http請求頭與響應頭的應用

本文要聊聊瀏覽器可愛的頭頭頭……們。

Chap1 發現headers

當我們隨便開啟一個網址（比如大家經常拿來測試網路的百度）時，開啟Network,會看到如下請求頭，響應頭：

究竟這些headers都有什麼用呢？ 我們們挨個探個究竟。

Chap2 headers用途

2.1 Content-Type

Content-Type表示請求頭或響應頭的內容型別。作為請求頭時，利用它可以進行body-parser。 Sooo~ What is body-parser?

body-parser是node常用的中介軟體，其作用是:

Parse incoming request bodies in a middleware before your handlers, available under the req.body property.

即在處理資料之前用中介軟體對post請求體進行解析。 body-parser的例子為：

下面的例子展示瞭如何給路由新增body parser。通常，這是在express中最為推薦的使用body-parser的方法。

var express = require('express')
var bodyParser = require('body-parser')
var app = express()
// create application/json parser
var jsonParser = bodyParser.json()
// create application/x-www-form-urlencoded parser
var urlencodedParser = bodyParser.urlencoded({ extended: false })
// POST /login gets urlencoded bodies
app.post('/login', urlencodedParser, function (req, res) {
  if (!req.body) return res.sendStatus(400)
  res.send('welcome, ' + req.body.username)
})
// POST /api/users gets JSON bodies
app.post('/api/users', jsonParser, function (req, res) {
  if (!req.body) return res.sendStatus(400)
  // create user in req.body
})
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body-parser核心原始碼為：

  // this uses a switch for static require analysis
  switch (parserName) {
    case 'json':
      parser = require('./lib/types/json')
      break
    case 'raw':
      parser = require('./lib/types/raw')
      break
    case 'text':
      parser = require('./lib/types/text')
      break
    case 'urlencoded':
      parser = require('./lib/types/urlencoded')
      break
  }
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以json為例：

var contentType = require('content-type')
//...
/**
 * Get the charset of a request.
 *
 * @param {object} req
 * @api private
 */
function getCharset (req) {
  try {
    return (contentType.parse(req).parameters.charset || '').toLowerCase()
  } catch (e) {
    return undefined
  }
}
//...
// assert charset per RFC 7159 sec 8.1
var charset = getCharset(req) || 'utf-8'
if (charset.substr(0, 4) !== 'utf-') {
  debug('invalid charset')
  next(createError(415, 'unsupported charset "' + charset.toUpperCase() + '"', {
    charset: charset,
    type: 'charset.unsupported'
  }))
  return
}
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可以看出：其背後工作原理就是通過分析請求頭中的Content-Type的型別，根據不同的型別進行相應資料處理，我們自己模擬一下：

step1: 先建立server.js:

 req.on('end',function (params) {
    let r = Buffer.concat(arr).toString();
    // body-parser  解析請求，根據不同的格式進行不同的解析
    if (req.headers['content-type'] === www.js){
      let querystring = require('querystring');
      r = querystring.parse(r); // a=1&b=2
      console.log(r,1);
    } else if (req.headers['content-type'] === 'application/json'){
      console.log(JSON.parse(r),2);
    } else{
      console.log(r,3);
    }
    res.end('end'); 
  })
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step2: 客戶端模擬請求：

let opts = {
  host:'localhost',
  port:3000,
  path:'/hello',
  headers:{
    'a':1,
    'Content-Type':'application/json',
    "Content-Length":7 //模擬的時候需要帶上長度，不然客戶端會當成沒有傳遞資料
  }
}
let http = require('http');
let client = http.request(opts,function (res) {
  res.on('data',function (data) {
      console.log(data.toString());
  })
});
client.end("{\"a\":1}"); // 表示把請求發出去
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step3: 測試。 先啟動server,再啟動client，服務端收到按照application/json格式解析的資料： { a: 1 } 2. Content-Type與body-parser之間的關係就先分析到這裡了。 後面我們接著看請求頭。

2.2 Range:bytes

請求頭通過Range:bytes可以請求資源的某一部分。利用這個欄位可模擬部分讀取。如下：

 http.createServer(function (req, res) {
    let range = req.headers['range'];
 }）
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server:

let http = require('http');
let fs = require('fs');
let path = require('path');
// 當前要下載的檔案的大小
let size = fs.statSync(path.join(__dirname, 'my.txt')).size;
let server = http.createServer(function (req, res) {
  let range = req.headers['range']; // 0-3
  if (range) {
    // 模擬請求 curl -v --header "Range:bytes=0-3" http://localhost:3000
    let [, start, end] = range.match(/(\d*)-(\d*)/);
    start = start ? Number(start) : 0;
    end = end ? Number(end) : size - 1; // 10個位元組 size 10  （0-9）
    res.setHeader('Content-Range', `bytes ${start}-${end}/${size - 1}`);
    fs.createReadStream(path.join(__dirname, 'my.txt'), { start, end }).pipe(res);
  } else {
    // 會把檔案的內容寫給客戶端
    fs.createReadStream(path.join(__dirname, 'my.txt')).pipe(res);
    //可讀流可以通過pipe導到可寫流
  }
});
server.listen(3000);
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client:

let opts = {
  host:'localhost',
  port:3000,
  headers:{}
}
let http = require('http');
let start = 0;
let fs = require('fs');
function download() {
  opts.headers.Range = `bytes=${start}-${start+3}`;
  start+=4;
  console.log(`start is ${start}`)
  let client = http.request(opts,function (res) {
      let total = res.headers['content-range'].split('/')[1];
      // console.log(half)
      res.on('data',function (data) {
        fs.appendFileSync('./download1.txt',data);
      });
      res.on('end',function () {
        setTimeout(() => {
          if ((!pause)&&(start < total))
            download();
        }, 1000);
      })
  });
  client.end();
}
download()
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分段讀取新增暫停功能，監聽使用者輸入

let pause = false;
process.stdin.on('data',function (data) {
  if (data.toString().includes('p')){
    pause = true
  }else{
    pause = false;
    download()
  }
})
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測試結果：

分段讀取有以下好處：

• 提高讀取速度，多執行緒並行，分塊讀取
• 斷點續傳

模擬並行下載：

let halfFlag = 20
function download() {
  opts.headers.Range = `bytes=${start}-${start+3}`;
  start+=4;
  console.log(`start is ${start}`)
  let client = http.request(opts,function (res) {
      let total = res.headers['content-range'].split('/')[1];
	  let halfFlag = Math.floor(total/2)
      // console.log(half)
      res.on('data',function (data) {
        fs.appendFileSync('./download1.txt',data);
      });
      res.on('end',function () {
        setTimeout(() => {
          if ((!pause)&&(start < halfFlag))
            download();
        }, 1000);
      })
  });
  client.end();
}
let half = halfFlag

function downloadTwo() {
	opts.headers.Range = `bytes=${half}-${half+3}`;
	half+=4;
	console.log(`half is ${half}`)
	let client = http.request(opts,function (res) {
		let total = res.headers['content-range'].split('/')[1];
		res.on('data',function (data) {
			fs.appendFileSync('./download2.txt',data);
		});
		res.on('end',function () {
			setTimeout(() => {
				if (!pause&&half < total)
					downloadTwo();
			}, 1000);
		})
	});
	client.end();
}
download();
downloadTwo();
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執行結果，會把原檔案分成兩部分下載到download1.txt和download2.txt。 測試：

理論上，這樣的下載方式會比第一種方法節約一半的時間。但是實際中的檔案下載怎樣實現加速以及並行下載的，還有待考究。

2.3 Cache-Control與Expires之強制快取

Response Header響應頭中Cache-Control: max-age=1233可以設定相對當前的時間的強制快取，與它相關的 Expires可以設定某個絕對時間點限定讀取快取的時間。 模擬實現：

let url = require('url'); // 專門用來處理url路徑的核心模組
// http://username:password@hostname:port/pathname?query
let server = http.createServer(async function (req,res) {
	console.log(req.url)
  let { pathname,query} = url.parse(req.url,true); 
  // true就是將query轉化成物件
  let readPath = path.join(__dirname, 'public', pathname);
  try {
  let statObj = await stat(readPath);
  // 根客戶端說 10s 內走快取
  res.setHeader('Cache-Control','max-age=10');
  res.setHeader('Expires',new Date(Date.now()+10*1000).toGMTString());
    // 10s之內的請求都會走cache 返回200， (from disk cache)不發生請求
    if (statObj.isDirectory()) {
      let p = path.join(readPath, 'index.html');
      await stat(p);
      // 如果當前目錄下有html那麼就返回這個檔案
      fs.createReadStream(p).pipe(res);
    } else {
      fs.createReadStream(readPath).pipe(res);
    }
  }catch(e){
    res.statusCode = 404;
    res.end(`Not found`);
  }
}).listen(3000);
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測試：

10s內重新整理：

2.4 對比快取之Last-Modified和If-Modified-Since

對比響應頭Last-Modified and 與請求頭If-Modified-Since，可以通過檔案修改時間看檔案是否修改，從而決定是重新請求還是走快取。 模擬如下： step1 不設定強制快取

 res.setHeader('Cache-Control','no-cache');
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step2 應用檔案修改時間比對是否修改，

   res.setHeader('Last-Modified', statObj.ctime.toGMTString());
      if (req.headers['if-modified-since'] === statObj.ctime.toGMTString()) {
        res.statusCode = 304;
        res.end();
        return; // 走快取
      }
      fs.createReadStream(readPath).pipe(res);
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測試：

2.5 對比快取之Etag和 If-None-Match

對比響應頭:Etag 與請求頭:If-None-Match，Etag和If-None-Match如果相等，即返回304。 etag如何新增?

根據檔案內容,生成一個md5的摘要，給實體加一個標籤。

這種方法雖然比較耗效能，但是能夠更加精確的對比出檔案是否進行了修改。依靠檔案修改時間進行對比並不夠準確。因為有時檔案有改動Last-Modified發生了變化，但是檔案的內容可能根本沒有變化。所以這種方案要優於2.4.

實現方法：

let rs = fs.createReadStream(p);
let md5 = crypto.createHash('md5'); // 不能寫完響應體再寫頭
let arr = [];
rs.on('data',function (data) {
    md5.update(data);
    arr.push(data);
});
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設定Etag

rs.on('end',function () {
let r = md5.digest('base64');
res.setHeader('Etag', r);
if (req.headers['if-none-match'] === r ){
    res.statusCode = 304;
    res.end();
    return;
}
res.end(Buffer.concat(arr));
})
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測試：

2.6 Accept-Encoding

依靠請求頭： Accept-Encoding: gzip, deflate, br告訴服務端可接受的資料格式。服務端返回後會把資料格式通過響應格式通過Content-Encoding來標記。 在客戶端接受gzip的格式下，後端可通過檔案壓縮處理傳遞，提高效能。 node api中提供了zlib模組:

zlib模組提供通過 Gzip 和 Deflate/Inflate 實現的壓縮功能

下面我們來應用zlib與請求頭Accept-Encoding來實現壓縮功能。

let zlib = require('zlib');
let fs = require('fs');
let path = require('path');
function gzip(filePath) {
  let transform = zlib.createGzip();//轉化流通過transform壓縮，然後再寫
  fs.createReadStream(filePath).pipe(transform).pipe(fs.createWriteStream(filePath+'.gz'));
}
 gzip('2.txt')
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解壓：

function gunzip(filePath) {
  let transform = zlib.createGunzip();
  fs.createReadStream(filePath).pipe(transform).pipe(fs.createWriteStream(path.basename(filePath,'.gz')));
}
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path.basename(filePath,'.gz')用來去掉filePath檔名的字尾.gz。

根據請求頭接受的型別後端的具體操作 ：

if(req.url === '/download'){
    res.setHeader('Content-Disposition', 'attachment' )
    return fs.createReadStream(path.join(__dirname, '1.html')).pipe(res);
  }
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let http = require('http');
let fs = require('fs');
let path = require('path');
let zlib = require('zlib');
http.createServer(function (req,res) {
  if(req.url === '/download'){
    res.setHeader('Content-Disposition', 'attachment' )
    return fs.createReadStream(path.join(__dirname, '1.html')).pipe(res);
  }
  let rule = req.headers['accept-encoding'];
  if(rule){
    if(rule.match(/\bgzip\b/)){
      res.setHeader('Content-Encoding','gzip');
      fs.createReadStream(path.join(__dirname, '1.html'))
      .pipe(zlib.createGzip())
      .pipe(res);
    } else if (rule.match(/\bdeflate\b/)){
      res.setHeader('Content-Encoding', 'deflate');
      fs.createReadStream(path.join(__dirname, '1.html'))
        .pipe(zlib.createDeflate())
        .pipe(res);
    }else{
      fs.createReadStream(path.join(__dirname, '1.html')).pipe(res);
    }
  }else{
    fs.createReadStream(path.join(__dirname, '1.html')).pipe(res);
  }
}).listen(3000);
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test deflate:

curl -v --header "Accept-Encoding:deflate" http://localhost:3000
* Rebuilt URL to: http://localhost:3000/
*   Trying 127.0.0.1...
* TCP_NODELAY set
* Connected to localhost (127.0.0.1) port 3000 (#0)
> GET / HTTP/1.1
> Host: localhost:3000
> User-Agent: curl/7.54.0
> Accept: */*
> Accept-Encoding:deflate
> 
< HTTP/1.1 200 OK
< Content-Encoding: deflate
< Date: Thu, 23 Aug 2018 03:01:13 GMT
< Connection: keep-alive
< Transfer-Encoding: chunked
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test others:

curl -v --header "Accept-Encoding:nn" http://localhost:3000
* Rebuilt URL to: http://localhost:3000/
*   Trying 127.0.0.1...
* TCP_NODELAY set
* Connected to localhost (127.0.0.1) port 3000 (#0)
> GET / HTTP/1.1
> Host: localhost:3000
> User-Agent: curl/7.54.0
> Accept: */*
> Accept-Encoding:nn
> 
< HTTP/1.1 200 OK
< Date: Thu, 23 Aug 2018 03:02:51 GMT
< Connection: keep-alive
< Transfer-Encoding: chunked
< 
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
  <meta charset="UTF-8">
  <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
  <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="ie=edge">
  <title>Document</title>
</head>
<body>
  你好
</body>

* Connection #0 to host localhost left intact
</html>%   
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2.7 referer

referer表示請求檔案的網址，請求時會攜帶。為了防止自己網站的檔案被外網直接引用，可以通過比較referer，即請求的地址，與本地地址比較，設定防盜鏈。

let http =  require('http');
let fs = require('fs');
let url = require('url');
let path = require('path');
// 這是百度的伺服器
let server = http.createServer(function (req,res) {
  let { pathname } = url.parse(req.url);
  let realPath = path.join(__dirname,pathname);
  fs.stat(realPath,function(err,statObj) {
    if(err){
      res.statusCode = 404;
      res.end();
    }else{
      let referer = req.headers['referer'] || req.headers['referred'];
      if(referer){
        let current = req.headers['host'] // 代表的是當前圖片的地址
        referer = url.parse(referer).host // 引用圖片的網址
        if (current === referer){
          fs.createReadStream(realPath).pipe(res);
        }else{
          fs.createReadStream(path.join(__dirname,'images/2.jpg')).pipe(res);
        }
      }else{
        fs.createReadStream(realPath).pipe(res);
      }
    }
  })
}).listen(3000);
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2.8 Accept-Language

請求頭：Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.9 多個語言用 ',' 分隔，權重用 '=' 表示',沒有預設權重為1

後端根據請求接受語言的權重一次查詢，查詢到就返回，找不到就用預設語言

let langs = {
  en:  'hello world',
  'zh-CN':'你好世界',
  zh:'你好',
  ja: 'こんにちは、世界'
}
let defualtLanguage = 'en'
// 多語言之服務端方案：來做 (瀏覽器會發一個頭) 前端來做
// 通過url實現多語言
let http = require('http');
http.createServer(function (req,res) {
    let lan = req.headers['accept-language'];
    //[[zh,q=0.9],[zh-CN]] =>[{name:'zh-CN',q=1},{name:'zh',q:0.9}]
    if(lan){
      lan = lan.split(',');
      lan = lan.map(l=>{
        let [name,q] = l.split(';');
        q = q?Number(q.split('=')[1]):1 
        return {name,q}
      }).sort((a,b)=>b.q-a.q); // 排出 權重陣列

      for(let i = 0 ;i <lan.length;i++){
        // 將每個人的名字 取出來
        let name= lan[i].name;
        if(langs[name]){ //去語言包查詢 查詢到就返回
          res.end(langs[name]);
          return;
        }
      }
      res.end(langs[defualtLanguage]); // 預設語言
    }else{
      res.end(langs[defualtLanguage]); // 預設語言
    }
}).listen(3000);
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測試：

總結

請求頭與響應頭在前後端聯調時會經常使用。瞭解了他們的妙用前後端配合會更加和諧順暢~

Author: Yanni Jia
Nickname: 非常兔
Email: 385067638@qq.com