本系列第一節，我們回顧了與HTTP協議有關的基本術語和概念，本文將分析HTTP協議的基本原理與機制
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HTTP協議的用途
HTTP協議用於客戶端與服務器之間的通信，在通信線路兩端，必定一端是客戶端，另一端是服務器。
注意：客戶端與服務器的角色不是固定的，一端充當客戶端，也可能在某次請求中充當服務器。這取決與請求的發起端。HTTP協議屬於應用層，建立在傳輸層協議TCP之上。客戶端通過與服務器建立TCP連接，之后發送HTTP請求與接收HTTP響應都是通過訪問Socket接口來調用TCP協議實現。 -
請求與響應
HTTP協議規定，由客戶端發起請求，服務器響應請求並返回信息。
如圖，反映了一次HTTP請求並接收一個HTML文件的過程與時間消耗(RTT)。客戶端通過TCP連接發送請求報文，服務器收到請求后向其傳輸文件並返回響應報文。-
請求報文
GET /index.html HTTP/1.1 Host: www.cnblogs.com/ACFLOOD Content-Length: 16請求報文是由請求方法，請求URI，協議版本，可選的首部字段以及內容實體構成。
本例中，GET表示請求方法，/index.jsp是請求URI，HTTP/1.1是協議版本，其余的是首部字段。
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響應報文
HTTP/1.1 200 OK Date: Mon, 10 May 2016 07:50:15 GMT Content-Length: 300 Content-Type: text/html響應報文基本上由協議版本，狀態碼(返回請求成功或失敗情況)，對狀態碼的解釋短語，可選的首部字段以及內容實體構成。
本例中，HTTP/1.1表示協議版本，200表示狀態碼，OK是對狀態碼的描述，Date是響應日期，與Content-Length和Content-Type一樣，都屬於首部字段。
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HTTP是無狀態協議
HTTP是一種無狀態(stateless) 協議，HTTP協議本身不會對發送過的請求和相應的通信狀態進行持久化處理。這樣做的目的是為了保持HTTP協議的簡單性，從而能夠快速處理大量的事務，提高效率。
然而，在許多應用場景中，我們需要保持用戶登錄的狀態或記錄用戶購物車中的商品。由於HTTP是無狀態協議，所以必須引入一些技術來記錄管理狀態，例如Cookie。
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HTTP方法
在第一節，我們曾辨析過GET與POST方法。實際上常用的HTTP方法遠不止這些，下圖展示了基本的HTTP方法。
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GET：獲取資源。通過URI請求訪問已被識別的資源，經過服務器解析后返回相應內容。
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POST：傳輸實體。例如登錄注冊時表單的提交。
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PUT：傳輸文件。類似於FTP協議中的文件上傳，PUT方法要求在請求報文的主體包含文件，保存到指定URI的位置。由於PUT方法沒有驗證機制，存在安全性問題，所以必須配合采用安全標准(如REST)。
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HEAD：獲得報文首部。不返回報文主體，僅返回首部。
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DELETE：刪除文件。DELELTE方法請求刪除服務器上的資源，同樣存在安全性問題。所以必須有驗證機制與之配合。
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OPTIONS：詢問服務器支持哪些方法。示例
請求報文
OPTIONS * HTTP/1.1 Host: www.cnblogs.com響應報文
HTTP/1.1 200 OK Allow: GET, POST, HEAD, OPTIONS本例中，客戶端通過OPTIONS *詢問服務器支持的方法。響應報文最后返回了支持的 方法類型。
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TRACE：追蹤路徑。發送請求時，通過在Max-Forwards首部字段中填入數值，每經過一個服務器數值減一，當減為零之后停止傳輸，最后收到請求的服務器發出響應。
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CONNECT：通過與代理服務器建立隧道，使用隧道協議加密之后，與服務器進行TCP通信。常用的隧道協議有SSL(Secure Socket Layer)以及TLS(Transport Layer Security)。
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非持久連接 和 持久連接
在實際的應用中，客戶端往往會發出一系列請求，接着服務器端對每個請求進行響應。對於這些請求|響應，如果每次都經過一個單獨的TCP連接發送，稱為非持久連接。反之，如果每次都經過相同的TCP連接進行發送，稱為持久連接。
非持久連接在每次請求|響應之后都要斷開連接，下次再建立新的TCP連接，這樣就造成了大量的通信開銷。例如前面提到的往返時間(RTT) 就是在建立TCP連接的過程中的代價。
非持久連接給服務器帶來了沉重的負擔，每台服務器可能同時面對數以百計甚至更多的請求。持久連接就是為了解決這些問題，其特點是一直保持TCP連接狀態，直到遇到明確的中斷要求之后再中斷連接。持久連接減少了通信開銷，節省了通信量。
圖 持久化連接節省通信開銷 -
總結
本文分析了基本的HTTP運行機制與原理，通過一些實例分析了HTTP請求與響應的過程，以及常見的HTTP方法。對於HTTP連接的特性與機制也進行了探討。當然這些只是簡單的建立起基礎的概念。后續的系列我還會對Cookie與session的原理，請求發起的過程以及Socket(套接字)的理，HTTP解析的過程進行深入思考和剖析。
作者: I'm coding
鏈接：ACFLOOD
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