上篇文章介绍了传输层的TCP、UDP协议，在TCP/IP协议中，下三层（网络接口层，网络层，传输层）都是计算机系统联合其他硬件设备自己在干的事，身为程序员的我们平时对其感知不大。而应用层却是与程序开发息息相关的一层，如HTTP，HTTPS，DNS，FTP，SMTP等等，针对不同应用场景在应用层都有其对应的应用层协议。这篇文章就来研究下做WEB程序开发时接触最多的HTTP协议。
HTTP全称（HyperText Transfer Protocol），超文本传输协议，HTTP协议广泛用于浏览器与服务器，服务器与服务器之间的请求交互。因其是应用层的一个协议，所以服务对象必然是一个应用程序。通常来说，由一台服务器充当服务端，在上面部署一个能接收与发送HTTP请求的应用程序；客户端方面，最常见的就是浏览器，浏览器可以发送HTTP请求并接收响应内容，对程序员来说，由另一台服务器来充当客户端也是常见的事，两台服务器上的应用程序都可以向对方提供接口，所以它们可互为服务端与客户端。
HTTP特性
1.无连接性
http是一个应用层的协议，只是应用程序之间数据交互的一种格式定义。至于连接性，这是数据传输时才会用到的概念，即传输层才存在所谓连接，通常情况下也就是tcp连接（tcp相关概念请阅读上一篇文章：网络协议（六）传输层）。所以http天然不具备连接性。
http需要一个能保证可靠传输数据的下层协议来支持，所以一般来说是tcp充当其在传输层的合作协议，http要发送一个请求给对端服务，数据到传输层后，tcp通过三次握手建立连接后，才能发送这些应用数据。那tcp何时断开连接呢？在http1.0及之前的版本中，http的每一次请求都是很独立的，即每次请求结束后tcp就进行四次挥手断开连接。http1.1版本出来后，请求头默认加上Connection: keep-alive,即在一次请求后不再马上断开tcp的连接，而是保持一个tcp长连接，来避免多次http请求时tcp的频繁握手挥手，减少不必要的网络消耗，加快传输效率。
2.无状态性
HTTP本身是一种无状态协议，协议定义中并没有要求必须有一个会话标识，所以服务端收到的每次请求都会看做是一个独立的请求，和其他任何请求没有关联。
但是很多情况下我们需要一个标识来标记一次会话过程，在一次会话中保存一些上下文信息，比如需要登录验证的系统。基于这种需求，Web应用程序通常使用Cookie和Session来跟踪用户的状态。用户不带cookie头首次访问服务器后，服务器的http返回头中会通知浏览器存储一个cookie标识，如下图
浏览器接下来对这个ip或域名（与端口无关）访问时，http请求头中都会带上这个cookie标识，
服务端有个session的记录表来记录一次次会话，收到cookie标识后就可以对应上指定Session，这样一套cookie+session的机制就实现了http的会话保持功能。
3.基于请求-响应模型
客户端与服务端使用http协议通信时都是有来有回的，一次请求必然对应着一个应答。
HTTP协议规范
来看看HTTP长什么样子，通过一个例子来看
请求内容
POST /practice/gift/updateGift HTTP/1.1
Accept: application/json, text/plain, */*
Content-Length: 149
Content-Type: application/json;charset=UTF-8
Cookie: SESSION=ZjliZjhlZDEtMDk0YS00ZjA3LWJkMDItYTc3Nzk2ZTY1NGFh
Host: 47.94.211.120:8090
Origin: http://47.94.211.120:8090
Proxy-Connection: keep-alive
Referer: http://47.94.211.120:8090/
User-Agent: Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10_15_7) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/119.0.0.0 Safari/537.36
[{"giftName":"一个掌声","price":10}]请求内容的格式分为四大块：请求行，请求头，空行，消息体
返回内容
HTTP/1.1 200
Transfer-Encoding: chunked
Connection: keep-alive
Content-Type: application/json
Date: Thu, 14 Dec 2023 03:59:35 GMT
Keep-Alive: timeout=4
Proxy-Connection: keep-alive
Server: nginx/1.12.2
{"code":0,"message":"操作成功","data":null}返回内容的格式也分为四大块：请求行，请求头，空行，消息体。其中，请求行的状态描述不是必须项。
可以看到，请求内容和返回内容的格式相差不大，主要区别在于第一行。下面具体看下第一行的内容都有啥待选项。
协议版本
协议版本就是http的版本，目前主流的还是1.1版本。
请求方法（八种方法）
- GET。用于获取某些资源，比如查询操作。
- POST。用于新建或更新资源。
- PUT。用于更新资源，但是需要完整的更新，不能局部更新。
- DELETE。用于删除资源
- HEAD。与GET方法一样，都是向服务器发出指定资源的请求。只不过服务器将不传回消息体，只传回状态行和响应头。
- TRACE。回显服务器收到的请求，主要用于测试或诊断。
- OPTIONS。这个方法可使服务器传回该资源所支持的所有HTTP请求方法。用'*'来代替资源名称，向Web服务器发送OPTIONS请求，可以测试服务器功能是否正常运作。
- CONNECT。CONNECT方法可以开启一个客户端与所请求资源之间的双向沟通的通道，可以用来创建隧道（tunnel）。例如，CONNECT可以用来访问采用了SSL（HTTPS）协议的站点。
此外，特定的HTTP服务器还能够扩展自定义的方法。例如：PATCH，用于将局部修改应用到资源。
其中GET和POST是非常常用的方法。这两种方法基本能满足绝大多数应用场景（因为每种方法的用法只是一种约定用法，实际使用中能达到想要的效果就行）。如果应用程序用的是rest风格的api,那么还会用到PUT，PATCH，DELETE。剩余的几个在程序开发时就不太常见了。
状态码
HTTP协议定义了一系列状态码，用于表示服务器对请求的处理结果。这些状态码分为五类，每类都有特定的含义。以下是一些常见的HTTP状态码：
-
1xx（信息性状态码）： 表示请求已被接收，继续处理。
- 100 Continue：服务器已收到请求的头部信息，客户端应该继续发送请求的剩余部分。
- 101 Switching Protocols：服务器已经理解了客户端的请求，并将通过Upgrade消息头通知客户端切换协议。
-
2xx（成功状态码）： 表示请求已成功被服务器接收、理解、并接受。
- 200 OK：请求成功。
- 201 Created：请求已经被实现，而且有一个新的资源已经依据请求的需要而建立。
- 204 No Content：服务器成功处理了请求，但不需要返回任何实体内容。
-
3xx（重定向状态码）： 表示需要客户端采取进一步的操作才能完成请求。
- 301 Moved Permanently：请求的资源已永久移动到新位置。
- 302 Found：请求的资源临时移动到新的位置（短链跳转常用）。
- 304 Not Modified：资源未被修改，可以使用缓存的版本。
-
4xx（客户端错误状态码）： 表示客户端在请求时出现了错误。
- 400 Bad Request：请求无效，服务器不理解请求的语法。
- 401 Unauthorized：请求要求身份验证，需要提供有效的用户身份。
- 403 Forbidden：服务器拒绝请求。
- 404 Not Found：服务器找不到请求的资源。
-
5xx（服务器错误状态码）： 表示服务器在处理请求时发生了错误。
- 500 Internal Server Error：服务器遇到了不知道如何处理的情况。
- 502 Bad Gateway：服务器作为网关或代理，从上游服务器收到无效响应。
- 503 Service Unavailable：服务器暂时不可用。
HTTP2.0
HTTP/2保留了HTTP/1.1的大部分语义，例如请求方法、状态码乃至URI和绝大多数HTTP头字段一致。而HTTP/2采用了新的方法来编码、传输客户端和服务器之间的数据。
HTTP2.0版本和1.1版本的区别：
-
多路复用（Multiplexing）： HTTP/2.0支持多路复用，允许在单个连接上同时发送多个请求和响应，而不需要按照顺序进行阻塞。这提高了并发性，减少了延迟。
-
二进制传输： HTTP/2.0在传输数据时使用二进制格式，而不是HTTP/1.1中的文本格式。这使得协议的解析更加高效，并且可以减少错误。但也使得直接查看和调试成为挑战。
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头部压缩： HTTP/2.0使用HPACK算法对请求和响应头部进行压缩，减少了传输的数据量。这有助于降低带宽的使用，特别是对于包含大量重复头部的请求。
-
流（Stream）： HTTP/2.0引入了流的概念，一个流代表一个双向的、独立的逻辑通道，可以在同一个连接上传输多个流。每个流都有一个唯一的标识符，允许并发处理多个请求和响应。
-
服务器推送（Server Push）： HTTP/2.0允许服务器在客户端请求之前推送资源，以提高性能。服务器可以主动将与请求相关的资源推送给客户端，避免了客户端再次发起请求的延迟。
-
优先级（Priority）： HTTP/2.0支持请求的优先级，允许客户端指定对请求的优先级，而服务器则可以使用这些信息来调整响应的顺序。
HTTP1.1版本工作方式相当于半双工方式，2.2版本相当于全双工。关于双工概念，网络上有个比喻很到位：
双工是相对与单工而言的，单工是单方面传输的，比如有一条路，是从A到B，那么单工就是单向行道，只能从A到B不能从B到A，而半双工就是这条路能从A到B，也能从B到A，但不能同时进行，从A到B时不能从B到A，从B到A时不能从A到B，而全双工就是双行道，能从A到B，也可以从B到A，而且可以同时进行。因此单工就相当于BB机，别人能给你发，但你不能直接回；半双工就是对讲机，一个说完一个说；不能同时进行；全双工就是手机，双方可能同时进行。这就是单工，半双工与全双工的区别。
回到http上，http1.1只能一个一个请求排队发，服务端一个一个排队进行响应。而2.0可以同时将多个请求发给服务端，服务端也可以同时接收多个请求。这都是浏览器和服务器建立了一个tcp连接的前提下。现在的浏览器可能会对同一个host同时申请多个tcp连接，方便它进行并发请求。
HTTP的沟通都是明文沟通，所以程序开发时一般使用HTTP来进行调试，方便观察请求与返回结果，但是明文的话就存在安全性的问题。HTTPS在HTTP的基础上增加了加密逻辑，线上部署时一般都会使用HTTPS的形式，下篇文章就来研究下HTTPS。
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