HTTP

什么是 HTTP

概念

HTTP（HyperText Transfer Protocol）即超文本运输协议，是实现网络通信的一种规范。常被用于在web浏览器和网站服务器之间传递信息，以明文传递内容，不进行任何加密。默认端口号为 80。

HTTP 特点

1. 支持客户端/服务器模式
2. 简单快速
3. 灵活：http 允许传输任何类型的数据类型，用 content-type 标记正在传输的类型。
4. 无连接：每次连接只处理一个请求，请求完成后即断开 tcp 连接。每一个请求都要重新建立 TCP 连接（1.0 版本）
5. 无状态：http 协议无法根据上一次连接的状态进行本次的请求处理

HTTP 1.0/1.1/2.0 的区别

HTTP 1.0

浏览器只和服务器保持短暂的连接，每次发起请求时都需要和服务器建立 TCP 连接，服务器完成请求处理后立即断开连接。
要建立起长连接，需要设置一个非标准的 Connection 字段：Connection: keep-alive

HTTP 1.1

• HTTP 1.1 支持长连接且默认开启，从而一个 TCP 连接可以发起多个 HTTP 请求，减少了建立和关闭连接的消耗和延迟。
• 持续化连接使多数请求以管线化方式发送成为可能。之前发送请求需要等待并得到响应后，才可以发送下一个请求，而使用管道化技术后可以不用等待响应而直接发送下一个请求。
• 新增了请求方式：OPTION、 TRACE、 CONNECT
• 增加了更多的请求头和响应头来完善功能：
  1. 引入了更多的缓存控制策略，如 If-Unmodified-Since, If-Match, If-None-Match等缓存头来控制缓存策略
  2. 引入 range，允许值请求资源某个部分
  3. 引入 host，实现了在一台WEB服务器上可以在同一个IP地址和端口号上使用不同的主机名来创建多个虚拟WEB站点

HTTP 2.0

多路复用
在一次 TCP 连接中，客户端和服务器都可以并发发送多个请求或回应，而不用按顺序一一对应

二进制分帧
HTTP 2.0 采用二进制格式传输数据，而非之前的文本格式，解析速度更快

首部压缩
HTTP 2.0 在客户端和服务器端使用“首部表”来跟踪和存储之前发送的键值对，对于相同的数据，不再通过每次请求和响应发送。
例如有两个请求，请求一发送了所有的头部信息，而请求二只需要发送差异部分的信息即可

服务器推送
HTTP 2.0 允许服务端推送数据给客户端。
当客户端请求一个页面时，服务器可顺带推送用户需要的其他资源，减少客户端发起请求的次数

HTTP 缓存控制

概念

浏览器缓存是浏览器在本地磁盘对用户最近请求的文档进行缓存，当用户再次发起对该文档资源的请求时，浏览器可以从磁盘直接读取对应资源。缓存主要分为强缓存和协商缓存

强缓存

1. 特点: 直接从本地副本比较读取，而不需要请求服务器，命中时返回的状态码是 200
2. 控制的字段

• Expires
  Expires 是 HTTP/1.0 中定义的缓存字段，其值是一个 GMT 格式的时间。当我们发起一个请求，服务器返回时，可以在回复的头部（Response Headers）增加 Expires 字段表明资源的过期时间。当客户端再次发起同一请求时，会将客户端时间与该时间进行比较，小于则证明缓存未过期，直接从磁盘读取。

expires: Sun, 04 Sep 2022 10:30:48 GMT

缺点： 客户端时间和服务器时间不一定统一，并且用户可以更改自己客户端的时间

• Cache-Control Cache-Control 是 HTTP/1.1 进行缓存控制的字段，其值有：
  • max-age=xxx：表示缓存离过期还有多少秒
  • public：可以被所有用户缓存
  • private：只能被客户端缓存
  • no-cache：不使用强缓存，但可以使用协商缓存
  • no-store：所有内容都不会被缓存，既不能使用强缓存，也不使用协商缓存，即每个请求都需要完整下载资源

协商缓存

• Last-Modified / If-Modified-Since
  Last-Modified 是第一次发起请求时，返回该资源在服务器最后一次修改的时间
  再次发起同一请求时，会带上 If-Modified-Since 字段，其值等于上次返回的 Last-Modified。服务器通过对比该字段的值和该资源在服务器最后修改的时间，如果修改时间晚于 If-Modified-Since,返回200；否则命中缓存，返回304，代表资源没更新。

缺点：

1. 资源只要编辑了，不管内容是否有变，修改时间都会更新
2. 时间的精确度只能到秒，即一秒内的修改是监测不到更新的，仍会使用旧的缓存

• Etag / If-None-Match
  Etag 是服务器响应请求时，返回当前资源文件的一个唯一标识（由服务器生成）
  If-None-Match 是客户端再次发起请求时，携带上次请求返回的唯一标识Etag值，服务端收到该请求后，发现该请求含有 If-None-Match，则会根据If-None-Match的字段值与该资源在服务器的Etag值做对比，一致则返回304，代表资源无更新，继续使用缓存文件，否则重新返回资源，状态码为200

应用场景

• 对于 HTML 这种包含了其他文件的主要文件，为了确保当其内容修改时页面能够及时地更新，一般直接使用协商缓存，即为 cache-control 增加 no-cache 属性值
• 对于图片文件这种，一般修改都是直接改变链接，所以可以直接采取强缓存，同时由于图片的数量和大小一般较大，可能会占用较多的客户端缓存，所以也不宜设置时间过长，可设置为 max-age = 86400
• 对于样式、js脚本等文本文件，如果内容不会定期更新，可以考虑在命名时加上版本号，然后使用强缓存并可以设置一个较长的时间。这样既能使用强缓存提高重用效率，又因为修改后版本号不同，即文件 URL 改变了，不需要再进行缓存的判断，而可以直接发起 http 请求获取最新的资源

总结

1. 对于强缓存，Cache-Control 优先级高于 Expires
2. 对于协商缓存，Etag 优先级高于 Last-Modified
3. 强缓存优先级高于协商缓存，若强缓存生效则直接使用强缓存，否则进行协商缓存

HTTP 事务

概念：
一个完整的请求+响应称之为HTTP事务。HTTP 事务是一个整体，在这个过程中，信息要么一次性交换完，要么完全不交换，而不能被分割

组成：

1. TCP 连接
2. HTTP 请求
3. HTTP 响应
4. 断开连接。也可以保持连接不断开，给下一个HTTP 事务使用