IT兄弟连 JavaWeb教程 HTTP协议
内容导读
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超文本传输协议（HTTP，Hypertext Transfer Protocol）是互联网上应用最为广泛的一种网络协议。所有的Web文件都必须遵守这个标准。设计HTTP最初的目的是为了提供一种发布和接收HTML页面的方法。1960年美国人Ted Nelson构思了一种通过计算机处理文本信息的方法，并称之为超文本（hypertext），这成为了HTTP超文本传输协议标准架构的发展根基。Ted Nelson组织协调万维网协会（World Wide Web Consortium）和互联网工程工作小组（Internet Engineering Task Force）共同合作研究，最终发布了一系列的RFC文档，其中著名的RFC 2616定义了HTTP 1.1。
HTTP基于TCP/IP通信协议来传递数据，HTTP属于OSI网络七层协议模型中的最上层：应用层，由请求和响应组成，是一个标准的客户端服务器模型。HTTP是一个无状态的协议。HTTP协议的版本有0.9、1.0、1.1和2.0，目前广泛使用的是1.1版本。
HTTP默认端口号为80。它也可以承载在TLS和SSL之上，通过加密、认证的方式实现数据传输的安全，称为HTTPS，HTTPS默认端口号为443。
HTTP协议具有以下特点：
● 简单快速，客户端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和POST。每种方法规定了客户与服务器联系时的类型。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。
● 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。
● 无连接，无连接的含义是限制每次连接只处理一个请求。服务器处理完成客户的请求，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。
● 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，则它必须重新传送数据，这样可能导致每次连接传送的数据量增大。另一方面，在服务器不需要之前的信息时它的应答就比较快。
HTTP协议规定了Web的基本运作过程，以及浏览器与Web服务器之间的通信细节。客户端主动发出HTTP请求，服务器端接收HTTP请求，再返回相应的HTTP响应结果。客户端与服务器端之间的一次信息交换包括以下过程：
● 客户端与服务器端建立TCP连接。
● 客户端发出HTTP请求。
● 服务器端发出响应的HTTP响应。
● 客户端与服务器端之间的TCP连接关闭。
当用户在浏览器中输入URL地址：http://www.itxdl.cn后，浏览器与服务器之间的具体通信过程如下：
● 浏览器与网络上域名为www.itxdl.cn的Web服务器建立TCP连接。
● 浏览器发出要求访问index.html（网站主页，欢迎页）的HTTP请求。
● Web服务器在接收到HTTP请求后，解析HTTP请求，然后发回包含index.html文件数据的HTTP响应。
● 浏览器在接收到HTTP响应后，解析HTTP响应，并在窗口中展示index.html文件。
● 浏览器与Web服务器之间的TCP连接关闭。
当用户在上面的网站页面中用鼠标点击“JavaEE工程师”的超链接时，将会触发浏览器与Web服务器开始一次新的HTTP通信，在这次通信过程中，浏览器会发出请求访问“JavaEE工程师”页面的HTTP请求。
从浏览器与Web服务器的通信过程中，可以看出浏览器应该具备以下功能：
● 请求与Web服务器建立TCP连接。
● 创建并发送HTTP请求。
● 接收并解析HTTP响应。
● 在浏览器窗口中展示HTML文档。
Web服务器应该具有以下功能：
● 接收来自客户端浏览器的TCP连接请求。
● 接收并解析HTTP请求。
● 创建并发送HTTP响应。
HTTP客户端程序和HTTP服务器分别由不同的软件开发商提供，目前最常使用的HTTP客户端程序包括IE（Microsoft Edge）、Firefox、Opera和NetScape、Chrome等，最常用的HTTP服务器包括IIS和Apache等。HTTP客户程序和服务器程序都可以用任意的编程语言编写，那么用VC编写的HTTP客户程序能否与用Java编写的HTTP服务器顺利通信呢？答案是肯定的。此外，运行在Windows平台上的HTTP客户程序能否与运行在Linux平台上的HTTP服务器通信呢？答案也是肯定的。
HTTP客户程序和服务器程序分别用不同的语言编写，并且运行在不用的平台上，双方如何能看得懂对方的数据呢？这要归功于HTTP协议。HTTP协议严格规定了HTTP请求和HTTP响应的数据格式，只要HTTP服务器与客户程序之间的交换数据都遵守HTTP协议，双方都能看得懂对方发送的数据，从而能顺利交流。
HTTP协议由两部分组成，分别是请求部分和响应部分。
1.3.2 HTTP协议中的请求
客户端连接上服务器端后，向服务器端请求某个Web资源，称之为客户端向服务器端发送了一个HTTP请求。
一个完整的HTTP请求包含以下内容：
● 请求行
● 请求头
● 请求空行
● 请求体
一个HTTP请求的示例：
POST /servlet/login.html HTTP/1.1
Host: localhost:8088
Content-Length: 21
Cache-Control: max-age=0
Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml; q=0.9,image/webp, */*;q=0.8
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; WOW64)
Content-Type: application/x-www-form-urlencoded
Accept-Encoding: gzip,deflate,sdch
Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.8
name=snape&pwd=123456
现在我们分析上面请求示例中各部分的内容：
● 请求行
HTTP请求中的请求行描述了请求方法，请求的服务器地址以及所使用的HTTP协议版本。
上面的HTTP请求实例中，位于请求行中的POST称之为请求方式，HTTP协议中定义的请求方式如表1.1所示：
表1.1 HTTP协议中定义的请求方式
用户如果没有设置，默认情况下浏览器向服务器发送的都是GET请求，例如在浏览器中直接输入地址访问，点击超链接访问等都是GET请求，用户如果想把请求方式改为POST，可通过更改表单的提交方式实现。
不管POST还是GET，都用于向服务器端请求某个Web资源，这两种方式的区别会在本书的1.3.4小节中进行详细的介绍。
在请求行中，请求方式之后的是URL地址和HTTP协议的版本。它们之间使用空格分隔。
● 请求头
HTTP请求中的请求头由一个个的键值对组成，是用来通知服务器有关客户端的信息的。HTTP请求中常用以下的请求头来告诉服务器一些信息：
（1）Accept：浏览器可接受的MIME类型。
（2）Accept-Charset：浏览器可接受的字符集。
（3）Accept-Encoding：浏览器能够进行解码的压缩格式。
（4）Accept-Language：浏览器所处的语言环境环境。
（5）Host：浏览器通过这个头告诉服务器想访问哪台主机。
（6）Content-Length：表示请求消息的正文长度。
（7）Content-Type：表示请求的MIME类型。
（8）User-Agent：表示浏览器的标识信息。
（9）Cache-Control：标识浏览器缓存机制。
● 请求空行
在HTTP请求的请求头和请求体之间，使用了一个请求空行用来分隔，告诉服务器端已经没有请求头信息了。即使请求体中没有内容，也必须有一个请求空行
● 请求体
请求体用来向服务器发送数据信息，使用“key=value&key=value”的形式，在GET请求中，请求体是空的，GET请求的数据信息在请求行中的URL地址中进行拼接。
1.3.3 HTTP协议中的响应
一个HTTP响应代表了服务器端向客户端返回的数据，一个HTTP完整的响应包含了以下内容：
● 响应行
● 响应头
● 响应体
一个HTTP响应的示例：
HTTP/1.1 200 OK
Server: Apache-Coyote/1.1
Last-Modified: Thu, 08 Sep 2016 12:59:41 GMT
Content-Type: text/html
Content-Length: 588
Date: Thu, 08 Sep 2016 12:59:54 GMT
<html>
<head>
<title>示例1</title>
</head>
<body>
<h1>这是一个HTML页面</h1>
</body>
</html>
现在我们分析上面响应示例中各部分的内容：
● 响应行
以及HTTP响应中的响应行用于描述服务器端对请求的处理结果，其中包括了HTTP协议的版本号已经响应状态码信息，状态码用于表示服务器对请求的处理结果。
响应状态码由三位十进制数字组成，第一个十进制数定义了状态码的类型，后两个数字没有分类的作用。响应状态码共分为5中类型，如下表1.2所示。
表1.2 响应状态码分类
目前比较常见的响应状态码如表1.3所示。
表1.3 常见响应状态码
● 响应头
响应头用于描述服务器的基本信息，以及对返回的数据进行描述，服务器通过这些数据的描述信息，通知客户端如何处理服务器端返回的数据。HTTP响应中常用以下的响应头来告诉浏览器一些信息：
（1）Server：服务器名称，一般由Web服务器设置的，如：Apache、Tomcat。
（2）Location：通过设置Location通知浏览器跳转到指定的地址再次发送请求。
（3）Content-Encoding：该响应头告诉浏览器返回的数据的压缩格式。
（4）Content-Length：该响应头告诉浏览器返回的数据的长度。
（5）Content-Type：通过该响应头告诉浏览器返回的数据的类型。
（6）Date：表示当前的GMT时间。
（7）Last-Modified：表示文档的最后修改时间。
● 响应体
在HTTP响应中的响应体中，包含了服务器端返回给浏览器的数据。根据Content-Type类型的不同，响应体中的数据形式也不同。
1.3.4 HTTP协议中的GET和POST请求的区别
● GET请求：
（1）GET请求的数据，以键值对的形式在请求行中的URL后，以?进行拼接，多个键值对之间使用&拼接。
（2）GET请求只能传输字符串类型的数据。
（3）GET请求因浏览器限制URL长度的原因只能传输少量数据。
（4）因为GET请求会将传输的数据显示在地址栏中，所以相对POST请求不安全。
● POST请求：
（1）POST请求的数据，以键值对的形式存储在请求体中，多个键值对之间使用&拼接。
（2）POST请求可以传输任意类型的数据。
（3）POST请求对传输的数据的大小没有限制。
（4）相对于GET请求，POST请求不会将传输的数据显示在地址栏中，较为安全。
内容总结
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