本章目錄
- 1、http是怎麼定義的？
- 2、http是怎麼工作的？
- 3、報文是什麼？
- 4、URL是什麼？
- 5、RequestMethod請求方法有哪些？
- 6、State Code狀態碼
- 7、Header頭部
- 8、Cache快取
- 9、http的發展史
- 10、斷點續傳功能是怎麼實現的
本章結構圖
1、http是怎麼定義的？
1.1、超文字傳輸協議；
超文字傳輸協議（英語：HyperText Transfer Protocol，縮寫：HTTP）是一種用於分散式、協作式和超媒體資訊系統的應用層協議。HTTP是全球資訊網的資料通訊的基礎。
設計HTTP最初的目的是為了提供一種釋出和接收HTML頁面的方法。通過HTTP或者HTTPS協議請求的資源由統一資源識別符號（Uniform Resource Identifiers，URI）來標識。
1.2、http在網路中的分層；
最開始的網路分層是分了有七層，如下；
OSI模型：
後來由於最上面三層（應用層、表示層和會話層）在TCP/IP組中是一個應用層，就合併到應用層了；
TCP/IP組模型：
而HTTP在網路分層中是屬於應用層的協議；
2、http是怎麼工作的？
http的工作方式通常是由客戶端和服務端協同完成的；
通常，由客戶端發起一個請求，建立一個到伺服器指定埠（預設是80）的TCP連結，伺服器則在這個埠監聽客戶端的請求，當接收到請求後，會根據客戶端的請求，返回對應的內容，比如html文字，圖片之類的，並且返回對應的狀態碼來告訴客戶端請求的狀態是否成功；
3、報文是什麼？
3.1、http的報文是什麼？
HTTP報文是在HTTP應用程式之間傳送的資料塊。
將http比喻成快遞，那麼http報文就是包裹的快遞單，包含來姓名，地址，郵政編碼，表示我這個快遞要寄到哪裡去，而快遞中心收到這個快遞後，就會通過這個快遞單，來判斷這個包裹要寄送到哪裡去，而這個資訊就是通過快遞單來獲取的；
那麼同樣http報文也是類似的道理，客戶端傳送一個請求，帶上報文，服務端接收到請求後，解析這個報文，就知道客戶端需要獲取什麼東西來；
而服務端想客戶端返回內容時，也會帶上報文，表示我返回的內容是什麼，方便客戶端通過報文來解析資料，並處理的流程；
3.2、http報文的格式
http報文分為請求報文和相應報文；
- 請求報文：客戶端向伺服器傳送的報文；
- 相應報文：服務端向客戶端傳送的報文；
請求報文的格式：
由請求行，請求頭，空行，請求資料這四部分組成
舉例：請求百度的地址，開啟瀏覽器的除錯功能，檢視請求報文；
響應報文的格式：
由狀態行，請求頭，空行，請求資料這四部分組成
舉例：同樣通過瀏覽器檢視百度頁面的響應報文；
4、URL是什麼？
4.1、URL是怎麼定義的？
URL，全稱：Uniform Resource Locator 譯名：統一資源定位符，用於準確描述Internet上某一資源的地址；
我們訪問的網頁都是有地址的，而地址通常指向某個伺服器上的資源；
4.2、URL的格式是怎樣的？
URL的格式是由協議型別（http，https等），伺服器地址（host），埠號（port），路徑（path）這幾部分組成的；
比如百度的地址：www.baidu.com/；
格式如下：http://host[:port][/path]
- 協議型別：表示使用哪種網路協議來進行網路請求，比如HTTP，HTTPS；
- 伺服器地址：表示主機，或者域名，或者IP地址；
- 埠號：如果沒有指定的話，預設為80；
- 路徑：表示指定請求資源的URL，預設會帶上“/”，一般都是瀏覽器給我們加上的；
5、RequestMethod請求方法有哪些？
5.1、請求方法
HTTP請求的方法有很多，如下：
-
GET：使用GET的請求用於從伺服器獲取資料；
-
HEAD：和GET請求相似，但是沒有響應體；
-
POST方法：用於將內容提交到伺服器，通常用於修改或者刪除伺服器上的資源；
-
PUT方法：通常用於修改伺服器上的資料；
-
DELETE方法：刪除伺服器指定的資源；
-
CONNECT方法：建立一個到由目標資源標識的伺服器的隧道，用於代理伺服器；
-
OPTIONS方法：用於描述目標資源的通訊選項，通常用於跨域請求；
-
TRACE方法：沿著到目標資源的路徑執行一個訊息環回測試，用於追蹤請求；
5.2、GET和POST請求的區別
我們最常用的的請求方法，基本上就是GET和POST請求了，那麼我們來看一下他們的區別吧；
通常在瀏覽器上輸入一個地址進行請求，一般都是通過GET請求方式，而POST請求一般用於提交內容，將需要提交給伺服器的引數放到body裡面，進行請求；
來看看w3school列舉的差異點：
疑問：
1，安全性：
GET的請求在瀏覽器上是可以看到請求的引數的，基本上來說沒有安全性可言；
而POST請求在瀏覽器上看不到請求引數，是不是表示就是安全的呢？
並不是，別人可以通過抓包的方式來獲取到你的請求引數，所以並不是安全的，要想安全的傳輸只能通過有加密方式的HTTPS請求；
2，POST方法是否會產生兩個TCP資料包？
答案是：不一定；
這個不是必然會產生兩個TCP資料包，而是看瀏覽器是否做了傳送兩次TCP資料包的處理，如果有做處理的話就會傳送兩次TCP資料包；
網上已經有文章驗證過了，我這裡就不再多說了，經驗證的結果為：Chrome和Safari瀏覽器會傳送兩次TCP資料包，而Firefox瀏覽器只傳送了一次；
詳情請參考：聽說『99% 的人都理解錯了 HTTP 中 GET 與 POST 的區別』？？
3，URL過長會導致什麼問題？
我們先用postman來模擬一下看看，弄一個超長的URL，請求一下看會不會報錯；
從圖片上可以看出，postman直接返回了414 Request-URL Too Long，表示當前URL過長了；
用瀏覽器請求返回的錯誤資訊也是一樣：
那麼這裡是否會有疑問，為什麼URL過長會報錯？ 是伺服器處理不了，還是postman處理不了？ 還是http協議規定的URL不能超過多長呢？
檢視RFC的http的相關文件（RFC 2616 - HTTP/1.1）發現裡面的一段話，如下：
The HTTP protocol does not place any a priori limit on the length of a URI. Servers MUST be able to handle the URI of any resource they serve, and SHOULD be able to handle URIs of unbounded length if they provide GET-based forms that could generate such URIs. A server SHOULD return 414 (Request-URI Too Long) status if a URI is longer than the server can handle (see section 10.4.15).
翻譯過來的意思就是:
HTTP協議沒有對長度限制進行任何限制，伺服器必須能夠處理其任何資源的URI服務，並且應該能夠處理長度不受限制的URI，如果URI較長，則應返回414（請求URI太長）狀態超出伺服器的處理能力；
看到這裡，我們就明白了，http協議並沒有限制URL的長度，對URL長度做處理的，只有伺服器或者瀏覽器，所以URL過長導致的報錯是由伺服器或者瀏覽器處理的；
4，GET方法可以帶Body嗎？
答案是：可以的！
為什麼GET方法可以帶Body嗎？不是說GET方法是通過URL來取資源的嗎？
來看一下RFC的協議中，對於GET方法的定義：
The GET method means retrieve whatever information (in the form of an entity) is identified by the Request-URI.
翻譯過來的意思就是GET方法是通過URL來檢索伺服器上的資訊，並沒有說不能帶上Body；
那麼到這裡你是否就有疑惑了？ 他沒說不就代表他可以帶上Body來請求啊；別急，我們繼續分析；
再來看另外一份RFC協議對於GET請求帶Body的解釋:
A payload within a GET request message has no defined semantics; sending a payload body on a GET request might cause some existing implementations to reject the request.
翻譯過來的意思就是帶上Body的GET方法，可能會導致拒絕請求，有可能是伺服器拒絕了，也有可能是瀏覽器或者框架拒絕請求；
結論：GET方法是可以帶上Body請求的，但是可能會發生拒絕請求的錯誤，或者一些其他的錯誤出現；
那麼對於GET方法帶上Body的測試這裡就不多說了，感興趣的請參考：誰說 HTTP GET 就不能通過 Body 來傳送資料呢？
6、State Code狀態碼
6.1、狀態碼是什麼？
狀態碼是客戶端向服務端請求後，服務端會返回一個數字來告訴端側請求的狀態，比如200，表示請求成功了，比如404，客戶端錯誤了；這樣客戶端再拿到狀態碼之後再做相應的處理，比如是否重試，比如展示錯誤頁面，比如提示使用者操作不當之類的；
6.1、狀態碼有哪些？
看一下菜鳥教程對於狀態碼的定義：
如圖所示，http狀態碼主要分為5種型別，分別為1xx，2xx，3xx，4xx，5xx等開頭的狀態碼；
每一個狀態碼以x開頭的都可歸類為某一種型別的狀態；比如200（請求成功），404（客戶端錯誤）等；
狀態碼的種類有很多，這裡就不一一介紹了；
7、Header頭部
7.1、Header是用來幹嘛的？
Header其實是一個鍵值對，是屬於後設資料，用於告訴伺服器，我要取什麼樣的資料或者我要做什麼樣的操作；
比如：Accept: text/plain，表示客戶端能接受文字資料的返回；
除了先有的一些標準的請求頭，我們還可以自定義請求頭，比如：user："張三"，表示我要傳 "張三"的Header到伺服器，伺服器再做相應的處理；
7.2、Header有哪些？
HTTP頭欄位按照實際用途可以分為四種型別，分別為通用頭，請求頭，響應頭和實體頭這四種；
- 通用頭：是客戶端和伺服器都可以使用的頭部，可以在客戶端、伺服器和其他應用程式之間提供一些非常有用的通用功能，如Date頭部；
- 請求頭：是請求報文特有的，它們為伺服器提供了一些額外資訊，比如客戶端希望接收什麼型別的資料，如Accept頭部；
- 響應頭：便於客戶端提供資訊，比如，客服端在與哪種型別的伺服器進行互動，如Server頭部；
- 實體頭：指的是用於應對實體主體部分的頭部，比如，可以用實體頭部來說明實體主體部分的資料型別，如Content-Type頭部；
7.3、常見的Header的型別有哪些？
1，Host
客戶端指定自己想訪問的WEB伺服器的域名/IP 地址和埠號；
2，Content-Type
用於指定請求體的型別，主要有四種；
（1）text/html：用於告訴伺服器需要響應的型別為文字資料型別；
（2）x-www-form-urlencoded：表單型別，用於web頁面純文字表單提交資料到伺服器，比如註冊頁面資料的提交；
（3）multitype/form-data：用於web頁面帶二進位制檔案的表單提交方式，比如修改使用者頭像，會上傳圖片到伺服器；
（4）application/json , image/jpeg , application/zip ...：提交單項內容到伺服器，比如提交json，提交image，提交zip包到伺服器；
3，Content-Length
用於指定響應體的長度，表示我這次請求需要返回多少位元組的內容，多用於分塊傳輸；
4，User-Agent
用於向服務端表明身份資訊，表示我是來自手機客戶端的請求，還是來自某個瀏覽器的請求；
5，Range
表示想從伺服器取哪部分的內容，比如byte：start-end；用於多執行緒下載或者斷點續傳；
6，Accept
告訴伺服器客戶端能接受什麼型別的資料，比如text/html；
7，Accept-Charset
告訴伺服器客戶端能接受的的字符集，比如utf-8；
8，Accept-Encoding
告訴伺服器客戶端能接受的壓縮編碼型別，如zip；
9，Content-Encoding
伺服器告訴客戶端自己使用了什麼壓縮方法，如gzip，deflate等；
HTTP的Header型別是在是太多了，這裡就不一一介紹了，感興趣的請參考： 「Android系列之網路（二）----HTTP請求頭與響應頭
8、Cache快取
8.1、http為什麼需要快取？
1，通過網路獲取內容，會受速度影響並且開銷很大，需要在客戶端和伺服器之間建立通訊，然後通過傳包的方式來進行通訊，受網路速度影響，有可能會響應比較慢，導致前端的展示體驗不好；
2，減少開銷，如果每一次請求都從伺服器取的話，那麼伺服器將會面臨巨大的壓力，有可能會掛掉，導致訪問不了；
3，使用快取還可以減少網路頻寬的佔用，過多的請求會導致網路阻塞，從而相應速度也變慢；
4，減少無意義的重複請求，比如某個頁面的資料，運營一天才會去修改一次，但是我每次進來這個頁面都去從伺服器請求資料，這樣是沒有意義的，只會導致資源的浪費；
所以使用快取可以大大的提升響應速度，降低伺服器壓力，減少頻寬的佔用，因此HTTP的快取是至關重要的；
8.2、http的快取機制是什麼？
1，通過 ETag 驗證快取的響應
（1）ETag是什麼？
ETag 本質上是一個header，也被稱為驗證令牌，是由伺服器根據根據檔案生成的hash值獲取其他的某個值；
（2）驗證令牌的誕生旨在解決什麼問題？
假如我們本地的資料是有快取時效的，當我們從本地取資料的時候，發現快取時效過期了，這時候就會去伺服器那邊取資料，但是此時從伺服器取回來的資料和本地的資料是一樣的，沒有什麼變化，只是本地的快取時效過期了，這時候從伺服器取回來的資料就沒有 意義了，還浪費了請求所消耗的資源；
那麼驗證令牌就是為了解決這類問題而誕生的；
（3）驗證令牌是怎麼解決這類問題的？
前面說了，驗證本質上是一個header，我們去伺服器取資料的時候會帶上這個header，比如 ETag："xxxxxx"; 伺服器收到這個header之後，就會去做驗證，如果驗證對比了令牌後發現，沒有變化，則返回“304 Not Modified”響應，告訴瀏覽器快取重點資料沒有發生什麼變化，可以繼續使用，那麼我們接受到響應後，更新本地的快取時效，進而繼續使用快取；
借用官方的圖：
2，Cache-Control 快取控制
（1）Cache-Control是用來幹嘛的？
Cache-Control是用來定義快取策略的，比如定義某個資源在什麼場景下，快取多長的時間，本質上是一個header；
Cache-Control是在 HTTP/1.1 規範中定義的；
（2）Cache-Control怎麼定義快取策略？
Cache-Control通過header定義的快取指令來實現快取策略，比如Cache-Control：max-age = 180；
（3）快取指令有哪些？
請求指令：
-
no-cache：會先通過ETag驗證令牌和伺服器進行通訊，判斷伺服器的資料是否有修改過，如果有修改過，則使用伺服器返回的新的資料，否則的話就取快取，使用這個指令會和伺服器進行一次通訊；
-
no-store：指令為"no-store"的情況下，一律不進行快取，都是從伺服器取資料，一般用於需要安全的場景或者需要實時重新整理的場景；
-
max-age：表示當前請求的響應體的有效時間為多長，超過了這個時效則從伺服器取資料；
-
public：表示可以被任何中間者（代理伺服器，cdn等）或者瀏覽器快取資料，通常情況下，public並不是必須的指令，有其他指令（比如max-age）表示了該請求可以被快取；
-
private：表示不可以被任何中間者（代理伺服器，cdn等）快取資料，但是瀏覽器可以快取該指令的資料；
3、Expires快取頭
Expires相應頭包含日期和時間，下次請求時，會將本地時間和這個時間做比較，如果如果快取有效，則取快取，但是由於本地時間和伺服器時間不同步，用這個來判斷快取時效會存在不準的問題，因此在HTTP1.1之後更多的是使用Cache-Control 指令，更加靈活；
4、Cache-Control在okhttp中的體現
final CacheControl.Builder builder = new CacheControl.Builder();
builder.noCache();//不使用快取，全部走網路
builder.noStore();//不使用快取，也不儲存快取
builder.maxAge(10, TimeUnit.MILLISECONDS);//指示客戶機可以接收生存期不大於指定時間的響應。
CacheControl cache = builder.build();//cacheControl
複製程式碼9、http的發展史
9.1、HTTP 0.9
全球資訊網協會（World Wide Web Consortium，W3C）和網際網路工程任務組（IETF）在1991年的時候制定了 HTTP 0.9 標準，那時候只支援GET方法請求；
9.2、HTTP 1.0
從單一的GET方法請求，新增了POST請求，支援傳送任何格式的內容，包括文字，視訊，音樂，和二進位制檔案；
請求體和返回體的格式也變了，新增了頭資訊（Header），狀態碼（status code），多字符集支援、多部分傳送（multi-part type）、許可權（authorization）、快取（cache）、內容編碼（content encoding）等功能；
缺點：
（1）連線無法複用，瀏覽器和伺服器只能建立短暫的TCP連線，當請求完畢之後，就關閉該TCP連線；如果需要重新請求，則需要重新建立TCP連線，會導致資源的浪費，以及響應的時間；
（2）Head-Of-Line Blocking（HOLB，隊頭阻塞），在TCO連線中，請求是有序的，只有當伺服器處理完前一個請求後，才會處理下一個請求，如果前一個請求速度較慢，就會造成後續請求阻塞等待的情況出現；
9.3、HTTP 1.1
HTTP 1.1是當前最流行的http版本；
優化點： （1）快取：在 HTTP 1.0 中主要使用 header 裡的 If-Modified-Since，Expires 來做為快取判斷的標準，HTTP 1.1則引入了更多的快取控制策略例如 Entity tag，If-Unmodified-Since等更多可供選擇的快取頭來控制快取策略。
（2）頻寬的優化：新增了range頭欄位，用於分塊傳輸，允許請求當前檔案的部分內容，這樣可以大大減少網路頻寬的佔用；
（3）新增了24 個錯誤狀態響應碼
（4）長連結：頭欄位新增了Connection：keep-alive，表示可以複用一部分連結，在tcp連線上可以傳達多個請求，以此來減少建立和連線帶來的消耗；
（5）增加管線化技術（pipelining），在當前請求還沒有返回時，可以傳送下一個請求到伺服器，以此來降低請求時間；
缺點：
（1）長連結：雖然加入長連結可以減少建立和連線帶來的消耗，但是不同的域名的連結不能複用，只能重新建立長連結，會耗費資源，並且給伺服器帶來巨大的壓力；
（2）在header中攜帶請求的資料量過大，造成流量的浪費，如果每次請求header的內容不變，但是header攜帶的資料量又很大的情況下，就會造成資源的浪費；
（3）HTTP 1.1雖然引入了pipelining來解決隊頭阻塞問題（Head-Of-Line Blocking），即瀏覽器可以同時傳送多個請求給伺服器，不必等到上一個請求返回之後再進行請求，但是伺服器的處理是等處理完當前請求的響應之後，才會去處理下一個請求的響應，即使當前很多請求都已經處理完了，伺服器還是得根據請求的順序來進行響應；
因此它不是真正的多請求協議，但是是一個很好的改進；
9.4、HTTP 2.0
HTTP2.0基於谷歌開發的SPDY協議，而HTTP 2.0相對於HTTP 1.1帶來了什麼新的改進呢？
優化點:
（1）多路複用：對於HTTP1.1中，如果當前有多個請求，請求的傳送都是序列執行的，對於寬頻的利用效率不高，但是在HTTP 2.0中，多個請求可以並行請求，大大的提升了寬頻的利用率；
（2）Header壓縮：使用首部表來跟蹤和儲存之前傳送的鍵值對，對於相同的內容，不會再每次請求和響應時傳送。
（3）資料優先順序：由於請求可以併發傳送給伺服器，但是伺服器還是遵循先進先出的規則來處理請求，但是在HTTP 2.0中可以設定當前請求的優先順序，這樣伺服器在處理請求的響應時，會優先返回優先順序較高的請求；
（4）服務端推送：對於請求，一般都是瀏覽器或者客戶端傳送給伺服器，伺服器處理之後再返回，但是在HTTP 2.0中伺服器可以推送相關檔案給客戶端，客戶端再進行相應的處理，而不必等客戶端傳送請求之後再返回給客戶端；
10、斷點續傳功能是怎麼實現的？
10.1、原理
原理很簡單，就是從停止下載的地方繼續下載，比如我下載了10兆，檔案總共有20兆，此時的斷點下載就是從10兆開始進行續傳，繼續下載的；
10.2、核心
通過http的Range頭欄位來實現的，Range頭欄位支援從伺服器或者指定內容範圍大小的檔案，比如我想要或者某個檔案的前1024位元組的資料，那麼我只需要傳 Range: bytes=0-1024 （0到1024位元組的資料），這樣就可以從伺服器獲取到對於位元組的資料了；
10.3、好處
斷點續傳的好處就是傳輸效率高，比如下載一個檔案，在傳輸過程中受網路影響中斷了，這時不需要在開頭重新下載，而是在停止的地方繼續下載；
斷點續傳還可以通過多執行緒來提高效率，比如下載一個檔案，我可以開10個執行緒或者20個執行緒來分段下載檔案，這樣可以大大的提高下載速度，像迅雷或者百度雲大多都是這種原理，只是更加複雜；至於最多能開多少執行緒進行下載， 要看當前客戶端的效能；
10.3、客戶端的實現
資料庫：用於儲存斷點下載的其實位置；
多執行緒：用於加快下載速度；
RandomAccessFile類：Java提供的對檔案內容的訪問，既可以讀檔案也可以寫檔案，可以訪問檔案的任意位置適用於由大小已知的記錄組成的檔案；
下面從一張圖來看看具體實現：