HTTP是Hyper Text Transfer Protocol(超文本传输协议)的缩写。它的发展是万维网协会(World Wide Web Consortium)和Internet工作小组IETF(Internet Engineering Task Force)合作的结果,RFC 1945定义了HTTP/1.0版本、RFC 2616定义了今天普遍使用的一个版本——HTTP 1.1。 HTTP协议是用于从WWW服务器传输超文本到本地浏览器的传送协议,它可以使浏览器更加高效,使网络传输减少。它不仅保证计算机正确快速地传输超文本文档,还确定传输文档中的哪一部分,以及哪部分内容首先显示(如文本先于图形)等。http特点:
1.支持客户/服务器模式。HTTP协议永远都是客户端发起请求,服务器回送响应,这样就限制了使用HTTP协议,无法实现在客户端没有发起请求的时候,服务器将消息推送给客户端。
2.简单快速:客户向服务器请求服务时,只需传送请求方法和路径。请求方法常用的有GET、HEAD、POST。每种方法规定了客户与服务器联系的类型不同。由于HTTP协议简单,使得HTTP服务器的程序规模小,因而通信速度很快。
3.灵活:HTTP允许传输任意类型的数据对象。正在传输的类型由Content-Type加以标记。
4.无连接:无连接的含义是限制每次连接只处理一个请求。服务器处理完客户的请求,并收到客户的应答后,即断开连接。采用这种方式可以节省传输时间。
5.无状态:HTTP协议是无状态协议。无状态是指协议对于事务处理没有记忆能力。缺少状态意味着如果后续处理需要前面的信息,则它必须重传,这样可能导致每次连接传送的数据量增大。另一方面,在服务器不需要先前信息时它的应答就较快。
HTTP协议通常承载于TCP协议之上,有时也承载于TLS或SSL协议层之上,这个时候,就成了我们常说的HTTPS。如下图所示:
默认HTTP的端口号为80,HTTPS的端口号为443。
1)首先客户机与服务器需要建立连接。(tcp三次握手)。
2)建立连接后,客户机发送一个请求给服务器,请求方式的格式为:统一资源标识符(URL)、协议版本号,后边是MIME信息包括请求修饰符、客户机信息和可能的内容。
3)服务器接到请求后,给予相应的响应信息,其格式为一个状态行,包括信息的协议版本号、一个成功或错误的代码,后边是MIME信息包括服务器信息、实体信息和可能的内容。
4)客户端接收服务器所返回的信息通过浏览器显示在用户的显示屏上,然后客户机与服务器断开连接。 如果在以上过程中的某一步出现错误,那么产生错误的信息将返回到客户端,有显示屏输出。对于用户来说,这些过程是由HTTP自己完成的,用户只要用鼠标点击,等待信息显示就可以了。
通过抓包软件分析数据包(如下图)可清晰的看到客户端浏览器(ip为192.168.2.33)与服务器的交互过程:
1)No1:浏览器(192.168.2.33)向服务器(220.181.50.118)发出连接请求。此为TCP三次握手第一步,此时从图中可以看出,为SYN,seq:X (x=0)
2)No2:服务器(220.181.50.118)回应了浏览器(192.168.2.33)的请求,并要求确认,此时为:SYN,ACK,此时seq:y(y为0),ACK:x+1(为1)。此为三次握手的第二步;
3)No3:浏览器(192.168.2.33)回应了服务器(220.181.50.118)的确认,连接成功。为:ACK,此时seq:x+1(为1),ACK:y+1(为1)。此为三次握手的第三步; 4)No4:浏览器(192.168.2.33)发出一个页面HTTP请求;
5)No5:服务器(220.181.50.118)确认;
6)No6:服务器(220.181.50.118)发送数据;
7)No7:客户端浏览器(192.168.2.33)确认;
8)No14:客户端(192.168.2.33)发出一个图片HTTP请求;
9)No15:服务器(220.181.50.118)发送状态响应码200 OK ……
1、请求行:请求行以一个方法符号开头,以空格分开,后面跟着请求的URI和协议的版本,最后加上回车,格式如下:GET /index.html HTTP/1.1
HTTP协议的请求方法有GET、POST、HEAD、PUT、DELETE、OPTIONS、TRACE、CONNECT。
1)GET
最常见的一种请求方式,当客户端要从服务器中读取文档时,使用的都是GET方式。GET方法要求服务器将URL定位的资源放在响应报文的数据部分,回送给客户端。使用GET方法时,请求参数和对应的值附加在URL后面,利用一个问号(“?”)代表URL的结尾与请求参数的开始,传递参数长度受限制。例如,/index.jsp?id=100&op=bind,这样通过GET方式传递的数据直接表示在地址中,所以我们可以把请求结果以链接的形式发送给好友。以用google搜索domety为例,Request格式如下:
GET /search?hl=zh-CN&source=hp&q=domety&aq=f&oq= HTTP/1.1 Accept: image/gif, image/x-xbitmap, image/jpeg, image/pjpeg, application/vnd.ms-excel, application/vnd.ms-powerpoint, application/msword, application/x-silverlight, application/x-shockwave-flash, */* Referer: <a href="http://www.google.cn/">http://www.google.cn/</a> Accept-Language: zh-cn Accept-Encoding: gzip, deflate User-Agent: Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 6.0; Windows NT 5.1; SV1; .NET CLR 2.0.50727; TheWorld) Host: <a href="http://www.google.cn">www.google.cn</a> Connection: Keep-Alive Cookie: PREF=ID=80a06da87be9ae3c:U=f7167333e2c3b714:NW=1:TM=1261551909:LM=1261551917:S=ybYcq2wpfefs4V9g; NID=31=ojj8d-IygaEtSxLgaJmqSjVhCspkviJrB6omjamNrSm8lZhKy_yMfO2M4QMRKcH1g0iQv9u-2hfBW7bUFwVh7pGaRUb0RnHcJU37y- FxlRugatx63JLv7CWMD6UB_O_r可以看到,GET方式的请求一般不包含”请求内容”部分,请求数据以地址的形式表现在请求行。
POST /search HTTP/1.1 Accept: image/gif, image/x-xbitmap, image/jpeg, image/pjpeg, application/vnd.ms-excel, application/vnd.ms-powerpoint, application/msword, application/x-silverlight, application/x-shockwave-flash, */* Referer: <a href="http://www.google.cn/">http://www.google.cn/</a> Accept-Language: zh-cn Accept-Encoding: gzip, deflate Content-Length: 22 User-Agent: Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 6.0; Windows NT 5.1; SV1; .NET CLR 2.0.50727; TheWorld) Host: <a href="http://www.google.cn">www.google.cn</a> Connection: Keep-Alive Cookie: PREF=ID=80a06da87be9ae3c:U=f7167333e2c3b714:NW=1:TM=1261551909:LM=1261551917:S=ybYcq2wpfefs4V9g; NID=31=ojj8d-IygaEtSxLgaJmqSjVhCspkviJrB6omjamNrSm8lZhKy_yMfO2M4QMRKcH1g0iQv9u-2hfBW7bUFwVh7pGaRUb0RnHcJU37y- FxlRugatx63JLv7CWMD6UB_O_r hl=zh-CN&source=hp&q=domety可以看到,POST方式请求行中不包含数据字符串,这些数据保存在”请求内容”部分,各数据之间也是使用”&”符号隔开。
3).HEAD
HEAD就像GET,只不过服务端接受到HEAD请求后只返回响应头,而不会发送响应内容。当我们只需要查看某个页面的状态的时候,使用HEAD是非常高效的,因为在传输的过程中省去了页面内容。
2、请求头部:请求头部由关键字/值对组成,每行一对,关键字和值用英文冒号“:”分隔。请求头部通知服务器有关于客户端请求的信息,典型的请求头有:
1、状态行格式如下:HTTP-Version Status-Code Reason-Phrase CRLF
其中,HTTP-Version表示服务器HTTP协议的版本;Status-Code表示服务器发回的响应状态代码;Reason-Phrase表示状态代码的文本描述。常见状态代码、状态描述的说明如下。
HTTP/1.1 200 OK Date: Sat, 31 Dec 2005 23:59:59 GMT Content-Type: text/html;charset=ISO-8859-1 Content-Length: 122 <html> <head> <title>Wrox Homepage</title> </head> <body> <!-- body goes here --> </body> </html>
1、HTTP/1.0 每次请求都需要建立新的TCP连接,连接不能复用。HTTP/1.1 新的请求可以在上次请求建立的TCP连接之上发送,连接可以复用。优点是减少重复进行TCP三次握手的开销,提高效率。 注意:在同一个TCP连接中,新的请求需要等上次请求收到响应后,才能发送。
2、Host域HTTP1.1在Request消息头里头多了一个Host域, HTTP1.0则没有这个域。可能HTTP1.0的时候认为,建立TCP连接的时候已经指定了IP地址,这个IP地址上只有一个host。 Eg:
GET /pub/WWW/TheProject.html HTTP/1.1
Host: www.w3.org
3、状态响应码
状态响应码100 (Continue) 状态代码的使用,允许客户端在发request消息body之前先用request header试探一下server,看server要不要接收request body,再决定要不要发request body。 客户端在Request头部中包含Expect: 100-continue Server看到之后呢如果回100 (Continue) 这个状态代码,客户端就继续发request body。这个是HTTP1.1才有的。 另外在HTTP/1.1中还增加了101、203、205等等性状态响应码
4、请求方式
HTTP1.1增加了OPTIONS, PUT, DELETE, TRACE, CONNECT这些Request方法.
。。。
2、Cookie和Session:
Cookie和Session都为了用来保存状态信息,都是保存客户端状态的机制,它们都是为了解决HTTP无状态的问题而所做的努力。 Session可以用Cookie来实现,也可以用URL回写的机制来实现。用Cookie来实现的Session可以认为是对Cookie更高级的应用。
1)两者比较:Cookie和Session有以下明显的不同点:
2)Session机制:
Session机制是一种服务器端的机制,服务器使用一种类似于散列表的结构(也可能就是使用散列表)来保存信息。 当程序需要为某个客户端的请求创建一个session的时候,服务器首先检查这个客户端的请求里是否已包含了一个session标识 - 称为 session id,如果已包含一个session id则说明以前已经为此客户端创建过session,服务器就按照session id把这个 session检索出来使用(如果检索不到,可能会新建一个),如果客户端请求不包含session id,则为此客户端创建一个session并且生成一个与此session相关联的session
id,session id的值应该是一个既不会重复,又不容易被找到规律以仿造的字符串,这个 session id将被在本次响应中返回给客户端保存。
3)Session的实现方式
1.使用Cookie来实现:
服务器给每个Session分配一个唯一的JSESSIONID,并通过Cookie发送给客户端。 当客户端发起新的请求的时候,将在Cookie头中携带这个JSESSIONID。这样服务器能够找到这个客户端对应的Session。 流程如下图所示:
2.使用URL回显来实现:
URL回写是指服务器在发送给浏览器页面的所有链接中都携带JSESSIONID的参数,这样客户端点击任何一个链接都会把JSESSIONID带会服务器。 如果直接在浏览器输入服务端资源的url来请求该资源,那么Session是匹配不到的。Tomcat对Session的实现,是一开始同时使用Cookie和URL回写机制,如果发现客户端支持Cookie,就继续使用Cookie,停止使用URL回写。如果发现Cookie被禁用,就一直使用URL回写。jsp开发处理到Session的时候,对页面中的链接记得使用response.encodeURL()
。
3)在J2EE项目中Session失效的几种情况
1.Session超时:Session在指定时间内失效,例如30分钟,若在30分钟内没有操作,则Session会失效,例如在web.xml中进行了如下设置:
<session-config>
<session-timeout>30</session-timeout> //单位:分钟
</session-config>
2.使用session.invalidate()明确的去掉Session。
4)与Cookie相关的HTTP扩展头
5)Cookie的流程
服务器在响应消息中用Set-Cookie头将Cookie的内容回送给客户端,客户端在新的请求中将相同的内容携带在Cookie头中发送给服务器。从而实现会话的保持。 流程如下图所示:
3、缓存的实现原理
1)什么是Web缓存
WEB缓存(cache)位于Web服务器和客户端之间。 缓存会根据请求保存输出内容的副本,例如html页面,图片,文件,当下一个请求来到的时候:如果是相同的URL,缓存直接使用副本响应访问请求,而不是向源服务器再次发送请求。 HTTP协议定义了相关的消息头来使WEB缓存尽可能好的工作。
2)缓存的优点
3)与缓存相关的HTTP扩展消息头
4)客户端缓存生效的常见流程
服务器收到请求时,会在200OK中回送该资源的Last-Modified和ETag头,客户端将该资源保存在cache中,并记录这两个属性。当客户端需要发送相同的请求时,会在请求中携带If-Modified-Since和If-None-Match两个头。两个头的值分别是响应中Last-Modified和ETag头的值。服务器通过这两个头判断本地资源未发生变化,客户端不需要重新下载,返回304响应。常见流程如下图所示:
5)Web缓存机制
HTTP/1.1中缓存的目的是为了在很多情况下减少发送请求,同时在许多情况下可以不需要发送完整响应。前者减少了网络回路的数量;HTTP利用一个“过期(expiration)”机制来为此目的。后者减少了网络应用的带宽;HTTP用“验证(validation)”机制来为此目的。 HTTP定义了3种缓存机制:
4、断点续传和多线程下载的实现原理
分块请求资源实例: Eg1:Range: bytes=306302- :请求这个资源从306302个字节到末尾的部分; Eg2:Content-Range: bytes 306302-604047/604048:响应中指示携带的是该资源的第306302-604047的字节,该资源共604048个字节; 客户端通过并发的请求相同资源的不同片段,来实现对某个资源的并发分块下载。从而达到快速下载的目的。目前流行的FlashGet和迅雷基本都是这个原理。
多线程下载的原理:
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