HTTP的原理和工作机制

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
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）。

HTTP的工作方式

http工作方式.png

浏览器：

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

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器 -> 服务器器处理理请求后发送响应报文给手机 -> Android 代码处理理响应报文并作出相应处理理（如储存数据、加工数据、显示数据到界面）

URL和 http报文

1. URL

   三部分：协议类型、服务器器地址(和端口号)、路径(Path)

   协议类型://服务器器地址[:端口号]路径

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

   

   URL.png

2. 报文格式

   • Request 请求报文

     

     Request报文格式.png

• Response 响应报文

  Response报文格式.png

  ​

Request Method 请求方法

• GET

  用于获取资源
  对服务器器数据不进行修改
  不发送 Body
  格式：

  GET /users/1 HTTP/1.1
  Host: api.github.com
  

  对应 Retrofit 的代码：

  @GET("/users/{id}")
  Call getUser(@Path("id") String id, @Query("gender") String gender);
  

• POST

  用于增加或修改资源
  发送给服务器器的内容写在 Body 里面
  格式：

  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 Retrofit 的代码：

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

• PUT

  用于修改资源
  发送给服务器器的内容写在 Body 里面
  格式：

  PUT /users/1 HTTP/1.1
  Host: api.github.com
  Content-Type: application/x-www-form-urlencoded
  Content-Length: 13
  gender=female
  

  对应 Retrofit 的代码：

  @FormUrlEncoded
  @PUT("/users/{id}")
  Call updateGender(@Path("id") String id, @Field("gender") String
  gender);
  

• DELETE

  用于删除资源
  不发送 Body
  格式：

  DELETE /users/1 HTTP/1.1
  Host: api.github.com
  

  对应 Retrofit 的代码：

  @DELETE("/users/{id}")
  Call getUser(@Path("id") String id, @Query("gender") String gender);
  

• HEAD

  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

GET和PUT是幂等的，无论请求或者修改多少次结果都是一样的。DELETE也具有幂等性，删除一次和删除多次结果都是删除了。

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）、101（正在切换协议）

• 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（被禁⽌止）、404（找

不不到内容）。

• 5xx：服务器器错误。如 500（服务器器内部错误）。

HEADER首部

作用：HTTP 消息的 metadata（元数据），metadata就是数据的数据或者数据的属性

• Host : 服务器主机地址，一般是域名 + tcp端口

  注意：不是在网络上用于寻址的，而是在目标服务器器上用于定位子服务器的。寻址是通过DNS系统来定位IP地址的

• Content-Length : 指定 Body 的长度（字节）

• Content-Type : 指定 Body 的类型。主要有四类：

  • text/html : html文本，用于浏览器页面响应。请求 Web 页面时返回响应的类型，Body 中返回 html 文本。格式如下：

    HTTP/1.1 200 OK
    Content-Type: text/html; charset=utf-8
    Content-Length: 853
    
    
    
    
    ......
    

  • x-www-form-urlencoded : Web 页面纯文本表单的提交方式。普通表单，encoded URL格式，只能传文本，不能传二进制数据

    ​

    POST /users HTTP/1.1
    Host: api.github.com
    Content-Type: application/x-www-form-urlencoded
    Content-Length: 27
    name=rengwuxian&gender=male
    

    对应Retrofit的代码 :

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

  • multitype/form-data : 多部分形式，一般用于传输 Web 页面含有二进制文件时的提交方式，如图片、视频等文件

    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：

    @Multipart
    @POST("/users")
    Call 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);
    

  • application/json : json形式，用于 Web Api 的响应或者 POST / PUT 的请求

    请求中提交json

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

    对应 Retrofit 的代码：

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

    响应中返回json

    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

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

    对应Retrofit代码 :

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

    响应中返回二进制内容

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

  • image/jpeg application/zip ... : 单文件，用于 Web Api 的响应或者 POST / PUT 的请求。比如单个文件上传可以直接通过image/jpge的type类型来上传，而不是必须要用multitype/form-data类型。

• Transfer: chunked (分块传输编码 Chunked Transfer Encoding)

  用于当响应发起时，内容长度还没能确定的情况下，需要将响应内容分块传输。和 Content-Length 不不同时使用。用途是尽早给出响应，减少用户等待。

  格式

  HTTP/1.1 200 OK
  Content-Type: text/html
  Transfer-Encoding: chunked
  4
  Chun
  9
  ked Trans
  12
  fer Encoding
  0
  

• Location : 指定重定向的目标 URL

• User-Agent : 用户代理理，即是谁实际发送请求、接受响应的，例如手机浏览器器、某款手机 App

• Range / Accept-Range : 指定body的内容范围

  按范围取数据 :
  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=- 请求报文中出现，表示要取哪段数据
  Content-Range:-/total 响应报文中出现，表示发送的是哪段数据
  作用：断点续传、多线程下载

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，降低从服务器器取数据的频率，以提高网络性能。

cache和buffer的区别：cache是请求过的数据，为了防止下次需要再次访问将数据做缓存。buffer是对于确定的要访问的数据，提前准备好，当需要的时候可以快速获取。

REST

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