZu0gW
    Content-Length: 2382
    ------WebKitFormBoundary7MA4YWxkTrZu0gW
    Content-Disposition: form-data; name="name"
    rengwuxian
    ------WebKitFormBoundary7MA4YWxkTrZu0gW
    Content-Disposition: form-data; name="avatar"; filename="avatar.jpg"
    Content-Type: image/jpeg
    JFIFHHvOwX9jximQrWa......
    ------WebKitFormBoundary7MA4YWxkTrZu0gW--

    对应 Retrofit 的代码：

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@Multipart
@POST("/users")
Call<User> addUser(@Part("name") RequestBody name, @Part("avatar")
RequestBody avatar);
...
RequestBody namePart = RequestBody.create(MediaType.parse("text/plain"),
nameStr);
RequestBody avatarPart = RequestBody.create(MediaType.parse("image/jpeg"),
avatarFile);
api.addUser(namePart, avatarPart);

  1. application/json , image/jpeg , application/zip …

    • 单项内容（文本或非文本都可以），用于 Web Api 的响应或者 POST/PUT 的请求

      请求中提交 JSON

    • Content-Type: application/json; charset=utf-8、Content-Type: image/jpeg、Content-Type: application/zip

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POST /users HTTP/1.1
Host: hencoder.com
Content-Type: application/json; charset=utf-8
Content-Length: 38
{"name":"rengwuxian","gender":"male"}

对应 Retrofifit 的代码：

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@POST("/users")
Call<User> addUser(@Body("user") User user);
...
// 需要使用 JSON 相关的 Converter
api.addUser(user);

响应中返回 JSON

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HTTP/1.1 200 OK
content-type: application/json; charset=utf-8
content-length: 234
[{"login":"mojombo","id":1,"node_id":"MDQ6VXNl
cjE=","avatar_url":"https://avatars0.githubuse
rcontent.com/u/1?v=4","gravat......

请求中提交二进制内容

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POST /user/1/avatar HTTP/1.1
Host: hencoder.com
Content-Type: image/jpeg
Content-Length: 1575
JFIFHH9......

对应 Retrofifit 的代码：

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@POST("users/{id}/avatar")
Call<User> updateAvatar(@Path("id") String id, @Body RequestBody avatar);
...
RequestBody avatarBody = RequestBody.create(MediaType.parse("image/jpeg"),
avatarFile);
api.updateAvatar(id, avatarBody)

相应中返回二进制内容

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HTTP/1.1 200 OK
content-type: image/jpeg
content-length: 1575
JFIFHH9......

Content-Length

  • 指定 Body 的长度（字节）。（如果没有长度，那么请求的内容是到哪里结束，服务器就不知道了）

  • 分块传输编码 Chunked Transfer Encoding

    • 作用：用于当响应发起时，内容长度还没能确定的情况下（二进制传输内容无法确定，有可能混用了比如换行符等用来标识结束的符号）。和 Content-Length 不同时使用。用途是尽早给出响应，减少用户等待。
    • Transfer-Encoding: chunked

  • 格式：

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HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: text/html
Transfer-Encoding: chunked
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Chun
9
ked Trans
12
fer Encoding
0

Location

指定重定向的⽬标 URL

User-Agent

  • 用户代理【了解即可】
  • 作用：即是谁实际发送请求、接受响应的，例如⼿机浏览器、某款⼿机 App。

Range / Accept-Range

  • 按范围取数据

  • 作用：断点续传、多线程下载。

  • Accept-Range: bytes 响应报文中出现，表示服务器⽀持按字节来取范围数据

  • Range: bytes=<start>-<end> 请求报文中出现，表示要取哪段数据

  • Content-Range:<start>-<end>/total 响应报文中出现，表示发送的是哪段数据

其他 Headers

  • Accept: 客户端能接受的数据类型。如 text/html

  • Accept-Charset: 客户端接受的字符集。如 utf-8

  • Accept-Encoding: 客户端接受的压缩编码类型。如 gzip

  • Content-Encoding：压缩类型。如 gzip

Cache

  • 作用：在客户端或中间网络节点缓存数据，降低从服务器取数据的频率，以提⾼网络性能。
  • Cache-Control： no-cache、no-store、max-age
  • Last-Modified
    • If-Modified-Since
  • Etag
    • If-None-Match
  • Cache-Control ：private/public

Cache和Buffer的 区别

  • Cache：缓存，用过的等下还要用先存着
  • Buffer：缓冲，处理不过来先存着、等下生产来不及先存着，等下再使用

REST

REST 的定义众说纷纭，没有统一答案。

扔物线的观点：REST HTTP 即正确使用 HTTP。包括：

  • 使用资源的格式来定义 URL

  • 规范地使用 method 来定义网络请求操作

  • 规范地使用 status code 来表示响应状态

  • 其他符合 HTTP 规范的设计准则