简介

http协议属于应用层协议，我们知道，通过传输层协议已经可以让数据是从一个主机传送到任意一台主机，并且确定数据是从哪个应用发出，需要哪个应用接受。既然如此，为什么还需要一个应用层协议呢？这是因为，互联网是一个开放架构，数据格式五花八门，有文本、二进制、FDP等等，如果不规定数据的格式，通信双方是没法解析的。

所以，http协议的目的就是规定数据的格式，以便通信双方解析

HTTP/1.0

相比于最原始的0.9版本，HTTP/1.0定义了请求方式GET、POST、HEAD，规定请求和响应报文的格式，除了数据部分，还需要包括头信息（HTTP header），用来描述一些元数据

header包含的主要功能有：状态码（status code），多字符集，多部分传输（multipart type），内容编码（content encoding），内容格式（content type），权限（authorization），缓存（cache）

请求报文格式

GET /HTTP/1.0
accept:html/text;charset=utf-8
accept-encoding:zip

第一行是请求方式和支持的协议版本。后面是多行的header，用来描述客户端的信息

响应报文格式

HTTP/1.0 200 ok
content-type:text
content-encoding:zip

<html>
  <body>Hello World</body>
</html>

格式是响应头+空行（\n\r）+数据，其中响应头的第一行是：支持的协议版本+状态码+描述信息

header

content-type

对于字符编码，HTTP/1.0规定头信息必须是ASCII编码，数据可以是任意格式，所以必须明确说明数据是什么格式，通信双方才能根据格式做不同的解析处理，content-type就是这个作用

内置了很多content-type值，格式为一级类型/二级类型，还可以在后面以;的形式追加参数

html/text;charset=utf-8）

该type表示，数据是网页格式，并且使用utf-8编码

客户端可以使用accept这个header说明自己接受哪些数据格式

content-encoding

因为数据是可以是各种格式，对于太大的数据就可能需要压缩传输，content-encoding就是用指定数据的压缩格式，客户端可以用accept-encoding说明可接受的压缩格式

content-range

用来说明数据的长度范围，格式为

xxx-xxx 从xxx到xxx
xxx- 从xxx开始到数据的最后
-xxx 从数据的开始到xxx

客户端可以使用range来指定要请求的数据范围，这就是断点续传的原理

缺点

HTTP/1.0的主要缺点是，每个TCP连接只能发送一个请求，请求结束后就断开连接，下次请求时就必须重新建立一个连接

但是建立TCP链接的成本是很高的，因为要三次握手，所以1.0版本的性能较差，当请求的资源越多问题就越发明显

HTTP/1.1

针对1.0性能的不足， HTTP/1.1版本做了大量改进，至今仍是最流行的版本

持久连接

http1.1引入了持久连接，即默认TCP连接不会关闭，可以被多个请求复用。当客户端或者服务端发现在某一段时间内没有请求后，其中一方主动断开连接。

管道机制

HTTP1.0时，在同一个TCP连接里面，多个请求是按照顺序发送的，即请求A返回后，才会发送请求B。1.1引入了管道机制，允许客户端同时发送请求A和B，这样就进一步提升了效率，但是服务端返回的时候仍然是先返回A响应再返回B响应

content-length

现在在同一个TCP连接中，服务端可以回传多个响应，就需要有一种机制来说明当前数据属于哪一个响应，content-length就表示本次响应的长度。后面的字节就属于下一个响应了

分段传输编码

利用content-length可以表示数据属于哪一个响应，缺点是服务器发回之前就必须知道数据的长度，即要等到一次响应完全结束才能返回数据，如果操作很耗时，那效率就很差。

分段传输编码解决是这个问题，数据产生一块，就传输一块。只要请求或者响应头中由transfer-encoding:chunk，就表示数据由数量未知的数据块组成，每一个数据块都有对应的16进制数，表示该数据块的长度，当数据块长度为0，表示本次数据发送完成

缺点

虽然1.1允许TCP复用，在一个TCP连接中也允许客户端同时发送多请求，但是服务器响应的时候需要按照顺序一个一个返回，如果某个响应过于耗时，即使后面的响应已经准备好，也得等待前面的响应完成才能回传，这就是对头堵塞

HTTP/2

http2在1.1的基础上，又做了大量性能上的改进，使效率和性能都有了巨大的提升

二进制协议

1.1规定头信息的ASCII编码，即文本格式，数据可以是文本也可以是二进制。HTTP2则完全是二进制协议，头信息和数据都是二进制格式，称为帧（frame）：头信息帧和数据帧。

二进制协议的一个好处是，可以定义额外的帧。HTTP/2 定义了近十种帧，为将来的高级应用打好了基础。如果使用文本实现这种功能，解析数据将会变得非常麻烦，二进制解析则方便得多。

多工

HTTP2中，允许客户端或者服务端同时发送多个请求和响应，而且不必按照顺序发送，这样就解决了对头堵塞的问题

举个例子，客户端发送了请求A和B，服务端响应A一部分数据后发现很耗时，就响应B，然后再响应A的剩余数据

数据流

头信息压缩

HTTP规定每次请求都必须携带头信息，但是很多字段都是重复的，同样的header每次都的携带，浪费带宽也影响数据速度

HTTP2.0做了优化，第一：把头信息通过Gzip或者compress压缩，第二：客户端和服务端同时维护一张表，所以字段都在这张表内，生成索引号，发送的时候只发送索引号，这样就提高了速度