Java必知必会-HTTP

目录

• HTTP
  • HTTP与TCP的区别和联系
    • TCP
    • HTTP
      • • 1）在HTTP 1.0中，客户端的每次请求都要求建立一次单独的连接，在处理完本次请求后，就自动释放连接。
        • 2）在HTTP 1.1中则可以在一次连接中处理多个请求，并且多个请求可以重叠进行，不需要等待一个请求结束后再发送下一个请求。
        • 流程步骤
    • socket
      • 建立socket连接
      • SOCKET连接与TCP连接
      • Socket连接与HTTP连接
• 面试
  • Http与Https的区别：
  • 什么是Http协议无状态协议?怎么解决Http协议无状态协议?
  • URI和URL的区别
  • 常用的HTTP方法有哪些？
  • HTTP请求报文与响应报文格式
  • HTTPS工作原理
  • 一次完整的HTTP请求所经历的7个步骤
  • 常见的HTTP相应状态码
  • HTTP1.1版本新特性

HTTP

超文本传输协议，用于客户端和服务器端之间的通信，

HTTP与TCP的区别和联系

TCP是传输层，而http是应用层

http是要基于TCP连接基础上的，TCP就是单纯建立连接，不涉及任何我们需要请求的实际数据，简单的传输。http是用来收发数据，即实际应用上来的。

TCP是底层通讯协议，定义的是数据传输和连接方式的规范
HTTP是应用层协议，定义的是传输数据的内容的规范
HTTP协议中的数据是利用TCP协议传输的，所以支持HTTP也就一定支持TCP

HTTP支持的是www服务
而TCP/IP是协议 ，它是Internet国际互联网络的基础。TCP/IP是网络中使用的基本的通信协议。
TCP/IP实际上是一组协议，它包括上百个各种功能的协议，如：远程登录、文件传输和电子邮件等，而TCP协议和IP协议是保证数据完整传输的两个基本的重要协议。通常说TCP/IP是Internet协议族，而不单单是TCP和IP。

TCP

手机能够使用联网功能是因为手机底层实现了TCP/IP协议，可以使手机终端通过无线网络建立TCP连接，TCP协议可以对上层网络提供接口，使上层网络数据的传输建立在“无差别”的网络之上。

建立起一个TCP连接需要经过“三次握手”：

第一次握手（请求）：客户端发送syn包(syn=j)到服务器，并进入SYN_SEND状态，等待服务器确认；

第二次握手（确认）：服务器收到syn包，必须确认客户的ACK包（ack=j+1），同时自己也发送一个SYN包（syn=k），即SYN+ACK包，此时服务器进入SYN_RECV状态；

第三次握手（连接）：客户端收到服务器的SYN＋ACK包，向服务器发送确认包ACK(ack=k+1)，此包发送完毕，客户端和服务器进入ESTABLISHED状态，完成三次握手。

握手过程中传送的包里不包含数据，三次握手完毕后，客户端与服务器才正式开始传送数据。理想状态下，TCP连接一旦建立，在通信双方中的任何一方主动关闭连 接之前，TCP 连接都将被一直保持下去。断开连接时服务器和客户端均可以主动发起断开TCP连接的请求，断开过程需要经过“四次握手”

HTTP

HTTP协议是建立在TCP协议之上的一种应用，是web联网的基础

HTTP连接最显著的特点是客户端发送的每次请求都需要服务器回送响应，在请求结束后，会主动释放连接。从建立连接到关闭连接的过程称为“一次连接”。

1）在HTTP 1.0中，客户端的每次请求都要求建立一次单独的连接，在处理完本次请求后，就自动释放连接。

2）在HTTP 1.1中则可以在一次连接中处理多个请求，并且多个请求可以重叠进行，不需要等待一个请求结束后再发送下一个请求。

​ 由于HTTP在每次请求结束后都会主动释放连接，因此HTTP连接是一种“短连接”，要保持客户端程序的在线状态，需要不断地向服务器发起连接请求。通常的 做法是即时不需要获得任何数据，客户端也保持每隔一段固定的时间向服务器发送一次“保持连接”的请求，服务器在收到该请求后对客户端进行回复，表明知道客 户端“在线”。若服务器长时间无法收到客户端的请求，则认为客户端“下线”，若客户端长时间无法收到服务器的回复，则认为网络已经断开。

流程步骤

第一：从传输层，先说下TCP连接，我们要和服务端连接TCP连接，需要通过三次连接，包括：请求，确认，建立连接。即传说中的“三次握手协议”。简单就是：请求，确认，连接。

第二：TCP建立连接后，HTTP协议就来传输数据，也是请求，确认，连接。 总体就是C发送一个HTTP请求给S，S收到了这个http请求，然后返回给C的http响应，然后C的中间件或者说浏览器把这些数据渲染成为了网页，展示在用户面前。

• 发送一个http请求给S，这个请求包括请求头和请求内容：
  • 请求头request header：
    • 1.请求的方法是POST/GET,请求的URL，http协议版本
    • 2.请求的数据，和编码方式
    • 3是否有cookie和cooies，是否缓存等。post和get请求方式的区别是，get把请求内容放在URL后面，但是URL长度有限制。而post是以表单的形势，适合要输入密码之类的，因为不在URL中显示，所以比较安全。
  • 请求体request body：即请求的内容.
• S收到了http请求，然后根据请求头，返回http响应。
  • response header：包括了1.cookies或者sessions2.状态吗3.内容大小等
  • response body： 即响应的内容，包括，JS什么的。
• C收到了以后，就由浏览器完成一系列的渲染，包括执行JS脚本等。

socket

套接字（socket）是通信的基石，是支持TCP/IP协议的网络通信的基本操作单元。它是网络通信过程中端点的抽象表示，包含进行网络通信必须的五种信息：连接使用的协议，本地主机的IP地址，本地进程的协议端口，远地主机的IP地址，远地进程的协议端口。

应用层通过传输层进行数据通信时，TCP会遇到同时为多个应用程序进程提供并发服务的问题。多个TCP连接或多个应用程序进程可能需要通过同一个 TCP协 议端口传输数据。为了区别不同的应用程序进程和连接，许多计算机操作系统为应用程序与TCP／IP协议交互提供了套接字(Socket)接口。应用层可以 和传输层通过Socket接口，区分来自不同应用程序进程或网络连接的通信，实现数据传输的并发服务。

建立socket连接

建立Socket连接至少需要一对套接字，其中一个运行于客户端，称为ClientSocket ，另一个运行于服务器端，称为ServerSocket 。

套接字之间的连接过程分为三个步骤：服务器监听，客户端请求，连接确认。

服务器监听：服务器端套接字并不定位具体的客户端套接字，而是处于等待连接的状态，实时监控网络状态，等待客户端的连接请求。

客户端请求：指客户端的套接字提出连接请求，要连接的目标是服务器端的套接字。为此，客户端的套接字必须首先描述它要连接的服务器的套接字，指出服务器端套接字的地址和端口号，然后就向服务器端套接字提出连接请求。

连接确认：当服务器端套接字监听到或者说接收到客户端套接字的连接请求时，就响应客户端套接字的请求，建立一个新的线程，把服务器端套接字的描述发给客户 端，一旦客户端确认了此描述，双方就正式建立连接。而服务器端套接字继续处于监听状态，继续接收其他客户端套接字的连接请求。

SOCKET连接与TCP连接

创建Socket连接时，可以指定使用的传输层协议，Socket可以支持不同的传输层协议（TCP或UDP），当使用TCP协议进行连接时，该Socket连接就是一个TCP连接。

Socket连接与HTTP连接

由于通常情况下Socket连接就是TCP连接，因此Socket连接一旦建立，通信双方即可开始相互发送数据内容，直到双方连接断开。但在实际网络应用 中，客户端到服务器之间的通信往往需要穿越多个中间节点，例如路由器、网关、防火墙等，大部分防火墙默认会关闭长时间处于非活跃状态的连接而导 致 Socket 连接断连，因此需要通过轮询告诉网络，该连接处于活跃状态。

而HTTP连接使用的是“请求—响应”的方式，不仅在请求时需要先建立连接，而且需要客户端向服务器发出请求后，服务器端才能回复数据。

很多情况下，需要服务器端主动向客户端推送数据，保持客户端与服务器数据的实时与同步。此时若双方建立的是Socket连接，服务器就可以直接将数据传送给 客户端；若双方建立的是HTTP连接，则服务器需要等到客户端发送一次请求后才能将数据传回给客户端，因此，客户端定时向服务器端发送连接请求，不仅可以 保持在线，同时也是在“询问”服务器是否有新的数据，如果有就将数据传给客户端。

面试

Http与Https的区别：

1. HTTP 的URL 以http:// 开头，而HTTPS 的URL 以https:// 开头
2. HTTP 是不安全的，而 HTTPS 是安全的
3. HTTP 标准端口是80 ，而 HTTPS 的标准端口是443
4. 在OSI 网络模型中，HTTP工作于应用层，而HTTPS 的安全传输机制工作在传输层
5. HTTP 无法加密，而HTTPS 对传输的数据进行加密
6. HTTP无需证书，而HTTPS 需要CA机构wosign的颁发的SSL证书

什么是Http协议无状态协议?怎么解决Http协议无状态协议?

• 无状态协议对于事务处理没有记忆能力，缺少状态意味着如果是后续处理就需要前面的信息
• 也就是说，当客户端一次HTTP请求完成以后，客户端再发送一次HTTP请求，HTTP并不知道当前客户端是一个”老用户“。
• 可以使用Cookie来解决无状态的问题，Cookie就相当于一个通行证，第一次访问的时候给客户端发送一个Cookie，当客户端再次来的时候，拿着Cookie(通行证)，那么服务器就知道这个是”老用户“。

URI和URL的区别

URI，是uniform resource identifier，统一资源标识符，用来唯一的标识一个资源。

• Web上可用的每种资源如HTML文档、图像、视频片段、程序等都是一个来URI来定位的
• URI一般由三部组成：
  • ①访问资源的命名机制
  • ②存放资源的主机名
  • ③资源自身的名称，由路径表示，着重强调于资源。

URL是uniform resource locator，统一资源定位器，它是一种具体的URI，即URL可以用来标识一个资源，而且还指明了如何locate这个资源。

• URL是Internet上用来描述信息资源的字符串，主要用在各种WWW客户程序和服务器程序上，特别是著名的Mosaic。
• 采用URL可以用一种统一的格式来描述各种信息资源，包括文件、服务器的地址和目录等。URL一般由三部组成：
  • ①协议(或称为服务方式)
  • ②存有该资源的主机IP地址(有时也包括端口号)
  • ③主机资源的具体地址。如目录和文件名等

URN，uniform resource name，统一资源命名，是通过名字来标识资源，比如mailto:java-net@java.sun.com。

• URI是以一种抽象的，高层次概念定义统一资源标识，而URL和URN则是具体的资源标识的方式。URL和URN都是一种URI。笼统地说，每个 URL 都是 URI，但不一定每个 URI 都是 URL。这是因为 URI 还包括一个子类，即统一资源名称 (URN)，它命名资源但不指定如何定位资源。上面的 mailto、news 和 isbn URI 都是 URN 的示例。

在Java的URI中，一个URI实例可以代表绝对的，也可以是相对的，只要它符合URI的语法规则。而URL类则不仅符合语义，还包含了定位该资源的信息，因此它不能是相对的。

在Java类库中，URI类不包含任何访问资源的方法，它唯一的作用就是解析。

相反的是，URL类可以打开一个到达资源的流。

常用的HTTP方法有哪些？

• GET： 用于请求访问已经被URI（统一资源标识符）识别的资源，可以通过URL传参给服务器
• POST：用于传输信息给服务器，主要功能与GET方法类似，但一般推荐使用POST方式。
• PUT： 传输文件，报文主体中包含文件内容，保存到对应URI位置。
• HEAD： 获得报文首部，与GET方法类似，只是不返回报文主体，一般用于验证URI是否有效。
• DELETE：删除文件，与PUT方法相反，删除对应URI位置的文件。
• OPTIONS：查询相应URI支持的HTTP方法。

HTTP请求报文与响应报文格式

请求报文包含四部分：

• a、请求行：包含请求方法、URI、HTTP版本信息
• b、请求首部字段
• c、请求内容实体
• d、空行

响应报文包含四部分：

• a、状态行：包含HTTP版本、状态码、状态码的原因短语
• b、响应首部字段
• c、响应内容实体
• d、空行

常见的首部：

• 通用首部字段（请求报文与响应报文都会使用的首部字段）
  • Date：创建报文时间
  • Connection：连接的管理
  • Cache-Control：缓存的控制
  • Transfer-Encoding：报文主体的传输编码方式
• 请求首部字段（请求报文会使用的首部字段）
  • Host：请求资源所在服务器
  • Accept：可处理的媒体类型
  • Accept-Charset：可接收的字符集
  • Accept-Encoding：可接受的内容编码
  • Accept-Language：可接受的自然语言
• 响应首部字段（响应报文会使用的首部字段）
  • Accept-Ranges：可接受的字节范围
  • Location：令客户端重新定向到的URI
  • Server：HTTP服务器的安装信息
• 实体首部字段（请求报文与响应报文的的实体部分使用的首部字段）
  • Allow：资源可支持的HTTP方法
  • Content-Type：实体主类的类型
  • Content-Encoding：实体主体适用的编码方式
  • Content-Language：实体主体的自然语言
  • Content-Length：实体主体的的字节数
  • Content-Range：实体主体的位置范围，一般用于发出部分请求时使用

HTTPS工作原理

• 一、首先HTTP请求服务端生成证书，客户端对证书的有效期、合法性、域名是否与请求的域名一致、证书的公钥（RSA加密）等进行校验；
• 二、客户端如果校验通过后，就根据证书的公钥的有效， 生成随机数，随机数使用公钥进行加密（RSA加密）；
• 三、消息体产生的后，对它的摘要进行MD5（或者SHA1）算法加密，此时就得到了RSA签名；
• 四、发送给服务端，此时只有服务端（RSA私钥）能解密。
• 五、解密得到的随机数，再用AES加密，作为密钥（此时的密钥只有客户端和服务端知道）

一次完整的HTTP请求所经历的7个步骤

HTTP通信机制是在一次完整的HTTP通信过程中，Web浏览器与Web服务器之间将完成下列7个步骤：

• 建立TCP连接

在HTTP工作开始之前，Web浏览器首先要通过网络与Web服务器建立连接，该连接是通过TCP来完成的，该协议与IP协议共同构建 Internet，即著名的TCP/IP协议族，因此Internet又被称作是TCP/IP网络。HTTP是比TCP更高层次的应用层协议，根据规则， 只有低层协议建立之后才能，才能进行更层协议的连接，因此，首先要建立TCP连接，一般TCP连接的端口号是80。

• Web浏览器向Web服务器发送请求行

一旦建立了TCP连接，Web浏览器就会向Web服务器发送请求命令。例如：GET /sample/hello.jsp HTTP/1.1。

• Web浏览器发送请求头
  • 浏览器发送其请求命令之后，还要以头信息的形式向Web服务器发送一些别的信息，之后浏览器发送了一空白行来通知服务器，它已经结束了该头信息的发送。
• Web服务器应答
  • 客户机向服务器发出请求后，服务器会客户机回送应答， HTTP/1.1 200 OK ，应答的第一部分是协议的版本号和应答状态码。
• Web服务器发送应答头
  • 正如客户端会随同请求发送关于自身的信息一样，服务器也会随同应答向用户发送关于它自己的数据及被请求的文档。
• Web服务器向浏览器发送数据
  • Web服务器向浏览器发送头信息后，它会发送一个空白行来表示头信息的发送到此为结束，接着，它就以Content-Type应答头信息所描述的格式发送用户所请求的实际数据。
• Web服务器关闭TCP连接
  • 一般情况下，一旦Web服务器向浏览器发送了请求数据，它就要关闭TCP连接，然后如果浏览器或者服务器在其头信息加入了这行代码：

Connection:keep-alive

TCP连接在发送后将仍然保持打开状态，于是，浏览器可以继续通过相同的连接发送请求。保持连接节省了为每个请求建立新连接所需的时间，还节约了网络带宽。

建立TCP连接->发送请求行->发送请求头->（到达服务器）发送状态行->发送响应头->发送响应数据->断TCP连接

常见的HTTP相应状态码

• 200：请求被正常处理
• 204：请求被受理但没有资源可以返回
• 206：客户端只是请求资源的一部分，服务器只对请求的部分资源执行GET方法，相应报文中通过Content-Range指定范围的资源。
• 301：永久性重定向
• 302：临时重定向
• 303：与302状态码有相似功能，只是它希望客户端在请求一个URI的时候，能通过GET方法重定向到另一个URI上
• 304：发送附带条件的请求时，条件不满足时返回，与重定向无关
• 307：临时重定向，与302类似，只是强制要求使用POST方法
• 400：请求报文语法有误，服务器无法识别
• 401：请求需要认证
• 403：请求的对应资源禁止被访问
• 404：服务器无法找到对应资源
• 500：服务器内部错误
• 503：服务器正忙

HTTP1.1版本新特性

• a、默认持久连接节省通信量，只要客户端服务端任意一端没有明确提出断开TCP连接，就一直保持连接，可以发送多次HTTP请求
• b、管线化，客户端可以同时发出多个HTTP请求，而不用一个个等待响应
• c、断点续传。实际上就是利用HTTP消息头使用分块传输编码，将实体主体分块传输。
• HTTP从1.1版本起，底层的TCP使用的长连接，之前版本底层的TCP都是短连接
• 新增5种请求方法：OPTIONS PUT DELELTE TRACE CONNECT