图解系列--HTTP报文，HTTP状态码

1.HTTP报文
用于 HTTP 协议交互的信息被称为 HTTP 报文。
请求端（客户端）的HTTP 报文叫做请求报文，响应端（服务器端）的叫做响应报文。
HTTP 报文本身是由多行（用 CR+LF 作换行符）数据构成的字符串文本。

HTTP 报文大致可分为报文首部和报文主体两块。两者由最初出现的空行（CR+LF）来划分。通常，并不一定要有报文主体。

2.请求报文及响应报文的结构



请求报文和响应报文的首部内容由以下数据组成。
(1).请求行
包含用于请求的方法，请求 URI 和 HTTP 版本。
(2).状态行
包含表明响应结果的状态码，原因短语和 HTTP 版本。
(3).首部字段
包含表示请求和响应的各种条件和属性的各类首部。一般有 4 种首部，分别是：通用首部、请求首部、响应首部和实体首
部。
(4).其他
可能包含 HTTP 的 RFC 里未定义的首部（Cookie 等）。

3.编码提升传输速率
HTTP 在传输数据时可以按照数据原貌直接传输，但也可以在传输过程中通过编码提升传输速率。通过在传输时编码，能有效地处理大量
的访问请求。但是，编码的操作需要计算机来完成，因此会消耗更多的 CPU 等资源。
3.1.报文主体和实体主体的差异
(1).报文（message）
是 HTTP 通信中的基本单位，由 8 位组字节流（octet sequence，其中 octet 为 8 个比特）组成，通过 HTTP 通信传输。
(2).实体（entity）
作为请求或响应的有效载荷数据（补充项）被传输，其内容由实体首部和实体主体组成。

HTTP 报文的主体用于传输请求或响应的实体主体。
通常，报文主体等于实体主体。只有当传输中进行编码操作时，实体主体的内容发生变化，才导致它和报文主体产生差异。

3.2.压缩传输的内容编码
向待发送邮件内增加附件时，为了使邮件容量变小，我们会先用 ZIP压缩文件之后再添加附件发送。HTTP 协议中有一种被称为内容编码
的功能也能进行类似的操作。

内容编码指明应用在实体内容上的编码格式，并保持实体信息原样压缩。内容编码后的实体由客户端接收并负责解码。

常用的内容编码有以下几种。
(1).gzip（GNU zip）
(2).compress（UNIX 系统的标准压缩）
(3).deflate（zlib）
(4).identity（不进行编码）

3.3.分割发送的分块传输编码
在 HTTP 通信过程中，请求的编码实体资源尚未全部传输完成之前，浏览器无法显示请求页面。在传输大容量数据时，通过把数据分割成多块，能够让浏览器逐步显示页面。

这种把实体主体分块的功能称为分块传输编码（Chunked Transfer Coding）。
分块传输编码会将实体主体分成多个部分（块）。每一块都会用十六进制来标记块的大小，而实体主体的最后一块会使用“0(CR+LF)”来标
记。使用分块传输编码的实体主体会由接收的客户端负责解码，恢复到编码前的实体主体。

HTTP/1.1 中存在一种称为传输编码（Transfer Coding）的机制，它可以在通信时按某种编码方式传输，但只定义作用于分块传输编码中。

3.4.发送多种数据的多部分对象集合
发送邮件时，我们可以在邮件里写入文字并添加多份附件。这是因为采用了 MIME（Multipurpose Internet Mail Extensions，多用途因特网邮件扩展）机制，它允许邮件处理文本、图片、视频等多个不同类型的数据。例如，图片等二进制数据以 ASCII 码字符串编码的方式指明，就是利用 MIME 来描述标记数据类型。而在 MIME 扩展中会使用一种称为多部分对象集合（Multipart）的方法，来容纳多份不同类型的
数据。

相应地，HTTP 协议中也采纳了多部分对象集合，发送的一份报文主体内可含有多类型实体。通常是在图片或文本文件等上传时使用。
多部分对象集合包含的对象如下：
(1).multipart/form-data
在 Web 表单文件上传时使用。

(2).multipart/byteranges
状态码 206（Partial Content，部分内容）响应报文包含了多个范围的内容时使用。

在 HTTP 报文中使用多部分对象集合时，需要在首部字段里加上Content-type。
使用 boundary 字符串来划分多部分对象集合指明的各类实体。
在boundary 字符串指定的各个实体的起始行之前插入“–”标记（例如：–AaB03x、–THIS_STRING_SEPARATES），而在多部分对象集合对应的字符串的最后插入“–”标记（例如：–AaB03x–、–THIS_STRING_SEPARATES–）作为结束。

多部分对象集合的每个部分类型中，都可以含有首部字段。另外，可以在某个部分中嵌套使用多部分对象集合。

3.5.获取部分内容的范围请求
指定范围发送的请求叫做范围请求（Range Request）。
对一份 10 000 字节大小的资源，如果使用范围请求，可以只请求5001~10 000 字节内的资源。

执行范围请求时，会用到首部字段 Range 来指定资源的 byte 范围。
byte 范围的指定形式如下。
(1).5001~10 000 字节

(2).从 5001 字节之后全部的

(3).从一开始到 3000 字节和 5000~7000 字节的多重范围

针对范围请求，响应会返回状态码为 206 Partial Content 的响应报文。另外，对于多重范围的范围请求，响应会在首部字段 Content-Type 标明 multipart/byteranges 后返回响应报文。如果服务器端无法响应范围请求，则会返回状态码 200 OK 和完整的实体内容。

3.6.内容协商返回最合适的内容
同一个 Web 网站有可能存在着多份相同内容的页面。比如英语版和中文版的 Web 页面，它们内容上虽相同，但使用的语言却不同。
当浏览器的默认语言为英语或中文，访问相同 URI 的 Web 页面时，则会显示对应的英语版或中文版的 Web 页面。这样的机制称为内容
协商（Content Negotiation）。

内容协商机制是指客户端和服务器端就响应的资源内容进行交涉，然后提供给客户端最为适合的资源。内容协商会以响应资源的语言、字
符集、编码方式等作为判断的基准。

包含在请求报文中的某些首部字段（如下）就是判断的基准。
(1).Accept
(2).Accept-Charset
(3).Accept-Encoding
(4).Accept-Language
(5).Content-Language

内容协商技术有以下 3 种类型。
(1).服务器驱动协商（Server-driven Negotiation）
由服务器端进行内容协商。以请求的首部字段为参考，在服务器端自动处理。但对用户来说，以浏览器发送的信息作为判定的依据，并不
一定能筛选出最优内容。

(2).客户端驱动协商（Agent-driven Negotiation）
由客户端进行内容协商的方式。用户从浏览器显示的可选项列表中手动选择。还可以利用 JavaScript 脚本在 Web 页面上自动进行上述选
择。比如按 OS 的类型或浏览器类型，自行切换成 PC 版页面或手机版页面。

(3).透明协商（Transparent Negotiation）
是服务器驱动和客户端驱动的结合体，是由服务器端和客户端各自进行内容协商的一种方法。

返回结果的 HTTP 状态码

1.状态码告知从服务器端返回的请求结果

状态码如 200 OK，以 3 位数字和原因短语组成。
数字中的第一位指定了响应类别，后两位无分类。响应类别有以下 5种。

只要遵守状态码类别的定义，即使改变 RFC2616 中定义的状态码，或服务器端自行创建状态码都没问题。
实际上经常使用的大概只有 14 种。接下来，我们就介绍一下这些具有代表性的 14 个状态码。

2.2XX 成功
2XX 的响应结果表明请求被正常处理了。
(1).200 OK
表示从客户端发来的请求在服务器端被正常处理了。
在响应报文内，随状态码一起返回的信息会因方法的不同而发生改变。比如，使用 GET 方法时，对应请求资源的实体会作为响应返
回；而使用 HEAD 方法时，对应请求资源的实体首部随报文主体作为响应返回（即在响应中只返回首部，不会返回实体的主体部
分）。

(2).204 No Content
该状态码代表服务器接收的请求已成功处理，但在返回的响应报文中不含实体的主体部分。另外，也不允许返回任何实体的主体。比如，
当从浏览器发出请求处理后，返回 204 响应，那么浏览器显示的页面不发生更新。

一般在只需要从客户端往服务器发送信息，而对客户端不需要发送新信息内容的情况下使用。

(3).206 Partial Content
该状态码表示客户端进行了范围请求，而服务器成功执行了这部分的GET 请求。响应报文中包含由 Content-Range 指定范围的实体内容。

2.3.3XX 重定向
3XX 响应结果表明浏览器需要执行某些特殊的处理以正确处理请求。
(1).301 Moved Permanently
永久性重定向。该状态码表示请求的资源已被分配了新的 URI，以后应使用资源现在所指的 URI。也就是说，如果已经把资源对应的 URI
保存为书签了，这时应该按 Location 首部字段提示的 URI 重新保存。

像下方给出的请求 URI，当指定资源路径的最后忘记添加斜杠“/”，就会产生 301 状态码。

(2).302 Found
临时性重定向。该状态码表示请求的资源已被分配了新的 URI，希望用户（本次）能使用新的 URI 访问。
和 301 Moved Permanently 状态码相似，但 302 状态码代表的资源不是被永久移动，只是临时性质的。换句话说，已移动的资源对应的
URI 将来还有可能发生改变。比如，用户把 URI 保存成书签，但不会像 301 状态码出现时那样去更新书签，而是仍旧保留返回 302 状态码
的页面对应的 URI。

(3).303 See Other
该状态码表示由于请求对应的资源存在着另一个 URI，应使用 GET方法定向获取请求的资源。
303 状态码和 302 Found 状态码有着相同的功能，但 303 状态码明确表示客户端应当采用 GET 方法获取资源，这点与 302 状态码有区别。

比如，当使用 POST 方法访问 CGI 程序，其执行后的处理结果是希望客户端能以 GET 方法重定向到另一个 URI 上去时，返回 303 状态
码。虽然 302 Found 状态码也可以实现相同的功能，但这里使用 303 状态码是最理想的。

当 301、302、303 响应状态码返回时，几乎所有的浏览器都会把POST 改成 GET，并删除请求报文内的主体，之后请求会自动再次发送。

(4).304 Not Modified
该状态码表示客户端发送附带条件的请求时，服务器端允许请求访问资源，但未满足条件的情况。304 状态码返回时，不包含任何响应的主体部分。304 虽然被划分在 3XX 类别中，但是和重定向没有关系。

附带条件的请求是指采用 GET方法的请求报文中包含 If-Match，If-ModifiedSince，If-None-Match，If-Range，If-Unmodified-Since 中任一首部。

(5).307 Temporary Redirect
临时重定向。该状态码与 302 Found 有着相同的含义。尽管 302 标准禁止 POST 变换成 GET，但实际使用时大家并不遵守。
307 会遵照浏览器标准，不会从 POST 变成 GET。但是，对于处理响应时的行为，每种浏览器有可能出现不同的情况。

2.4.4XX 客户端错误
4XX 的响应结果表明客户端是发生错误的原因所在。
(1).400 Bad Request
该状态码表示请求报文中存在语法错误。当错误发生时，需修改请求的内容后再次发送请求。另外，浏览器会像 200 OK 一样对待该状态
码。

(2).401 Unauthorized

该状态码表示发送的请求需要有通过 HTTP 认证（BASIC 认证、DIGEST 认证）的认证信息。另外若之前已进行过 1 次请求，则表示用 户认证失败。

返回含有 401 的响应必须包含一个适用于被请求资源的 WWW-Authenticate 首部用以质询（challenge）用户信息。当浏览器初次接收
到 401 响应，会弹出认证用的对话窗口。

(3).403 Forbidden
该状态码表明对请求资源的访问被服务器拒绝了。服务器端没有必要给出拒绝的详细理由，但如果想作说明的话，可以在实体的主体部分对原因进行描述，这样就能让用户看到了。

未获得文件系统的访问授权，访问权限出现某些问题（从未授权的发送源 IP 地址试图访问）等列举的情况都可能是发生 403 的原因。

(4).404 Not Found
该状态码表明服务器上无法找到请求的资源。除此之外，也可以在服务器端拒绝请求且不想说明理由时使用。

2.5.5XX 服务器错误
5XX 的响应结果表明服务器本身发生错误。
(1).500 Internal Server Error
该状态码表明服务器端在执行请求时发生了错误。也有可能是 Web应用存在的 bug 或某些临时的故障。

(2).503 Service Unavailable
该状态码表明服务器暂时处于超负载或正在进行停机维护，现在无法处理请求。如果事先得知解除以上状况需要的时间，最好写入RetryAfter 首部字段再返回给客户端。