HTTP协议

什么是HTTP协议

HTTP是hypertext transfer protocol（超文本传输协议）的简写，它是TCP/IP协议的一个应用层协议，用于定义WEB浏览器与WEB服务器之间交换数据的过程。客户端连上web服务器后，若想获得web服务器中的某个web资源，需遵守一定的通讯格式，HTTP协议用于定义客户端与web服务器通迅的格式。
HTTP协议是学习JavaWeb开发的基石，不深入了解HTTP协议，就不能说掌握了WEB开发，更无法管理和维护一些复杂的WEB站点。

HTTP协议的版本

HTTP协议的版本：HTTP/1.0、HTTP/1.1。

HTTP1.0和HTTP1.1的区别

在HTTP1.0协议中，客户端与web服务器建立连接后，只能获得一个web资源。
HTTP1.1协议，允许客户端与web服务器建立连接后，在一个连接上获取多个web资源。
一个问题：一个web页面中，使用img标签引用了三幅图片，当客户端访问服务器中的这个web页面时，客户端总共会访问几次服务器，即向服务器发送了几次HTTP请求？
例，服务器中的web页面为1.html，内容为：

aaaaaaaaaaaaaaaaaaa<img src="1.jpg" /><img src="2.jpg" /><img src="3.jpg" />

此时通过浏览器访问服务器中的1.html。

可发现客户端向服务器发送了4次http请求，第一次获取到整个页面资源。第二次浏览器向服务器要1.jpg，然后依次向服务器要2.jpg、3.jpg。为了减少客户端向浏览器发送的请求数，减少服务器的压力，通常会利用css技术将多张图片归并为一张图片，请求时，只打开这张图片的一小部分。

HTTP请求

HTTP请求包括的内容

客户端连上服务器后，向服务器请求某个web资源，称之为客户端向服务器发送了一个HTTP请求。
一个完整的HTTP请求包括如下内容：

• 一个请求行。
• 若干请求头。
• 实体内容。

范例：

Web服务器通过客户端发送过来的这些请求信息，就可以确定向请求者回送什么资源，以及根据客户端的环境信息采用什么方式进行回送等。

HTTP请求的细节——请求行

请求行中的GET称之为请求方式，请求方式有：

• POST、GET、HEAD、OPTIONS、DELETE、TRACE、PUT
• 常用的有： GET、 POST
• 用户如没有设置，默认情况下浏览器向服务器发送的都是get请求，例如在浏览器直接输地址访问，点超链接访问等都是get，用户如想把请求方式改为post，可通过更改表单的提交方式实现。

不管POST或GET，都用于向服务器请求某个WEB资源，这两种方式的区别主要表现在数据传递上：

• 如请求方式为GET方式，则可以在请求的URL地址后以?的形式带上交给服务器的数据，多个数据之间以&进行分隔，例如：GET /mail/1.html?name=abc&password=xyz HTTP/1.1。
  GET方式的特点：在URL地址后附带的参数是有限制的，其数据容量通常不能超过1K。
• 如请求方式为POST方式，则可以在请求的实体内容中向服务器发送数据，POST方式的特点：传送的数据量无限制。

HTTP请求的细节——请求头

HTTP请求中的常用消息头。

• Accept：用于告诉服务器，客户机支持的数据类型。
• Accept-Charset：用于告诉服务器，客户机支持的编码。
• Accept-Encoding：用于告诉服务器，客户机支持的数据压缩格式。
• Accept-Language：客户机的语言环境。
• Host：客户机通过这个头告诉服务器，想访问的主机名。
• If-Modified-Since：客户机通过这个头告诉服务器，资源的缓存时间。
• Referer：客户机通过这个头告诉服务器，它是从哪个资源来访问服务器的（用于防盗链上）。
• User-Agent：客户机通过这个头告诉服务器，客户机的软件环境。
• Cookie：客户机通过这个头可以向服务器带些数据。
• Connection：客户机通过这个头告诉服务器，请求完了之后是保持连接(Keep-Alive)还是断开连接(close)。
• Date：当前请求时间值。

例，

Host: localhost:8080User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; rv:47.0) Gecko/20100101 Firefox/47.0Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,*/*;q=0.8Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.8,en-US;q=0.5,en;q=0.3Accept-Encoding: gzip, deflateConnection: keep-aliveIf-Modified-Since: Thu, 07 Jul 2016 02:57:42 GMTIf-None-Match: W/"19-1467860262148"

HTTP响应

HTTP响应包括的内容

一个HTTP响应代表服务器向客户端回送的数据，它包括：

• 一个状态行
• 若干响应头
• 实体内容

范例：

在一个HTTP响应中，WEB服务器通过响应头向web客户端描述客户端的请求成功与否，以及它所发送的数据类型等一些信息，客户端通过这些信息，进而可以知道如何对数据进行处理。

HTTP响应的细节——状态行

状态行格式：HTTP版本号　状态码　原因叙述<CRLF>。例：HTTP/1.1 200 OK。
状态码用于表示服务器对请求的处理结果，它是一个三位的十进制数。响应状态码分为5类，如下所示：

这里还是细说几个常见的状态码：

• 302——你是客户机，我是服务器，你请求我，我要你去找别人。要找哪个人，等一会我会给你回送一个location的头，location指定的是哪个地址，意味着要你去找谁。
• 307/304：和缓存相关，你是客户机，我是服务器，你请求我，意味着我要你去拿缓存里面的数据显示。
• 404——意味着请求的资源在web服务器里面没有，请求的地址可能写错了。
• 403——你开始访问服务器某个资源，传入用户名和密码，结果用户名没有权限，服务器有这个资源，但拒绝给你这个资源。

HTTP响应细节——常用响应头

HTTP响应中的常用响应头(消息头)：

• location：这个头配合302状态码使用，用于告诉客户找谁。
• Server：服务器通过这个头，告诉浏览器服务器的类型。
• Content-Encoding：服务器通过这个头，告诉浏览器数据的压缩格式。
• Content-Length：服务器通过这个头，告诉浏览器回送数据的长度。
• Content-Language：服务器通过这个头，回送数据(即浏览器)的语言环境。
• Content-Type：服务器通过这个头，告诉浏览器回送数据的类型。
• Last-Modified：服务器通过这个头，告诉浏览器当前资源的缓存时间。
• Refresh：服务器通过这个头，告诉浏览器隔多长时间刷新一次。
• Content-Disposition：服务器通过这个头，告诉浏览器以下载方式打开数据。
• Transfer-Encoding：服务器通过这个头，告诉浏览器数据的传送格式。
• Set-Cookie：和Cookie相关的。以后会详讲。
• ETag：缓存相关的头。
  服务器有很多web资源，每一个web资源根据其内容生成一个唯一的串(标识符)，内容不同，标识符也不同。当浏览器访问服务器资源时，那服务器会把此资源的标识符以ETag方式的形式回写给客户机，客户机下次来访问服务器时，会带着ETag头来，服务器收到这个标识符之后，它会检查一下资源的标识符和客户机带过来的标识符是不是一样，如果是一样，意味着此资源没有被改动，没有被改动，直接就让浏览器去拿缓存；如果客户机带过来的标识符和服务器资源的标识符不一样，那么此资源就做出改动了，因为内容一改动，标识符就会跟着改，这时，服务器给浏览器回送改动后的资源。
  用ETag可以做到实时更新，其他头只能控制到秒一级的更新，无法做到实时性很高的系统。
• Expires：服务器通过这个头，告诉浏览器把回送的资源缓存多长时间，-1或0，则不缓存。
• Cache-Control: no-cache
• Pragma: no-cache
  服务器通过以上两个头，也是控制浏览器不要缓存数据。（实时性要求很高的数据不能缓存，如股票数据，对于一般的数据，都可缓存。）
  如果控制市面上所有的浏览器都不要缓存数据，最好设置Expires、Cache-Control、Pragma这三个响应头。
• Connection：响应完之后，是保持连接，还是断开连接。
• Date：当前响应时间值。

在服务端设置响应头来控制客户端浏览器的行为

新建一个动态web项目——day04，该项目的结构图如下：

设置Location响应头，实现请求重定向

@WebServlet("/ServletDemo1")public class ServletDemo1 extends HttpServlet {    // 用location和302实现请求重定向    protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {        response.setStatus(302);        response.setHeader("location", "/day04/1.html");    }    protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {        doGet(request, response);    }}

当在浏览器中使用URL地址http://localhost:8080/day04/ServletDemo1访问ServletDemo1时，就可以看到服务器作出响应后发送到浏览器的状态码和响应头信息，如下图所示：

服务器返回一个302状态码告诉浏览器，你要的资源我没有，但是我通过Location响应头告诉你哪里有，而浏览器解析响应头Location后知道要跳转到/day04/1.html页面，所以就会自动跳转到1.html，如下图所示：

设置Content-Encoding响应头，告诉浏览器数据的压缩格式

压缩数据的好处：

1. 假设数据有1M，浏览器为了显示这个资源，要从服务器上下载1M的数据，才能打开整个页面，打开速度就慢，你如果一压缩，可能1M的数据只有300K，对浏览器而言，只需要接收300K的数据就可打开整个页面，所以压缩会提供整个页面的访问性能。
2. 为了省钱，因为大型的网站，比如新浪、搜狐这样的门户网站，电信对它们的收费是按照出口流量收费的，出去了多少数据，电信找它们收多少钱，为了省钱，数据在发出去的时候一定要压缩，不压缩就亏大发了。

怎么实现数据的压缩？需要使用GZIPOutputStream流来压缩数据。

@WebServlet("/ServletDemo1")public class ServletDemo1 extends HttpServlet {    // 压缩数据输出    protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {        String data = "aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa"+                      "aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa"+                      "aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa"+                      "aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa"+                      "aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa";        System.out.println("原始数据大小："+data.getBytes().length);        ByteArrayOutputStream bout = new ByteArrayOutputStream();        GZIPOutputStream gout = new GZIPOutputStream(bout);        gout.write(data.getBytes());        /*         * GZIPOutputStream：包装流，一般都会有一个缓冲，         * 如果调用其write()方法在写数据时，         * 如果数据量没有把包装流的缓冲写满，它是不会往底层流写的。         */        gout.close(); // 一定要有        // 得到压缩后的数据        byte[] gzip = bout.toByteArray();         System.out.println("压缩后的数据大小："+gzip.length);        /*         * 将压缩数据发送给浏览器          */        // 通知浏览器数据采用压缩格式        response.setHeader("Content-Encoding", "gzip");        // 告诉浏览器回送的压缩数据的长度        response.setHeader("Content-Length", gzip.length+"");        response.getOutputStream().write(gzip);    }    protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {        doGet(request, response);    }}

服务器发给浏览器的响应信息如下：

此时Eclipse控制台打印如下信息：

设置content-type响应头，控制浏览器以哪种方式处理数据

@WebServlet("/ServletDemo1")public class ServletDemo1 extends HttpServlet {    // 通过Content-Type头字段，控制浏览器以哪种方式处理数据    protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {        response.setHeader("Content-Type", "image/jpeg");        // 读取位于项目根目录下的Krystal.jpg这张图片，返回一个输入流        InputStream in = this.getServletContext().getResourceAsStream("/Krystal.jpg");        int len = 0;        byte[] buffer = new byte[1024];        OutputStream out = response.getOutputStream();        while((len=in.read(buffer)) != -1) {            out.write(buffer, 0, len);        }    }    protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {        doGet(request, response);    }}

提示：Content-Type头字段对应的值可通过tomcat服务器下conf/web.xml文件查找。
服务器发给浏览器的响应信息如下：

ServletDemo1的运行结果如下图所示：

在浏览器中显示出了图片。

设置refresh响应头，让浏览器定时刷新

@WebServlet("/ServletDemo1")public class ServletDemo1 extends HttpServlet {    // 定时刷新    protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {        // response.setHeader("Refresh", "3"); // 浏览器每隔3秒钟请求一次        response.setHeader("Refresh", "3;url='http://www.sina.com'"); // 浏览器隔3秒钟请求一次后，并刷新到新浪上去        String data = "aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa";        response.getOutputStream().write(data.getBytes());    }    protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {        doGet(request, response);    }}

设置content-disposition响应头，让浏览器下载文件

@WebServlet("/ServletDemo1")public class ServletDemo1 extends HttpServlet {    // 定时刷新    protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {        response.setHeader("Content-Disposition", "attachment;filename=Krystal.jpg");        InputStream in = this.getServletContext().getResourceAsStream("/Krystal(4).jpg");        int len = 0;        byte[] buffer = new byte[1024];        OutputStream out = response.getOutputStream();        while((len=in.read(buffer)) != -1) {            out.write(buffer, 0, len);        }    }    protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {        doGet(request, response);    }}

在浏览器中访问ServletDemo1就会弹出文件下载框，如下图所示：

可保存到桌面上。

HTTP的一个实用头字段——Range

HTTP请求头字段

Range头指示服务器只传输一部分web资源。这个头可以用来实现断点续传功能。Range字段可以通过三种格式设置要传输的字节范围：

• Range：bytes=1000-2000
  传输范围从1000到2000字节。
• Range：bytes=1000-
  传输web资源中第1000个字节以后的所有内容。
• Range：bytes=1000
  传输最后1000个字节。

例，web服务器有一个资源，比如是a.txt，内容为：

aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa

有一个用户下载了一部分数据，并存储到C盘中的a.txt，内容为：

aaaaa

此时该用户想接着下载完剩下的数据，该怎么做呢？此时他就不能通过浏览器去访问了，而应该自己写程序去访问指定的资源。

public class RangeDemo {    public static void main(String[] args) throws Exception {        URL url = new URL("http://localhost:8080/day04/a.txt");        HttpURLConnection conn = (HttpURLConnection) url.openConnection();        conn.setRequestProperty("Range", "bytes=5-");        InputStream in = conn.getInputStream();        int len = 0;        byte[] buffer = new byte[1024];        FileOutputStream out = new FileOutputStream("c:\\a.txt", true);        while((len=in.read(buffer)) != -1) {            out.write(buffer, 0, len);        }        in.close();        out.close();    }}

运行以上程序，该用户就下载完剩下的数据了。

HTTP响应头字段

Accept-Ranges：这个字段说明web服务器是否支持Range，支持则返回Accept-Ranges: bytes；如果不支持，则返回Accept-Ranges: none。
Content-Range：指定了返回的web资源的字节范围。这个字段值的格式是——例，Content-Range: 1000-3000/5000。
注意：HTTP响应头字段不常用。