这是我参与「第五届青训营」笔记创作活动的第9天

一、本堂课重点内容：

HTTP 协议的基本定义
HTTP 协议主要特征
HTTP 协议发展历程
HTTP 协议的报文结构

二、详细知识点介绍：

HTTP 协议的基本定义

HTTP (Hypertext Transfer Protocol) 是一种用于在网络上传输超文本的协议。它是互联网上数据通信的基础，用于在浏览器和网站服务器之间传输数据。HTTP 使用请求/响应模型来传输数据，即浏览器发送一个请求到服务器，服务器返回一个响应。 HTTP 协议是一个基于文本的协议，所以它的消息格式非常简单，易于阅读和编写。

HTTP 协议主要特征

基于请求/响应模型: HTTP 使用请求/响应模型来传输数据，即客户端发送请求到服务器，服务器返回响应。
无状态协议: HTTP 是无状态协议，这意味着服务器不会记住客户端的信息，每个请求都是独立的。
易于理解和实现: HTTP 使用简单的文本格式来编码和解码消息，易于阅读和编写。
支持多种请求方法: HTTP 支持多种请求方法，包括 GET，POST，HEAD，PUT 和 DELETE 等。
支持多种类型的媒体: HTTP 支持传输多种类型的媒体，包括文本，图像，视频，音频

HTTP 协议发展历程

HTTP 协议的报文结构

下面是一个请求报文的具体实例:

GET /index.html HTTP/1.1
Host: www.example.com
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64; rv:115.0) Gecko/20100101 Firefox/115.0
Accept-Language: en-US,en;q=0.5
Accept-Encoding: gzip, deflate
Connection: keep-alive

这是一个请求首页的报文。首先是请求行，它由三部分组成，请求方法为 GET，请求 URI 为 /index.html，协议版本为 HTTP/1.1。

接下来是请求头，包括 Host，User-Agent，Accept-Language，Accept-Encoding，Connection 等。其中 Host 表示请求的主机名，User-Agent 表示请求使用的浏览器类型和版本，Accept-Language 表示请求支持的语言，Accept-Encoding 表示请求支持的编码方式，Connection 表示请求是否保持连接。

这里没有请求正文，因为 GET 方法不需要请求正文。

下面是一个响应报文的具体实例:

HTTP/1.1 200 OK
Server: Apache/2.4.29 (Ubuntu)
Last-Modified: Mon, 26 Oct 2020 11:34:54 GMT
Content-Type: text/html; charset=UTF-8
Content-Length: 912
Connection: keep-alive

<!DOCTYPE html>
<html>
  <head>
    <title>Example Website</title>
  </head>
  <body>
    <h1>Welcome to our website!</h1>
    <p>Here you can find information about our company and products.</p>
  </body>
</html>

首先是状态行，它由三部分组成，协议版本为 HTTP/1.1，状态码为 200，状态码的描述为 OK。

接下来是响应头，包括 Server，Last-Modified，Content-Type，Content-Length，Connection 等。其中 Server 表示响应的服务器名称和版本，Last-Modified 表示响应的资源最后修改时间，Content-Type 表示响应正文的类型和编码，Content-Length 表示响应正文的长度，Connection 表示响应是否保持连接。

最后是响应正文，这里是一段 HTML 代码。

Methed

Safe(安全的)：不会修改服务器的数据的方法

GET HEAD OPTIONS

Idempotent(幂等)：同样的请求被执行一次与连续执行多次的效果是一样的，服务器的状态也是一样的所有safe的方法都是Idempotent的

GET HEAD OPTIONS PUT DELETE

状态码

HTTP 协议的状态码，也叫响应码，是用来表示服务器对客户端请求的响应结果的。状态码由三位数字组成，第一位数字表示响应的类别，后两位数字提供具体信息。

常见的状态码有：

1xx（信息类）：表示收到请求，继续处理。 
2xx（成功类）：表示请求成功，如 200 OK。 
3xx（重定向类）：表示需要进行附加操作以完成请求，
4xx（客户端错误类）：表示客户端发送的请求有错误，
5xx（服务器错误类）：表示服务器无法完成对请求的处理。

例如，当客户端发送一个 GET 请求给服务器，服务器返回 200 OK 状态码，表示请求成功并且已经成功返回了请求的资源。如果服务器返回 404 Not Found 状态码，表示客户端请求的资源不存在。

200 OK-客户端请求成功
301-资源（网页等）被永久转移到其它URL
302-临时跳转
401 Unauthorized-请求未经授权
404-请求资源不存在，可能是输入了错误的URL
500-服务器内部发生了不可预期的错误
504 Gateway Timeout-.网关或者代理的服务器无法在规定的时间内获得想要的响应。

RESTful API

RESTful API（Representational State Transfer，表现层状态转移）是一种基于 HTTP 协议的 Web API 设计风格。它遵循 RESTful 的设计原则，将资源表示为 URI，通过 HTTP 协议中的各种方法（如 GET、POST、PUT、DELETE）来操作这些资源。

RESTful API 的主要特点有：

使用 URI 来表示资源。
使用 HTTP 协议中的各种方法（如 GET、POST、PUT、DELETE）来操作资源。
使用 HTTP 协议中的状态码和首部字段来表示响应的结果。

例如，一个简单的 RESTful API 可能是这样的：

GET /users 获取所有用户列表
POST /users 新建一个用户
GET /users/{id} 获取指定 id 的用户信息
PUT /users/{id} 更新指定 id 的用户信息
DELETE /users/{id} 删除指定 id 的用户信息

请求头和响应头

HTTP 协议中常用的请求头和响应头有：

请求头：
- Accept：客户端能够处理的媒体类型。
- Accept-Encoding：指定客户端能够接受的编码。
- Accept-Language：指定客户端能够接受的语言。
- User-Agent：浏览器类型和版本。
- Referer：请求的来源地址。
- Content-Type：请求体的类型。
- Content-Length：请求体的长度。
响应头：
- Content-Type：响应体的类型。
- Content-Length：响应体的长度。
- Location：重定向地址。
- Set-Cookie：设置 Cookie。
- Server：服务器的类型和版本。
- Cache-Control：缓存控制。

这些请求头和响应头可以在 HTTP 请求和响应中通过首部字段来传递。

缓存

HTTP 协议中缓存主要是通过缓存控制来实现的。缓存控制主要通过两种方式来实现：

Cache-Control：缓存控制头。
Expires：缓存过期时间。

Cache-Control 头是 HTTP/1.1 中新增的，主要用来控制缓存策略。常用的值有：

no-cache：不使用缓存。
no-store：不存储任何缓存。
max-age：缓存的最大生存时间。
must-revalidate：强制重新验证缓存。
private：私有缓存。
public：公共缓存。

Expires 头是 HTTP/1.0 中的缓存控制头，用来指定缓存过期时间。

当浏览器发送请求时，会先检查自己的缓存，如果缓存中有相应的请求结果并且没有过期，就直接使用缓存中的结果。如果缓存中没有请求结果或者已经过期，就会发送请求到服务器。

缓存的机制可以减少网络请求，加快页面加载速度，提高用户体验。

Cookie

Cookie 是一种用来在客户端和服务器之间存储数据的技术。它是由服务器发送到客户端的一小块数据，客户端会在之后的请求中把它发回给服务器。

Cookie 的主要用途是用来记录用户的登录状态、会话信息、个性化设置等。

Cookie 的使用流程是这样的：

客户端发送请求到服务器。
服务器在响应中添加 Set-Cookie 头，并将 cookie 的数据发送给客户端。
客户端接收到 cookie 数据之后，会把它存储到本地。
客户端在之后的请求中把 cookie 数据添加到请求头中，发送给服务器。
服务器接收到请求时，会从请求头中提取 cookie 数据。

Cookie 会被存储在客户端的浏览器中，它可以在多个请求之间共享数据，它可以实现跨域共享数据。Cookie 可以设置过期时间，过期后会被浏览器删除。

Cookie 可以用来实现会话管理，跟踪用户行为，实现个性化设置等功能。

三、实践练习例子：

假设我们正在使用浏览器访问网站 "example.com"。浏览器会发送一个 HTTP 请求到 example.com 的服务器，请求包含了诸如请求方法，URL，协议版本等信息。这个请求可能看起来像这样：

GET /index.html HTTP/1.1
Host: example.com
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/89.0.4389.82 Safari/537.36
Accept-Language: en-US,en;q=0.9

其中 "GET" 是请求方法， "/index.html" 是请求的 URL， "HTTP/1.1" 是协议版本。

服务器收到这个请求后，会返回一个 HTTP 响应，包含了响应码，响应头和响应正文。响应可能看起来像这样：

HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: text/html
Content-Length: 1234

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Example website</title>
</head>
<body>
...

其中 "HTTP/1.1" 是协议版本，"200" 是响应码， "OK" 是响应状态， "Content-Type" 和 "Content-Length" 是响应头，"<!DOCTYPE html>" 是响应正文。

在这个例子中，浏览器发送了一个 "GET" 请求来获取 "example.com/index.html" 的内容，服务器响应了一个 "200 OK" 状态码，并将 HTML 页面的内容作为响应正文返回给浏览器。浏览器读取响应正文并显示 HTML 页面。这就是 HTTP 协议在网页浏览中的基本工作原理。它使用请求/响应模型在浏览器和服务器之间传输数据，并使用简单的文本格式来编码和解码消息。

需要注意的是，这只是一个简单的例子，实际上 HTTP 协议还有很多其他功能，如缓存，身份验证，文件上传等。

四、课后个人总结：

本节课学习了HTTP协议的基本定义、发展历程、报文结构、Safe和idempotent、状态码、RESTful API、常用请求头和响应头、缓存和cookie等知识点。

在学习过程中，对于RESTful API的理解较为困难，需要多加思考和实践才能深入理解。另外，对于状态码的理解也需要多加练习才能记住并熟练应用。

五、引用参考：

初识 HTTP 协议

初识 HTTP 协议 ｜ 青训营笔记