自学教程 从零学编程

HTTP 协议

网络协议

一、HTTP 是什么

HTTP（HyperText Transfer Protocol，超文本传输协议），是应用层协议，基于TCP。
默认端口 80。
HTTP 是万维网（Web）的基础协议，浏览器和Web服务器之间传输网页、图片、JS、CSS、接口数据都使用HTTP。

简单理解：浏览器（客户端）向服务器发送请求，服务器返回响应，一问一答。
注意：HTTP是明文传输，不加密；加密版本为HTTPS（HTTP+TLS），端口443。

二、HTTP 核心特点

  1. 请求-响应模型：客户端主动发起请求，服务器被动返回响应；
  2. 无状态：服务器不会记住上一次客户端是谁，每次请求相互独立。>

解决无状态：Cookie、Session、Token；

  1. 无连接（HTTP/1.1之前）：一次请求响应完成就断开TCP连接；HTTP/1.1默认支持长连接（Keep-Alive），复用TCP连接；
  2. 明文传输：请求、响应全部裸奔，中间人可以抓包查看和篡改内容；
  3. 基于文本：报文是可读的文本格式。

版本区分：

  • HTTP/1.0：短连接，一次请求一次连接；
  • HTTP/1.1：默认长连接、管道化、缓存、Host头（现在最广泛使用）；
  • HTTP/2：二进制、多路复用、头部压缩；
  • HTTP/3：基于QUIC（UDP）。

三、HTTP 请求报文结构

由四部分组成：请求行、请求头、空行、请求体

GET /index.html HTTP/1.1          # 请求行
Host: www.example.com             # 请求头
User-Agent: Mozilla/5.0
Accept: text/html
                                  # 空行（必须）
【请求体，POST/PUT等方法才有】
  1. 请求行：请求方法 + 请求资源路径 + HTTP版本
  2. 请求头（Header）：键值对，描述客户端信息、资源类型、Cookie等
  3. 空行：用来分隔头部和请求体
  4. 请求体（Body）：POST、PUT携带提交的数据；GET没有请求体

常用请求方法

方法含义是否有请求体
GET获取资源，查询数据一般不使用body
POST提交数据，新增资源✅有body
PUT全量更新资源✅有body
DELETE删除资源可选
HEAD只获取响应头，不要响应体无
OPTIONS查询服务器支持哪些方法可选

RESTful风格就是利用这几个方法表达资源操作语义。

四、HTTP 响应报文结构

状态行、响应头、空行、响应体

HTTP/1.1 200 OK                   # 状态行
Server: nginx
Content-Type: text/html
Content-Length: 1024
                                  # 空行
<html>...</html>                  # 响应体（网页内容）
  • 状态行：HTTP版本 + 状态码 + 描述短语
  • 响应头：服务器返回的元信息（资源类型、缓存策略、Cookie等）
  • 响应体：网页、图片、JSON接口返回数据

常见状态码分类

  • 1xx 信息类：继续处理
  • 2xx 成功
    • 200 OK：成功
    • 201 Created：创建成功
  • 3xx 重定向
    • 301 Moved Permanently：永久重定向
    • 302 Found：临时重定向
    • 304 Not Modified：资源未修改，使用本地缓存
  • 4xx 客户端错误
    • 400 Bad Request：请求报文错误
    • 401 Unauthorized：未认证
    • 403 Forbidden：权限拒绝
    • 404 Not Found：资源不存在
  • 5xx 服务端错误
    • 500 Internal Server Error：服务器内部错误
    • 502 Bad Gateway：网关错误
    • 503 Service Unavailable：服务不可用

五、重要请求头与响应头示例

请求头

  • Host：目标主机域名（HTTP1.1强制）
  • User-Agent：客户端浏览器/设备标识
  • Cookie：携带Cookie信息
  • Accept：客户端可接收的数据类型
  • Referer：从哪个页面跳转过来

响应头

  • Content-Type：响应体MIME类型（text/html、application/json、image/png）
  • Content-Length：响应体字节长度
  • Set-Cookie：服务器下发Cookie给浏览器
  • Cache-Control：缓存控制
  • Location：重定向地址（301/302使用）

六、无状态问题与解决方案

HTTP本身无状态：服务器无法区分两次请求是不是同一个用户。
解决方案：

  1. Cookie：保存在浏览器本地，每次请求自动携带发给服务器；
  2. Session：服务端存储用户会话信息，Cookie存放SessionID；
  3. Token（JWT等）：令牌放在请求头Authorization，适合前后端分离、APP接口。

七、HTTP长连接 Keep-Alive

HTTP/1.1 默认开启Keep-Alive。

  • 一次TCP连接，可以连续发送多个HTTP请求；
  • 不用每次请求都新建、断开TCP连接，减少三次握手、四次挥手开销；
  • 超过超时时间，服务器自动关闭TCP连接。

注意：长连接是TCP连接复用，不是HTTP协议本身保持会话状态。

八、HTTP缓存简单理解

浏览器会缓存静态资源（图片、js、css），减少重复请求：

  • 协商缓存：Last-Modified / ETag，服务器对比资源是否更新，返回304；
  • 强缓存：Cache-Control: max-age，有效期内直接使用本地缓存，不访问服务器。

九、HTTP vs HTTPS

项目HTTPHTTPS
端口80443
加密❌明文✅TLS加密
安全性低，可抓包篡改高，防窃听、防篡改、身份校验
底层TCPTCP+TLS

HTTPS并不是新协议，是HTTP跑在TLS加密通道之上。

十、小结

  1. HTTP应用层TCP协议，80端口，Web网页与API接口基础；
  2. 一问一答请求响应模型，无状态，靠Cookie/Session/Token记录用户；
  3. 报文分为请求报文、响应报文，文本格式；
  4. HTTP1.1支持Keep-Alive长连接，复用TCP；
  5. 状态码用来表达请求结果；HTTP明文不安全，生产环境推荐HTTPS。

思考题：HTTP是无状态，Keep-Alive是长连接，这两个概念有什么区别，不要混淆？

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