该系列博客是记录自己的学习笔记,若有错误请大佬们指出
狗头声明,本文适用于:新手学习进步,老鸟回顾消遣
该系列以《图解HTTP》为基本路线,该书有11章节,所以本系列也决定编写11篇水文技术博客进行适当的拓展和补充,希望可以帮助大家。
状态码(Status Code)了。它是一个十进制数字,以代码的形式表示服务器对请求的处理结果
状态码的位置处于:响应报文由响应头+响应实体组成,响应头又由状态行+头字段构成,状态行是由协议版本+状态码+状态码的原因短句组成。
状态码
RFC 标准把状态码分成了五类
- 1××:提示信息,表示目前是协议处理的中间状态,还需要后续的操作;
- 2××:成功,报文已经收到并被正确处理;
- 3××:重定向,资源位置发生变动,需要客户端重新发送请求;
- 4××:客户端错误,请求报文有误,服务器无法处理;
- 5××:服务器错误,服务器在处理请求时内部发生了错误。
在 HTTP 协议中,正确地理解并应用这些状态码不是客户端或服务器单方的责任,而是双方共同的责任。客户端作为请求的发起方,获取响应报文后,需要通过状态码知道请求是否被正确处理,是否要再次发送请求,如果出错了原因又是什么。这样才能进行下一步的动作,要么发送新请求,要么改正错误重发请求。服务器端作为请求的接收方,也应该很好地运用状态码。在处理请求时,选择最恰当的状态码回复客户端,告知客户端处理的结果,指示客户端下一步应该如何行动。特别是在出错的时候,尽量不要简单地返 400、500 这样意思含糊不清的状态码。
目前 RFC 标准里总共有 41 个状态码(学习下列常用的状态码即可,不用41个都记住),但状态码的定义是开放的,允许自行扩展。所以 Apache、Nginx 等 Web 服务器都定义了一些专有的状态码。如果你自己开发 Web 应用,也完全可以在不冲突的前提下定义新的代码。
1、1xx类状态码
1××类状态码属于提示信息,是协议处理的中间状态,实际能够用到的时候很少。
运用:偶尔能够见到的是“101 Switching Protocols”。
它的意思是客户端使用 Upgrade 头字段,要求在 HTTP 协议的基础上改成其他的协议继续通信,比如 WebSocket。而如果服务器也同意变更协议,就会发送状态码 101,但这之后的数据传输就不会再使用 HTTP 了。
2、2xx类状态码
2××类状态码表示服务器收到并成功处理了客户端的请求,这也是客户端(浏览器)最愿意看到的状态码。
200 OK
是最常见的成功状态码,表示一切正常,服务器如客户端所期望的那样返回了处理结果,如果是非 HEAD 请求,通常在响应头后都会有 body 数据。
204 No Content
是另一个很常见的成功状态码,它的含义与“200 OK”基本相同,但响应头后没有 body 数据。所以对于 Web 服务器来说,正确地区分 200 和 204 是很必要的
206 Partial Content
是 HTTP 分块下载或断点续传的基础,在客户端发送“范围请求”、要求获取资源的部分数据时出现,它与 200 一样,也是服务器成功处理了请求,但 body 里的数据不是资源的全部,而是其中的一部分。
通常还会伴随着头字段“Content-Range”,表示响应报文里 body 数据的具体范围,供客户端确认,例如“Content-Range: bytes 0-99/2000”,意思是此次获取的是总计 2000 个字节的前 100 个字节。
3、3xx类状态码
3××类状态码表示客户端请求的资源发生了变动(一般发生在用户点击收藏栏的网址),客户端必须用新的 URI 重新发送请求获取资源,也就是通常所说的“重定向”,包括著名的 301、302 跳转。
301 Moved Permanently
“永久重定向”,含义是此次请求的资源已经不存在了,需要改用新的 URI 再次访问。
302 Found
“临时重定向”,意思是请求的资源还在,但需要暂时用另一个 URI 来访问。
相同点:
301 和 302 都会在
响应头里使用字段 Location 指明后续要跳转的 URI,最终的效果很相似,浏览器都会重定向到新的 URI。两者的根本区别在于语义,一个是“永久”,一个是“临时”,所以在场景、用法上差距很大。
不同点:
比如,你的网站升级到了 HTTPS,原来的 HTTP
不打算用了,这就是“永久”的,所以要配置 301 跳转,把所有的 HTTP 流量都切换到 HTTPS。浏览器也会缓存新的URI,作为这个收藏链接的新URI.再比如,今天夜里网站后台要系统维护,服务
暂时不可用,这就属于“临时”的,可以配置成 302 跳转,把流量临时切换到一个静态通知页面,浏览器看到这个 302 就知道这只是暂时的情况,不会做缓存优化,第二天还会访问原来的地址。
304 Not Modified
304用于 If-Modified-Since 等条件请求,表示资源未修改,用于缓存控制。它不具有通常的跳转含义,但可以理解成“重定向已到缓存的文件”(即“缓存重定向”)。所以“缓存重定向”也归类到3xx系列。
提示:301、302的
HTTP重定向和跳转,以及304的HTTP缓存控制,内容较多且重要,放在本文最后单独两节学习。
4、4xx类状态码
遇到4xx,5xx那就是真正有错误了,这才是“错误码”,“状态码” != “错误码”,是包含关系。
4××类状态码表示客户端发送的请求报文有误,服务器无法处理
400 Bad Request
通用错误码,表示请求报文有错误,但具体是数据格式错误、缺少请求头还是 URI 超长它没有明确说,只是一个笼统的错误,客户端看到 400 只会是“一头雾水”“不知所措”。所以,在开发 Web 应用时应当尽量避免给客户端返回 400,而是要用其他更有明确含义的状态码。
403 Forbidden
实际上不是客户端的请求出错,而是表示服务器禁止访问资源。原因可能多种多样,例如信息敏感、法律禁止等,如果服务器友好一点,可以在 body 里详细说明拒绝请求的原因,不过现实中通常都是直接给一个“闭门羹”。
404 Not Found
可能是我们最常看见也是最不愿意看到的一个状态码,它的原意是资源在本服务器上未找到,所以无法提供给客户端。但现在已经被“用滥了”,只要服务器“不高兴”就可以给出个 404,而我们也无从得知后面到底是真的未找到,还是有什么别的原因,某种程度上它比 403 还要令人讨厌。
4xx系列还有405、406、408等等,不是很常用,遇到去谷歌瞅瞅即可。
5、5xx类状态码
5××类状态码表示客户端请求报文正确,但服务器在处理时内部发生了错误,无法返回应有的响应数据,是服务器端的“错误码”。
500 Internal Server Error
与 400 类似,也是一个通用的错误码,服务器究竟发生了什么错误我们是不知道的。不过和400对于客户端不一样,500对于服务器来说这应该算是好事,通常不应该把服务器内部的详细信息,例如出错的函数调用栈告诉外界。虽然不利于调试,但能够防止黑客的窥探或者分析。
501 Not Implemented
表示客户端请求的功能还不支持,这个错误码比 500 要“温和”一些,和“即将开业,敬请期待”的意思差不多,不过具体什么时候支持也不知道。
502 Bad Gateway
通常是服务器作为网关或者代理时返回的错误码,表示服务器自身工作正常,访问后端服务器时发生了错误,但具体的错误原因也是不知道的。
503 Service Unavailable
表示服务器当前很忙,暂时无法响应服务,我们上网时有时候遇到的“网络服务正忙,请稍后重试”的提示信息就是状态码 503。
503 是一个“临时”的状态,很可能过几秒钟后服务器就不那么忙了,可以继续提供服务,所以 503 响应报文里通常还会有一个“Retry-After”字段,指示客户端可以在多久以后再次尝试发送请求。
拓展1:HTTP的重定向和跳转(重定向前置知识 + 301/302)
(1)、主动跳转与被动跳转
前面学习过,“超文本”里含有“超链接”,可以从一个“超文本”跳跃到另一个“超文本”,从而由线性结构的传统文档变为了网状结构。
它把分散在世界各地的文档连接在一起,形成了复杂的网状结构,用户可以在查看时随意点击链接、转换页面。再加上浏览器又提供了“前进”“后退”“书签”等辅助功能,让用户在文档间跳转时更加方便,有了更多的主动性和交互性。
点击页面“链接”时的跳转是怎样的呢?
浏览器首先要解析链接文字里的 URI。再用这个 URI 发起一个新的 HTTP 请求,获取响应报文后就会切换显示内容,渲染出新 URI 指向的页面。这样的跳转动作是由浏览器的使用者主动发起的,可以称为“
主动跳转”
但还有一类跳转是由服务器来发起的,浏览器使用者无法控制,相对地就可以称为“被动跳转”,这在 HTTP 协议里有个专门的名词,叫做“重定向”(Redirection)。
(2)、重定向的过程
301 是“永久重定向”,302 是“临时重定向”,浏览器收到这两个状态码就会跳转到新的 URI。
“重定向”实际上发送了两次 HTTP 请求,第一个请求返回了 301/302以及新的URI;然后第二个请求就被重定向到了这个新的URI资源。但如果不用开发者工具的话,你是完全看不到这个跳转过程的,也就是说,重定向是“用户无感知”的。
在第一次请求中,响应报文里会有一个响应字段“Location: 新的URI”,“Location”字段属于响应字段,必须出现在响应报文里。但只有配合 301/302 状态码才有意义,它标记了服务器要求重定向的 URI,这里就是要求浏览器跳转到“新的URI”。
然后,浏览器收到 301/302 报文,会检查响应头里有没有“Location”。如果有,就从字段值里提取出 URI,发出新的 HTTP 请求,相当于自动替我们点击了这个链接。
(3)、使用重定向的注意点
- 第一个问题是“性能损耗”。很明显,重定向的机制决定了一个跳转会有两次请求 - 应答,比正常的访问多了一次。
- 第二个问题是“
URI循环跳转”。由于在重定向中,服务器端拥有主动权,浏览器是被动接受直接拿着新URI跳转。如果服务器的重定向的策略设置欠考虑,可能会出现“A=>B=>C=>A”的无限循环,不停地在这个链路里转圈圈,后果可想而知。
拓展2:HTTP的缓存控制(缓存的前置知识 + 字段 + 304)
缓存(Cache/kæʃ/)是计算机领域里的一个重要概念,是优化系统性能的利器。
浏览器使用 HTTP 获取资源的成本较高。所以,非常有必要把“来之不易”的数据缓存起来,下次再请求的时候尽可能地复用。这样,就可以避免多次请求 - 应答的通信成本,节约网络带宽,也可以加快响应速度。
因为HTTP基于“请求 - 应答”模式的特点,可以分为
强制缓存和协商缓存
<1>、强制缓存(即只由响应报文中使用Cache-Control字段控制缓存)
- 1、浏览器发现缓存无数据,于是发送请求,向服务器获取资源;
- 2、服务器响应请求,返回资源,同时标记资源的有效期;
- 3、浏览器缓存资源,等待下次重用。
服务器标记资源有效期使用的头字段是“Cache-Control”,例如“Cache-Control: max-age=30”表示服务器告诉浏览器,“这个页面只能缓存 30 秒,之后就算是过期,不能用。”注意:时间的计算
起点是响应报文的创建时刻(即 Date 字段,也就是离开服务器的时刻),而不是客户端收到报文的时刻,也就是说包含了在链路传输过程中所有节点所停留的时间。
比如,服务器设定“max-age=5”,但因为网络质量很糟糕,等浏览器收到响应报文已经过去了 4 秒,那么这个资源在客户端就最多能够再存 1 秒钟,之后就会失效。
响应报文中的Cache-Control字段
注意:Cache-Control字段是通用的首部字段,即响应头和请求头中都可用
- 1、上述的
max-age是“生存时间” - 2、
no-store:不允许缓存,用于某些变化非常频繁的数据,例如秒杀页面; - 3、
no-cache:实际的意思并不是不允许缓存,而是可以缓存,但在使用之前必须要去服务器验证是否过期,是否有最新的版本; - 4、
must-revalidate:缓存不过期就可以继续使用,但过期了如果还想用就必须去服务器验证。
强制缓存流程图:
还有其他属性用到的时候搜索查阅就好。
<2>、协商缓存(请求报文和响应报文一起通过字段协商怎么缓存,不再是服务器说了算,所以是协商缓存)
不止服务器可以发“Cache-Control”头,浏览器也可以发“Cache-Control”,也就是说请求 - 应答的双方都可以用这个字段进行缓存控制,互相协商缓存的使用策略。
刷新与强制刷新
“F5刷新”的时候,浏览器会在请求头里加一个“Cache-Control: max-age=0”。因为 max-age 是“生存时间”,max-age=0 的意思就是“我要一个最新的资源”,而本地缓存里的数据至少保存了几秒钟,所以浏览器就不会使用缓存,而是向服务器发请求。服务器看到 max-age=0,也就会用一个最新生成的报文回应浏览器。Ctrl+F5 的“强制刷新” 本质是
请求头中“Cache-Control: no-cache”,含义和“max-age=0”基本一样,就看后台的服务器怎么理解和处理,通常两者的效果是相同的。
所以刷新往往不适用缓存
什么时候浏览器才会利用缓存?
浏览器的“前进”“后退”按钮、看网络会有“from disk cache”的字样,意思是没有发送网络请求,而是读取的磁盘上的缓存。
浏览器用“Cache-Control”做缓存控制只能是刷新数据,不能很好地利用缓存数据,又因为缓存会失效,使用前还必须要去服务器验证是否是最新版。
所以,缓存是需要双方协作的。
HTTP的缓存详解(协商缓存)
为了使用缓存,最早有个方案是:
浏览器可以用两个连续的请求组成“验证动作”:先是一个 HEAD,获取资源的修改时间等元信息,然后与缓存数据比较,如果没有改动就使用缓存,节省网络流量,否则就再发一个 GET 请求,获取最新的版本。
这样虽然利用了HEAD请求方法减少了数据包的大小,请求次数反而多了一次,如果数据包本身就不大,那就反而浪费时间
所以 HTTP 协议就定义了一系列“If”开头的“条件请求”字段,专门用来检查验证资源是否过期,把两个请求才能完成的工作合并在一个请求里做。而且,验证的责任也交给服务器,浏览器不用管。
上面说了喔,“条件请求”字段,共有5个,都是请求头部独有字段。
这里学习常用的两个:
if-Modified-SinceIf-None-Match[mætʃ]
而响应报文需要的字段也是两个:
Last-modified:文件的最后调整时间,即文件调整了这个值就会变(资源不一定改变)ETag:资源的一个唯一标识,当资源真正改变的时候才会变
ETag就是补充Last-modified的不足:
- 1、Last-modified的时间值只是秒级,如果一个文件在一秒内修改了多次,这一秒内的新版本无法区分。
- 2、一个文件定期更新,但有时会是同样的内容,实际上没有变化,但是Last-modified值会改变,就会误以为发生了变化,传送给浏览器,没有利用到缓存。
使用 ETag 就可以精确地识别资源的变动情况,让浏览器能够更有效地利用缓存。
了解这些后,协商缓存就很好理解了:
Last-Modified & If-Modified-Since
服务器通过Last-Modified字段告知客户端,资源最后一次被修改的时间
例如:Last-Modified: Mon, 10 Nov 2018 09:10:11 GMT
浏览器将这个值和内容一起记录在缓存数据库中。 下一次请求相同资源时时,浏览器从自己的缓存中找出“不确定是否过期的”缓存。因此在请求头中将上次的 Last-Modified 的值写入到请求头的 If-Modified-Since 字段
服务器会将 If-Modified-Since 的值与 Last-Modified 字段进行对比。如果相等,则表示未修改,响应 304;反之,则表示修改了,响应 200 状态码,并返回数据。
但是他还是有一定缺陷的:
- 如果资源更新的速度是秒以下单位,那么该缓存是不能被使用的,因为它的时间单位最低是秒。
- 如果文件是通过服务器动态生成的,那么该方法的更新时间永远是生成的时间,尽管文件可能没有变化,所以起不到缓存的作用。
Etag & If-None-Match
为了解决上述问题,出现了一组新的字段 Etag 和 If-None-Match
Etag 存储的是文件的特殊标识(一般都是 hash 生成的),服务器存储着文件的 Etag 字段。之后的流程和 Last-Modified 一致,只是 Last-Modified 字段和它所表示的更新时间改变成了 Etag 字段和它所表示的文件 hash,把 If-Modified-Since 变成了 If-None-Match。服务器同样进行比较,命中返回 304, 不命中返回新资源和 200。Etag 的优先级高于 Last-Modified
Etag & If-None-Match流程图: