HTTP详解2-请求、响应、缓存

1. HTTP请求格式      

       作过Socket编程的人都知道，当咱们设计一个通讯协议时，“消息头/消息体”的分割方式是很经常使用的，消息头告诉对方这个消息是干什么的，消息体告诉对方怎么干。HTTP协议传输的消息也是这样规定的，每个HTTP包都分为HTTP头和HTTP体两部分，消息体是可选的，而消息头是必须的。每当咱们打开一个网页，在上面点击右键，选择“查看源文件”，这时看到的HTML代码就是HTTP的消息体，那么消息头能够经过浏览器的开发工具或者插件能够看到，若是火狐的Firebug，IE的Httpwatch。

      客户端经过发送 HTTP 请求向服务器请求对资源的访问。 它向服务器传递了一个数据块，也就是请求信息，HTTP 请求由三部分组成：请求行、  请求头和请求正文。

 请求行：请求方法 URI 协议/版本

  请求头(Request Header)

 

 请求正文

下面是一个HTTP请求的数据：

POST /index.php HTTP/1.1
Host: localhost
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 5.1; rv:10.0.2) Gecko/20100101 Firefox/10.0.2
Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,*/*;q=0.8
Accept-Language: zh-cn,zh;q=0.5
Accept-Encoding: gzip, deflate
Connection: keep-alive
Referer: http://localhost/
Content-Length：25
Content-Type：application/x-www-form-urlencoded
 
username=aa&password=1234

 

一、请求行：请求方法URI协议/版本

 请求的第一行是“方法 URL  协议/版本”，并以 回车换行做为结尾。请求行以空格分隔。格式以下：

POST /index.php HTTP/1.1

以上代码中“GET”表明请求方法，“//ndex.php”表示URI，“HTTP/1.1表明协议和协议的版本。

        根据HTTP标准，HTTP请求可使用多种请求方法。例如：HTTP1.1支持7种请求方法：GET、POST、HEAD、OPTIONS、PUT、DELETE和TARCE。在Internet应用中，最经常使用的方法是GET和POST。

         URL完整地指定了要访问的网络资源，一般只要给出相对于服务器的根目录的相对目录便可，所以老是以“/”开头，最后，协议版本声明了通讯过程当中使用HTTP的版本。   

请求方法

在 HTTP 协议中，HTTP 请求可使用多种请求方法，这些方法指明了要以何种方式来访问 Request-URI 所标识的资源。HTTP1.1 支持的请求方法以下表所示：

HTTP1.1 中的请求方式：

方法	做用
GET	请求获取由 Request-URI 所标识的资源
POST	请求服务器接收在请求中封装的实体，并将其做为由 Request-Line 中的 Request-URI 所标识的资源的一部分
HEAD	请求获取由 Request-URI 所标识的资源的响应消息报头
PUT	请求服务器存储一个资源，并用 Request-URI 做为其标识符
DELETE	请求服务器删除由 Request-URI 所标识的资源
TRACE	请求服务器回送到的请求信息，主要用于测试或诊断
CONNECT	保留未来使用
OPTIONS	请求查询服务器的性能，或者查询与资源相关的选项和需求

 

重点介绍 GET、POST 和 HEAD 三个方法：

（1）GET

        GET 方法用于获取由 Request-URI 所标识的资源的信息，常见的形式是：

        GET Request-URI HTTP/1.1
        GET方法是默认的HTTP请求方法，例如当咱们经过在浏览器的地址栏中直接输入网址的方式去访问网页的时候，浏览器采用的就是 GET 方法向服务器获取资源。

        咱们可使用GET方法来提交表单数据，用GET方法提交的表单数据只通过了简单的编码，同时它将做为URL的一部分向服务器发送，所以，若是使用GET方法来提交表单数据就存在着安全隐患上。例如：
         Http://localhost/login.php?username=aa&password=1234

        从上面的URL请求中，很容易就能够辩认出表单提交的内容。（？以后的内容）另外因为GET方法提交的数据是做为URL请求的一部分因此提交的数据量不能太大。这是由于浏览器对url的长度有限制

       各类浏览器也会对url的长度有所限制，下面是几种常见浏览器的url长度限制:(单位:字符)

IE : 2803

Firefox:65536

Chrome:8182

Safari:80000

Opera:190000 

（2）POST

          POST方法是GET方法的一个替代方法，它主要是向Web服务器提交表单数据，尤为是大批量的数据。 在请求头信息结束以后的两个回车换行以后（实际是空一行），就是表单提交的数据。如上面提到的post表单数据：

        username=aa&password=1234

        POST方法克服了GET方法的一些缺点。经过POST方法提交表单数据时，数据不是做为URL请求的一部分而是做为标准数据传送给Web服务器，这就克服了GET方法中的信息没法保密和数据量过小的缺点。所以，出于安全的考虑以及对用户隐私的尊重，一般表单提交时采用POST方法。

　 从编程的角度来说，若是用户经过GET方法提交数据，则数据存放在QUERY＿STRING环境变量中，而POST方法提交的数据则能够从标准输入流中获取。

 

 GET与POST方法有如下区别：

      一、  在客户端，Get方式在经过URL提交数据，数据在URL中能够看到；POST方式，数据放在HTTP包的body中。

      二、 GET方式提交的数据大小有限制（由于浏览器对URL的长度有限制），而POST则没有此限制。

      三、安全性问题。正如在（1）中提到，使用 Get 的时候，参数会显示在地址栏上，而 Post 不会。因此，若是这些数据是中文数据并且是非敏感数据，那么使用 get；若是用户输入的数据不是中文字符并且包含敏感数据，那么仍是使用 post为好。

      4.、服务器取值方式不同。GET方式取值，如php可使用$_GET来取得变量的值，而POST方式经过$_POST来获取变量的值。

 

（3）HEAD

     HEAD 方法与 GET 方法几乎是相同的，它们的区别在于 HEAD 方法只是请求消息报头，而不是完整的内容。对于 HEAD 请求的回应部分来讲，它的 HTTP 头部中包含的信息与经过 GET 请求所获得的信息是相同的。利用这个方法，没必要传输整个资源内容，就能够获得 Request-URI 所标识的资源的信息。这个方法一般被用于测试超连接的有效性，是否能够访问，以及最近是否更新。

    要注意的是，在 HTML 文档中，书写 get 和 post，大小写均可以，但在 HTTP 协议中的 GET 和 POST 只能是大写形式。

2. 请求头

每一个头域由一个域名，冒号（:）和域值三部分组成。域名是大小写无关的，域值前能够添加任何数量的空格符，头域能够被扩展为多行，在每行开始处，使用至少一个空格或制表符。

HTTP最多见的请求头以下：

Transport 头域

Connection：

做用：表示是否须要持久链接。

若是服务器看到这里的值为“Keep-Alive”，或者看到请求使用的是HTTP 1.1（HTTP 1.1默认进行持久链接）,它就能够利用持久链接的优势，当页面包含多个元素时（例如Applet，图片），显著地减小下载所须要的时间。要实现这一点，服务器须要在应答中发送一个Content-Length头，最简单的实现方法是：先把内容写入 ByteArrayOutputStream，而后在正式写出内容以前计算它的大小；

例如：　Connection: keep-alive   当一个网页打开完成后，客户端和服务器之间用于传输HTTP数据的TCP链接不会关闭，若是客户端再次访问这个服务器上的  网页，会继续使用这一条已经创建的链接

例如：  Connection: close  表明一个Request完成后，客户端和服务器之间用于传输HTTP数据的TCP链接会关闭，  当客户端再次发送Request，须要从新创建TCP链接。

Host（发送请求时，该报头域是必需的）

Host请求报头域主要用于指定被请求资源的Internet主机和端口号，它一般从HTTP URL中提取出来的。

eg：http://；localhost/index.html
浏览器发送的请求消息中，就会包含Host请求报头域，以下：
Host：localhost

此处使用缺省端口号80，若指定了端口号8080，则变成：Host：localhost:8080

Client 头域

Accept：

做用：浏览器能够接受的媒体类型（MIME类型）,

例如：  Accept: text/html  表明浏览器能够接受服务器回发的类型为 text/html  也就是咱们常说的html文档, 若是服务器没法返回text/html类型的数据，服务器应该返回一个406错误(non acceptable)。

通配符 * 表明任意类型。例如  Accept: */*  表明浏览器能够处理全部类型，(通常浏览器发给服务器都是发这个)

Accept-Encoding：

做用： 浏览器申明本身接收的编码方法，一般指定压缩方法，是否支持压缩，支持什么压缩方法（gzip，deflate），（注意：这不是只字符编码）;

例如： Accept-Encoding: gzip, deflate。Server可以向支持gzip/deflate的浏览器返回经gzip或者deflate编码的HTML页面。 许多情形下这能够减小5到10倍的下载时间，也节省带宽。

Accept-Language：

做用： 浏览器申明本身接收的语言。 

语言跟字符集的区别：中文是语言，中文有多种字符集，好比big5，gb2312，gbk等等；

例如： Accept-Language:zh-cn 。若是请求消息中没有设置这个报头域，服务器假定客户端对各类语言均可以接受。

User-Agent：

做用：告诉HTTP服务器， 客户端使用的操做系统和浏览器的名称和版本.

咱们上网登录论坛的时候，每每会看到一些欢迎信息，其中列出了你的操做系统的名称和版本，你所使用的浏览器的名称和版本，这每每让不少人感到很神奇，实际上， 服务器应用程序就是从User-Agent这个请求报头域中获取到这些信息User-Agent请求报头域容许客户端将它的操做系统、浏览器和其它属性告诉服务器。

例如： User-Agent: Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 8.0; Windows NT 5.1; Trident/4.0; CIBA; .NET CLR 2.0.50727; .NET CLR 3.0.4506.2152; .NET CLR 3.5.30729; .NET4.0C; InfoPath.2; .NET4.0E)

Accept-Charset：

做用：浏览器申明本身接收的字符集，这就是本文前面介绍的各类字符集和字符编码，如gb2312，utf-8（一般咱们说Charset包括了相应的字符编码方案）；

例如：Accept-Charset:iso-8859-1,gb2312.若是在请求消息中没有设置这个域，缺省是任何字符集均可以接受。

Authorization：受权信息，一般出如今对服务器发送的WWW-Authenticate头的应答中；

Authorization请求报头域主要用于证实客户端有权查看某个资源。当浏览器访问一个页面时，若是收到服务器的响应代码为401（未受权），能够发送一个包含Authorization请求报头域的请求，要求服务器对其进行验证。

Cookie/Login 头域

Cookie:

做用： 最重要的header, 将cookie的值发送给HTTP 服务器

Entity头域

Content-Length

做用：发送给HTTP服务器数据的长度。即请求消息正文的长度；

例如： Content-Length: 38

Content-Type：

做用：

例如：Content-Type: application/x-www-form-urlencoded

Miscellaneous 头域

Referer:

做用： 提供了Request的上下文信息的服务器，告诉服务器我是从哪一个连接过来的，好比从我主页上连接到一个朋友那里， 他的服务器就可以从HTTP Referer中统计出天天有多少用户点击我主页上的连接访问    他的网站。

例如: Referer:http://translate.google.cn/?hl=zh-cn&tab=wT

Cache 头域

If-Modified-Since：

做用： 把浏览器端缓存页面的最后修改时间发送到服务器去，服务器会把这个时间与服务器上实际文件的最后修改时间进行对比。若是时间一致，那么返回304，客户端就直接使用本地缓存文件。若是时间不一致，就会返回200和新的文件内容。客户端接到以后，会丢弃旧文件，把新文件缓存起来，并显示在浏览器中。

例如：If-Modified-Since: Thu, 09 Feb 2012 09:07:57 GMT。

If-None-Match：

做用: If-None-Match和ETag一块儿工做，工做原理是在HTTP Response中添加ETag信息。 当用户再次请求该资源时，将在HTTP Request 中加入If-None-Match信息(ETag的值)。若是服务器验证资源的ETag没有改变（该资源没有更新），将返回一个304状态告诉客户端使用本地缓存文件。不然将返回200状态和新的资源和Etag.  使用这样的机制将提升网站的性能

例如: If-None-Match: "03f2b33c0bfcc1:0"

Pragma：

做用： 防止页面被缓存， 在HTTP/1.1版本中，它和Cache-Control:no-cache做用如出一辙

Pargma只有一个用法， 例如： Pragma: no-cache

注意: 在HTTP/1.0版本中，只实现了Pragema:no-cache, 没有实现Cache-Control

Cache-Control：

做用: 这个是很是重要的规则。 这个用来指定Response-Request遵循的缓存机制。各个指令含义以下

Cache-Control:Public   能够被任何缓存所缓存（）

Cache-Control:Private     内容只缓存到私有缓存中

Cache-Control:no-cache  全部内容都不会被缓存

2. HTTP响应格式      

      在接收和解释请求消息后，服务器会返回一个 HTTP 响应消息。与 HTTP 请求相似，HTTP 响应也是由三个部分组成，分别是：状态行、消息报头和响应正文。如：

HTTP/1.1 200 OK Date: Sun, 17 Mar 2013 08:12:54 GMT Server: Apache/2.2.8 (Win32) PHP/5.2.5 X-Powered-By: PHP/5.2.5 Set-Cookie: PHPSESSID=c0huq7pdkmm5gg6osoe3mgjmm3; path=/ Expires: Thu, 19 Nov 1981 08:52:00 GMT Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, post-check=0, pre-check=0 Pragma: no-cache Content-Length: 4393 Keep-Alive: timeout=5, max=100 Connection: Keep-Alive Content-Type: text/html; charset=utf-8

<html> <head> <title>HTTP响应示例<title> </head> <body> Hello HTTP! </body> </html>

 

一、状态行

       状态行由协议版本、数字形式的状态代码，及相应的状态描述组成，各元素之间以空格分隔，结尾时回车换行符，格式以下：

HTTP-Version Status-Code Reason-Phrase CRLF

HTTP-Version 表示服务器 HTTP 协议的版本，Status-Code 表示服务器发回的响应代码，Reason-Phrase 表示状态代码的文本描述，CRLF 表示回车换行。例如：

HTTP/1.1 200 OK (CRLF)

      状态代码与状态描述

      状态代码由 3 位数字组成， 表示请求是否被理解或被知足，状态描述给出了关于状态码的简短的文字描述。状态码的第一个数字定义了响应类别，后面两位数字没有具体分类。第一个数字有 5 种取值，以下所示。

• 1xx：指示信息——表示请求已经接受，继续处理
• 2xx：成功——表示请求已经被成功接收、理解、接受。
• 3xx：重定向——要完成请求必须进行更进一步的操做
• 4xx：客户端错误——请求有语法错误或请求没法实现
• 5xx：服务器端错误——服务器未能实现合法的请求。

常见状态代码、状态描述、说明：
200 OK      //客户端请求成功
400 Bad Request  //客户端请求有语法错误，不能被服务器所理解
401 Unauthorized //请求未经受权，这个状态代码必须和WWW-Authenticate报头域一块儿使用 
403 Forbidden  //服务器收到请求，可是拒绝提供服务
404 Not Found  //请求资源不存在，eg：输入了错误的URL
500 Internal Server Error //服务器发生不可预期的错误
503 Server Unavailable  //服务器当前不能处理客户端的请求，一段时间后可能恢复正常

二、响应正文

响应正文就是服务器返回的资源的内容，响应头和正文之间也必须用空行分隔。如：

 

<html>
<head>
<title>HTTP响应示例<title>
</head>
<body>
Hello HTTP!
</body>
</html>

3 、响应头信息

HTTP最多见的响应头以下所示：

Cache头域

Date：

做用：生成消息的具体时间和日期，即当前的GMT时间。

例如：　Date: Sun, 17 Mar 2013 08:12:54 GMT

Expires：

做用: 浏览器会在指定过时时间内使用本地缓存，指明应该在何时认为文档已通过期，从而再也不缓存它。

例如: Expires: Thu, 19 Nov 1981 08:52:00 GMT　　

Vary

做用：

例如: Vary: Accept-Encoding

Cookie/Login 头域

P3P

做用: 用于跨域设置Cookie, 这样能够解决iframe跨域访问cookie的问题

例如: P3P: CP=CURa ADMa DEVa PSAo PSDo OUR BUS UNI PUR INT DEM STA PRE COM NAV OTC NOI DSP COR

Set-Cookie

做用： 很是重要的header, 用于把cookie 发送到客户端浏览器， 每个写入cookie都会生成一个Set-Cookie.

例如: Set-Cookie: PHPSESSID=c0huq7pdkmm5gg6osoe3mgjmm3; path=/

Entity实体头域：

            实体内容的属性，包括实体信息类型，长度，压缩方法，最后一次修改时间，数据有效性等。

ETag：

做用:  和If-None-Match 配合使用。 （实例请看上节中If-None-Match的实例）

例如: ETag: "03f2b33c0bfcc1:0"

Last-Modified：

做用： 用于指示资源的最后修改日期和时间。（实例请看上节的If-Modified-Since的实例）

例如: Last-Modified: Wed, 21 Dec 2011 09:09:10 GMT

Content-Type：

做用：WEB服务器告诉浏览器本身响应的对象的类型和字符集,

例如:

        Content-Type: text/html; charset=utf-8

　　Content-Type:text/html;charset=GB2312

　　Content-Type: image/jpeg

Content-Length：

指明实体正文的长度，以字节方式存储的十进制数字来表示。在数据下行的过程当中，Content-Length的方式要预先在服务器中缓存全部数据，而后全部数据再一古脑儿地发给客户端。

　　例如: Content-Length: 19847

Content-Encoding：

做用：文档的编码（Encode）方法。通常是压缩方式。

WEB服务器代表本身使用了什么压缩方法（gzip，deflate）压缩响应中的对象。利用gzip压缩文档可以显著地减小HTML文档的下载时间。

例如：Content-Encoding：gzip

Content-Language：

做用： WEB服务器告诉浏览器本身响应的对象的语言者

例如： Content-Language:da

Miscellaneous 头域

Server：

做用：指明HTTP服务器的软件信息

例如:Apache/2.2.8 (Win32) PHP/5.2.5

X-Powered-By：

做用：表示网站是用什么技术开发的

例如： X-Powered-By: PHP/5.2.5

Transport头域

Connection：

例如：　Connection: keep-alive   当一个网页打开完成后，客户端和服务器之间用于传输HTTP数据的TCP链接不会关闭，若是客户端再次访问这个服务器上的网页，会继续使用这一条已经创建的链接

例如：  Connection: close  表明一个Request完成后，客户端和服务器之间用于传输HTTP数据的TCP链接会关闭， 当客户端再次发送Request，须要从新创建TCP链接。

Location头域

Location：

做用： 用于重定向一个新的位置， 包含新的URL地址

实例请看304状态实例

HTTP协议是无状态的和Connection: keep-alive的区别

　　无状态是指协议对于事务处理没有记忆能力，服务器不知道客户端是什么状态。从另外一方面讲，打开一个服务器上的网页和你以前打开这个服务器上的网页之间没有任何联系。

　　HTTP是一个无状态的面向链接的协议，无状态不表明HTTP不能保持TCP链接，更不能表明HTTP使用的是UDP协议（无链接）。

　　从HTTP/1.1起，默认都开启了Keep-Alive，保持链接特性，简单地说，当一个网页打开完成后，客户端和服务器之间用于传输HTTP数据的TCP链接不会关闭，若是客户端再次访问这个服务器上的网页，会继续使用这一条已经创建的链接。

　　Keep-Alive不会永久保持链接，它有一个保持时间，能够在不一样的服务器软件（如Apache）中设定这个时间。

 

3. 浏览器缓存      

          

       浏览器缓存：包括页面html缓存和图片js，css等资源的缓存。以下图，浏览器缓存是基于把页面信息保存到用户本地电脑硬盘里。

        

 

 

一、缓存的优势：

 

     1）服务器响应更快：由于请求从缓存服务器（离客户端更近）而不是源服务器被相应，这个过程耗时更少，让服务器看上去响应更快。

     2）减小网络带宽消耗：当副本被重用时会减低客户端的带宽消耗；客户能够节省带宽费用，控制带宽的需求的增加并更易于管理。

一、缓存工做原理

       页面缓存状态是由http header决定的，一个浏览器请求信息，一个是服务器响应信息。主要包括Pragma: no-cache、Cache-Control、 Expires、 Last-Modified、If-Modified-Since。其中Pragma: no-cache由HTTP/1.0规定，Cache-Control由HTTP/1.1规定。

       工做原理图：

 

从图中咱们能够看到原理主要分三步：

1. 第一次请求：浏览器经过http的header报头，附带Expires，Cache-Control，Last-Modified/Etag向服务器请求，此时服务器记录第一次请求的Last-Modified/Etag                  
2. 再次请求：当浏览器再次请求的时候，请求头附带Expires，Cache-Control，If-Modified-Since/Etag向服务器请求
3. 服务器根据第一次记录的Last-Modified/Etag和再次请求的If-Modified-Since/Etag作对比，判断是否须要更新，服务器经过这两个头判断本地资源未发生变化，客 户端不须要从新下载，返回304响应。常见流程以下图所示：

 

 

与缓存相关的HTTP扩展消息头

 

    Expires：设置页面过时时间，格林威治时间GMT

    Cache-Control：更细致的控制缓存的内容

    Last-Modified：请求对象最后一次的修改时间 用来判断缓存是否过时 一般由文件的时间信息产生 

    ETag：响应中资源的校验值，在服务器上某个时段是惟一标识的。ETag是一个能够 与Web资源关联的记号（token），和Last-Modified功能才很少，也是一个标识符，通常和Last-Modified一块儿使用，增强服务器判断的准确度。

    Date：服务器的时间

    If-Modified-Since：客户端存取的该资源最后一次修改的时间，用来和服务器端的Last-Modified作比较

    If-None-Match：客户端存取的该资源的检验值，同ETag。

Cache-Control的主要参数 
      Cache-Control: private/public Public 响应会被缓存，而且在多用户间共享。 Private 响应只可以做为私有的缓存，不能再用户间共享。
      Cache-Control: no-cache：不进行缓存 
      Cache-Control: max-age=x：缓存时间 以秒为单位 
      Cache-Control: must-revalidate：若是页面是过时的 则去服务器进行获取。

 

二、关于图片，css，js，flash的缓存

这个主要经过服务器的配置来实现这个技术，若是使用apache服务器的话，可使用mod_expires模块来实现：

编译mod_expires模块：

Cd  /root/httpd-2.2.3/modules/metadata

/usr/local/apache/bin/apxs -i -a -c mod_expires.c //编译

编辑httpd.conf配置：添加下面内容

<IfModule mod_expires.c>

ExpiresActive on

ExpiresDefault "access plus 1 month"

ExpiresByType text/html "access plus 1 months"

ExpiresByType text/css "access plus 1 months"

ExpiresByType image/gif "access plus 1 months"

ExpiresByType image/jpeg "access plus 1 months"

ExpiresByType image/jpg "access plus 1 months"

ExpiresByType image/png "access plus 1 months"

EXpiresByType application/x-shockwave-flash "access plus 1 months"

EXpiresByType application/x-javascript      "access plus 1 months"

#ExpiresByType video/x-flv "access plus 1 months"

</IfModule>

解释：第一句--开启服务

第二句--默认时间是一个月

在下面是关于各类类型的资源的缓存时间设置

 

转载自：http://blog.csdn.net/hguisu/article/details/8683290