Android網絡編程（一）HTTP協議原理

Reference: http://liuwangshu.cn/application/network/1-http.html

 

前言

這篇文章是這個系列的開篇，作為移動開發者，開發的應用不免會對網絡進行訪問，雖然現在已經有很多的開源庫幫助我們可以輕而易舉的訪問網絡，但是我們仍要去了解網絡訪問的原理，這也是一個優秀開發人員所必備的知識點。這篇文章我們就先來了解一下HTTP協議原理。

1.HTTP簡介

HTTP是一個屬於應用層的面向對象的協議，由於其簡捷、快速的方式，適用於分布式超媒體信息系統。它於1990年提出，經過幾年的使用與發展，得到不斷地完善和擴展。

HTTP協議的主要特點

1. 支持C/S（客戶/服務器）模式。
2. 簡單快速：客戶向服務器請求服務時，只需傳送請求方法和路徑。請求方法常用的有GET、HEAD、POST，每種方法規定了客戶與服務器聯系的類型不同。由於HTTP協議簡單，使得HTTP服務器的程序規模小，因而通信速度很快。
3. 靈活：HTTP允許傳輸任意類型的數據對象。正在傳輸的類型由Content-Type加以標記。
4. 無連接：無連接的含義是限制每次連接只處理一個請求。服務器處理完客戶的請求，並收到客戶的應答后，即斷開連接。采用這種方式可以節省傳輸時間。
5. 無狀態：HTTP協議是無狀態協議，無狀態是指協議對於事務處理沒有記憶能力。缺少狀態意味着如果后續處理需要前面的信息，則它必須重傳，這樣可能導致每次連接傳送的數據量增大。另一方面，在服務器不需要先前信息時它的應答就較快。

HTTP URL 的格式如下

http://host[":"port][abs_path]

http表示要通過HTTP協議來定位網絡資源；host表示合法的Internet主機域名或者IP地址；port指定一個端口號，為空則使用默認端口80；abs_path指定請求資源的URI（Web上任意的可用資源）。
HTTP有兩種報文分別是請求報文和響應報文，讓我們先來看看請求報文。

2.HTTP的請求報文

先來看看請求報文的一般格式：

通常來說一個HTTP請求報文由請求行、請求報頭、空行、和請求數據4個部分組成。

請求行

請求行由請求方法，URL字段和HTTP協議的版本組成，格式如下：

Method Request-URI HTTP-Version CRLF

其中 Method表示請求方法；Request-URI是一個統一資源標識符；HTTP-Version表示請求的HTTP協議版本；CRLF表示回車和換行（除了作為結尾的CRLF外，不允許出現單獨的CR或LF字符）。

HTTP請求方法有8種，分別是GET、POST、DELETE、PUT、HEAD、TRACE、CONNECT 、OPTIONS。其中PUT、DELETE、POST、GET分別對應着增刪改查，對於移動開發最常用的就是POST和GET了。

1. GET：請求獲取Request-URI所標識的資源
2. POST：在Request-URI所標識的資源后附加新的數據
3. HEAD：請求獲取由Request-URI所標識的資源的響應消息報頭
4. PUT： 請求服務器存儲一個資源，並用Request-URI作為其標識
5. DELETE ：請求服務器刪除Request-URI所標識的資源
6. TRACE ： 請求服務器回送收到的請求信息，主要用於測試或診斷
7. CONNECT： HTTP/1.1協議中預留給能夠將連接改為管道方式的代理服務器。
8. OPTIONS ：請求查詢服務器的性能，或者查詢與資源相關的選項和需求

例如我去訪問我的CSDN博客地址請求行是：

GET http://blog.csdn.net/itachi85 HTTP/1.1

請求報頭

在請求行之后會有0個或者多個請求報頭，每個請求報頭都包含一個名字和一個值，它們之間用“：”分割。請求頭部會以一個空行，發送回車符和換行符，通知服務器以下不會有請求頭。關於請求報頭，會在后面的消息報頭一節做統一的解釋。

請求數據

請求數據不在GET方法中使用，而是在POST方法中使用。POST方法適用於需要客戶填寫表單的場合，與請求數據相關的最常用的請求頭是Content-Type和Content-Length。

3.HTTP的響應報文

先來看看響應報文的一般格式：

HTTP的響應報文由狀態行、消息報頭、空行、響應正文組成。響應報頭后面會講到，響應正文是服務器返回的資源的內容，先來看看狀態行。

狀態行

1、狀態行格式如下：

HTTP-Version Status-Code Reason-Phrase CRLF

其中，HTTP-Version表示服務器HTTP協議的版本；Status-Code表示服務器發回的響應狀態代碼；Reason-Phrase表示狀態代碼的文本描述。
狀態代碼有三位數字組成，第一個數字定義了響應的類別，且有五種可能取值：

• 100~199：指示信息，表示請求已接收，繼續處理
• 200~299：請求成功，表示請求已被成功接收、理解、接受
• 300~399：重定向，要完成請求必須進行更進一步的操作
• 400~499：客戶端錯誤，請求有語法錯誤或請求無法實現
• 500~599：服務器端錯誤，服務器未能實現合法的請求

常見的狀態碼如下：

• 200 OK：客戶端請求成功
• 400 Bad Request：客戶端請求有語法錯誤，不能被服務器所理解
• 401 Unauthorized：請求未經授權，這個狀態代碼必須和WWW-Authenticate報頭域一起使用
• 403 Forbidden：服務器收到請求，但是拒絕提供服務
• 500 Internal Server Error：服務器發生不可預期的錯誤
• 503 Server Unavailable：服務器當前不能處理客戶端的請求，一段時間后可能恢復正常

例如訪問我的CSDN博客地址響應的狀態行是：

HTTP/1.1 200 OK

4.HTTP的消息報頭

消息報頭分為通用報頭、請求報頭、響應報頭、實體報頭等。消息頭由鍵值對組成，每行一對，關鍵字和值用英文冒號“:”分隔。

通用報頭

既可以出現在請求報頭，也可以出現在響應報頭中

• Date：表示消息產生的日期和時間
• Connection：允許發送指定連接的選項，例如指定連接是連續的，或者指定“close”選項，通知服務器，在響應完成后，關閉連接
• Cache-Control：用於指定緩存指令，緩存指令是單向的（響應中出現的緩存指令在請求中未必會出現），且是獨立的（一個消息的緩存指令不會影響另一個消息處理的緩存機制）

請求報頭

請求報頭通知服務器關於客戶端求求的信息，典型的請求頭有：

• Host：請求的主機名，允許多個域名同處一個IP地址，即虛擬主機
• User-Agent：發送請求的瀏覽器類型、操作系統等信息
• Accept：客戶端可識別的內容類型列表，用於指定客戶端接收那些類型的信息
• Accept-Encoding：客戶端可識別的數據編碼
• Accept-Language：表示瀏覽器所支持的語言類型
• Connection：允許客戶端和服務器指定與請求/響應連接有關的選項，例如這是為Keep-Alive則表示保持連接。
• Transfer-Encoding：告知接收端為了保證報文的可靠傳輸，對報文采用了什么編碼方式。

響應報頭

用於服務器傳遞自身信息的響應，常見的響應報頭：

• Location：用於重定向接受者到一個新的位置，常用在更換域名的時候
• Server：包含可服務器用來處理請求的系統信息，與User-Agent請求報頭是相對應的

實體報頭

實體報頭用來定於被傳送資源的信息，既可以用於請求也可用於響應。請求和響應消息都可以傳送一個實體，常見的實體報頭為：

• Content-Type：發送給接收者的實體正文的媒體類型
• Content-Lenght：實體正文的長度
• Content-Language：描述資源所用的自然語言，沒有設置則該選項則認為實體內容將提供給所有的語言閱讀
• Content-Encoding：實體報頭被用作媒體類型的修飾符，它的值指示了已經被應用到實體正文的附加內容的編碼，因而要獲得Content-Type報頭域中所引用的媒體類型，必須采用相應的解碼機制。
• Last-Modified：實體報頭用於指示資源的最后修改日期和時間
• Expires：實體報頭給出響應過期的日期和時間

5.應用舉例

要想查看網頁或者手機請求網絡的請求報文和響應報文有很多種方法，這里推薦采用Fiddler，在Android利用Fiddler進行網絡數據抓包這篇文章中詳盡介紹了如何使用Fiddler，在這里就不贅述了。
打開Fiddler，然后用瀏覽器訪問我的CSDN博客網站：

點擊紅色畫筆的區域就可以看到請求報文和響應報文了

請求報文：

GET http://blog.csdn.net/itachi85 HTTP/1.1 //請求行

Host: blog.csdn.net //請求報頭

Connection: keep-alive

Cache-Control: max-age=0

Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,*/*;q=0.8

Upgrade-Insecure-Requests: 1

User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/47.0.2526.80 Safari/537.36 QQBrowser/9.3.6872.400

Accept-Encoding: gzip, deflate, sdch

Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.8

Cookie: bdshare_firstime=1443768140949; uuid_tt_dd=5028529250430960147_20151002;

...省略

很容易看出訪問的是我的博客地址http://blog.csdn.net/itachi85，請求的方法是GET，因為是GET方法所以並沒有請求數據。

響應報文：

HTTP/1.1 200 OK //狀態行

Server: openresty //響應報頭

Date: Sun, 27 Mar 2016 08:26:54 GMT

Content-Type: text/html; charset=utf-8

Transfer-Encoding: chunked

Connection: keep-alive

Keep-Alive: timeout=20

Vary: Accept-Encoding

Cache-Control: private

X-Powered-By: PHP 5.4.28

Content-Encoding: gzip

//不能省略的空格

28b5

   }ysI 1ߡFsgl n- ]{^_ { 'z! C , m# 0 !l   ` 4x ly .ݪ*

ڴzAt_Xl * 9'O ɬ ' ק 3 ^1a

...省略

響應報文沒什么可說的，接下來我們配置好手機網絡代理，訪問一個應用的界面

請求報文：

POST http://patientapi.shoujikanbing.com/api/common/getVersion HTTP/1.1 //請求行

Content-Length: 226 //請求報頭

Content-Type: application/x-www-form-urlencoded

Host: patientapi.shoujikanbing.com

Connection: Keep-Alive

User-Agent: Mozilla/5.0 (Linux; U; Android 4.4.4; zh-cn; MI NOTE LTE Build/KTU84P) AppleWebKit/533.1 (KHTML, like Gecko) Version/4.0 Mobile Safari/533.1

Accept-Encoding: gzip

//不能省略的空格，下面是請求數據

clientversion=2_2.0.0&time=1459069342&appId=android&channel=hjwang&sessionId=0d1cee1f31926ffa8894c64804efa855101d56eb21caf5db5dcb9a4955b7fbc9&token=b191944d680145b5ed97f2f4ccf03058&deviceId=869436020220717&type=2&version=2.0.0

從請求報文的請求行來看，請求的方法是POST，請求地址為http://patientapi.shoujikanbing.com/api/common/getVersion，很顯然是獲取版本信息的接口。

響應報文：

HTTP/1.1 200 OK //狀態行

Server: nginx //響應報頭

Date: Sun, 27 Mar 2016 09:02:20 GMT

Content-Type: text/html;charset=utf-8

Transfer-Encoding: chunked

Connection: keep-alive

Vary: Accept-Encoding

Set-Cookie: sessionId=0d1cee1f31926ffa8894c64804efa855101d56eb21caf5db5dcb9a4955b7fbc9; expires=Mon, 28-Mar-2016 09:02:20 GMT; Max-Age=86400; path=/; domain=.shoujikanbing.com

Set-Cookie: PHPSESSID=0d1cee1f31926ffa8894c64804efa855101d56eb21caf5db5dcb9a4955b7fbc9; path=/; domain=.shoujikanbing.com

Expires: Thu, 19 Nov 1981 08:52:00 GMT

Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, post-check=0, pre-check=0

Pragma: no-cache

Content-Encoding: gzip

//不能省略的空格

17f //實體報文編碼格式為gzip所以顯示在這里的響應數據是亂碼

  mP N @  "E ?  n
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w ( HL (1^ P nK E ѷ93'3gNLH 7P $c \ T 4a6 L:+ 1dY%$g h H +

 

...省略

 

響應報文的實體采用的編碼格式為為gzip，所以在Fiddler軟件中顯示的是亂碼。