Java學習第一百二十一部分——HTTP

目錄

一、前言簡介

二、核心特性

三、通信基礎結構

四、關鍵組件詳解

五、性能演進——版本對比

六、開發者建議??

七、總結歸納

一、前言簡介

? ? ? ?HTTP（“H”yper“t”ext “T”ransfer “P”rotocol，超文本傳輸協議）是互聯網上應用最廣泛的應用層協議，用于在客戶端（如瀏覽器）和服務器之間傳輸超文本（如網頁）及其他資源。

二、核心特性

1. 無狀態協議 (Stateless)?

  • 每個請求獨立處理，服務器不保存客戶端之前的請求狀態。 ?

  • 解決方案：使用 Cookies、Session?或 Token?維持會話狀態（如登錄態）。

2. 請求-響應模型 (Request-Response)?

  • 客戶端發起請求 → 服務器返回響應（含狀態碼、頭、數據）。

3. 基于文本的協議 (早期)

  • HTTP/1.x 使用明文傳輸請求頭和數據（可讀性強，但效率低）。 ?

  • HTTP/2+ 改用二進制分幀提升性能。

4. 可擴展性??

  • 支持自定義請求頭（如 `Authorization: Bearer token`）和響應頭。

三、通信基礎結構

[客戶端 Client]------>發送HTTP請求------>[服務器 Server]

[服務器 Server]------>返回HTTP響應------>[客戶端 Client]

請求組成：

  • 請求行（方法 + URL + HTTP版本，如 `GET /index.html HTTP/1.1`） ?

  • 請求頭（元數據，如 `User-Agent`, `Accept-Language`） ?

  • 請求體（可選，如 POST 提交的表單數據）

響應組成：

  • 狀態行（版本 + 狀態碼 + 描述，如 `HTTP/1.1 200 OK`） ?

  • 響應頭（元數據，如 `Content-Type: text/html`） ?

  • 響應體（資源數據，如 HTML 內容）

四、關鍵組件詳解

1. URL（統一資源定位符）?

  • 格式：`https://www.example.com:443/path?query=value#fragment` ?

  • 組成：協議 `https` + 域名 `www.example.com` + 端口 `443` + 路徑 `/path` + 查詢參數 `?query=value` + 錨點 `#fragment`

2. HTTP 主要方法（Methods）

GET：

  • 語義：請求指定資源的表示。只應用于獲取數據，不應產生副作用。

  • 特點：安全、冪等。數據通過URL查詢字符串傳遞。

  • 示例：獲取網頁、圖片、API數據。

POST：

  • 語義：向指定資源提交數據（通常會導致服務器端狀態變化或產生副作用，如創建新資源）。

  • 特點：不安全、不冪等。數據通常放在請求體中。

  • 示例：提交表單、上傳文件、創建訂單。

PUT：

  • 語義：替換目標資源的所有當前表示（完整更新）。如果資源不存在，可能由服務器創建（需約定）。

  • 特點：不安全、冪等。數據放在請求體中。

  • 示例：更新用戶個人資料（全部字段）。

DELETE：

  • 語義：刪除指定的資源。

  • 特點：不安全、冪等。

  • 示例：刪除一篇文章、一個用戶。

PATCH：

  • 語義：對資源應用部分修改。

  • 特點：不安全、不冪等（取決于修改類型，但通常視為不冪等）。數據（描述如何修改）放在請求體中。

  • 示例：更新用戶郵箱（只需發送郵箱字段）。

HEAD：

  • 語義：與GET相同，但服務器只返回響應頭，不返回響應體。

  • 特點：安全、冪等。用于獲取資源的元信息（如檢查資源是否存在、檢查修改時間Last-Modified/ETag用于緩存）。

  • 示例：檢查鏈接有效性、獲取文件大小但不下載。

OPTIONS：

  • 語義：獲取目標資源支持的通信選項（允許的方法等）。

  • 特點：安全、冪等。常用于CORS預檢請求。

  • 示例：瀏覽器在發送跨域PUT請求前，先發OPTIONS請求詢問服務器是否允許。

CONNECT：

  • 語義：建立到目標資源標識的服務器的隧道（通常用于通過代理建立SSL/TLS連接）。

  • 特點：特殊用途。

  • 示例：通過代理建立HTTPS連接。

TRACE：

  • 語義：沿著到目標資源的路徑執行一個消息環回測試（主要用于診斷）。

  • 特點：安全、冪等。出于安全考慮，現代瀏覽器通常禁用。

  • 示例：調試網絡請求路徑。

📌 方法關鍵特性總結

HTTP 方法安全方法 (Safe)冪等方法 (Idempotent)常用方法 (Common)通常有請求體 (Request Body)CORS 相關角色 (CORS Role)
GET? 是? 是? 是? 否簡單請求 / 觸發預檢
HEAD? 是? 是? 有時? 否簡單請求 / 觸發預檢
POST? 否? 否? 是? 是非簡單請求 / 觸發預檢
PUT? 否? 是? 是? 是非簡單請求 / 觸發預檢
PATCH? 否? 通常不是? 是? 是非簡單請求 / 觸發預檢
DELETE? 否? 是? 是? 通常沒有非簡單請求 / 觸發預檢
OPTIONS? 是? 是? 有時? 通常沒有在預檢請求中至關重要
TRACE? 是? 是? 否? 否簡單請求 / 觸發預檢

  • 安全方法 (Safe):?指不會修改服務器狀態的方法。

  • 冪等方法 (Idempotent):?指執行一次與執行多次效果相同的方法（服務器狀態最終一致）。

  • 常用方法 (Common):?指在構建 RESTful API 或常規 Web 開發中最常使用的方法。

  • 通常有請求體 (Request Body):?指該方法在請求中通常會攜帶數據負載（請求體）

  • CORS 相關角色 (CORS Role):OPTIONS:?在 CORS 機制中扮演核心角色。瀏覽器在發送可能產生副作用的跨域請求前，會自動發送一個?OPTIONS?請求（預檢請求）到目標服務器，以詢問實際請求（POST,?PUT,?DELETE,?PATCH?等）是否被允許。服務器通過?OPTIONS?響應的 CORS 頭來告知瀏覽器后續請求能否繼續。

3. 狀態碼（Status Codes）??

`1xx`：信息性狀態?

`2xx`：成功 ?

  • `200 OK`：請求成功 ?

  • `201 Created`：資源已創建（配合 POST/PUT） ?

`3xx`：重定向 ?

  • `301 Moved Permanently`：永久重定向 ?

  • `302 Found`：臨時重定向 ?

`4xx`：客戶端錯誤 ?

  • `400 Bad Request`：請求語法錯誤 ?

  • `401 Unauthorized`：未認證 ?

  • `403 Forbidden`：無權限 ?

  • `404 Not Found`：資源不存在 ?

`5xx`：服務器錯誤 ?

  • `500 Internal Server Error`：服務器內部錯誤 ?

  • `503 Service Unavailable`：服務不可用 ?

4. 頭部字段（Headers）

常用請求頭： ?

  • `Host: example.com`：目標域名（HTTP/1.1 必需） ?

  • `User-Agent`: 客戶端標識?

  • `Cookie: name=value`：發送 cookies ?

  • `Authorization: Bearer xxxx`：身份憑證 ?

常用響應頭： ?

  • `Set-Cookie: name=value`：設置 cookies ?

  • `Content-Type: text/html; charset=utf-8`：響應數據類型 ?

  • `Cache-Control: max-age=3600`：緩存控制 ?

五、性能演進——版本對比

特性HTTP/0.9 (1991)HTTP/1.0 (1996 - RFC 1945)HTTP/1.1 (1997/1999 - RFC 2068/2616)HTTP/2 (2015 - RFC 7540)HTTP/3 (2022 - RFC 9114)
核心模型單請求單響應，無頭單請求單響應持久連接，管道化(理論)多路復用，二進制幀基于QUIC的多路復用
連接方式每個請求后關閉TCP連接默認關閉連接 (Connection: close)默認持久連接?(Connection: keep-alive)單一持久TCP連接基于UDP的QUIC連接
頭部傳輸無頭部純文本頭部純文本頭部 (可能重復、冗長)HPACK頭部壓縮QPACK頭部壓縮
數據傳輸僅響應體(無格式信息)響應體響應體，分塊傳輸(Transfer-Encoding: chunked)二進制分幀二進制分幀
服務器推送? 不支持? 不支持? 不支持? 支持?(主動推送資源)? 支持
請求優先級? 不支持? 不支持? 不支持? 支持? 支持
隊頭阻塞問題嚴重 (每個請求新連接)嚴重 (每個請求新連接)TCP層HOL阻塞?(管道化難實現)流級別HOL阻塞?(TCP層仍存在)? 基本消除?(QUIC流獨立)
主要優勢極簡引入了元數據(頭)性能提升(持久連接)，緩存、Host頭等性能飛躍(多路復用、頭部壓縮、推送)極致性能(消除TCP HOLB)，更快連接建立
主要劣勢功能極其有限連接開銷巨大HOL阻塞限制性能TCP層仍存在HOL阻塞部署復雜度高，UDP可能被網絡設備限制
當前狀態完全廢棄基本廢棄廣泛使用(尤其老系統/簡單場景)主流版本快速增長

> HTTP/3 核心優勢： ?

> 解決 TCP 隊頭阻塞，抗丟包能力更強 ?

> 0-RTT/1-RTT 快速連接（尤其弱網環境） ?

> 連接遷移（切換網絡 IP 不斷連）

六、開發者建議??

  • 新項目優先啟用 HTTP/2/3 + HTTPS

  • API 設計嚴格遵循方法語義（如 `GET` 只讀、`PUT` 冪等） ?

  • 利用緩存頭（`Cache-Control`, `ETag`）優化性能

七、總結歸納

  • 基礎角色：Web 通信的基石，定義客戶端與服務器的交互規則。 ?

  • 核心痛點解決：

    ? - 無狀態 → 通過 Cookie/Session 管理狀態 ?

    ? - 性能瓶頸 → HTTP/2 多路復用、HTTP/3 QUIC 協議 ?

    ? - 安全性 → HTTPS 加密傳輸? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??

  • 應用場景：網頁瀏覽、API 交互（RESTful）、文件傳輸、實時通信（WebSocket 基于 HTTP 升級）等。 ?

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