聲明：本文是本人 [編程小翁] 原創(chuàng)，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明。
HTTP屬于老話題了，在項(xiàng)目中我們經(jīng)常需要往服務(wù)端發(fā)POST或者GET請(qǐng)求，但是對(duì)于HTTP的了解不應(yīng)只局限于此。千里之行，始于足下。越想走的遠(yuǎn)，基本原理就應(yīng)該了解的透徹全面一些，僅僅停留在使用ASIHttpRequest或者AFNetWorking傳個(gè)參數(shù)發(fā)個(gè)請(qǐng)求的程度上是不夠的。這篇文章就是帶你全方面回顧一下HTTP。
通過本文你能收獲哪些內(nèi)容：
·完整HTTP請(qǐng)求與響應(yīng)包含的必要元素
·HTTP不同版本之間的差異
·HTTP、Socket、TCP的區(qū)別(易混)
一、HTTP協(xié)議
HTTP本質(zhì)上是一種協(xié)議，全稱是Hypertext Transfer Protocol，即超文本傳輸協(xié)議。從名字上可以看出該協(xié)議用于規(guī)定客戶端與服務(wù)端之間的傳輸規(guī)則，所傳輸?shù)膬?nèi)容不局限于文本(其實(shí)可以傳輸任意類型的數(shù)據(jù))。
圖1.1傳輸示意圖.png
二、HTTP請(qǐng)求與響應(yīng)的內(nèi)容
當(dāng)我們往服務(wù)端發(fā)送一條HTTP請(qǐng)求時(shí)都發(fā)送了哪些東西過去呢？
先看一個(gè)POST請(qǐng)求的示例圖：
圖2.1 HTTP_POST請(qǐng)求示例.png
注：本文使用[Paw]來模擬發(fā)送HTTP請(qǐng)求，使用[Charles]抓包，Charles選中"Request"以及"Raw"選項(xiàng)就可以看到請(qǐng)求的全部內(nèi)容
以上示例圖中其實(shí)已經(jīng)包含了一個(gè)HTTP請(qǐng)求所必備的幾大要素：請(qǐng)求行、請(qǐng)求頭(headerField)、請(qǐng)求體(body)；同理，響應(yīng)也有狀態(tài)行、響應(yīng)頭、實(shí)體內(nèi)容。接下來我們逐個(gè)展開。
1、請(qǐng)求行
請(qǐng)求行包含請(qǐng)求方法(Method)、請(qǐng)求統(tǒng)一資源標(biāo)識(shí)符(URI)、HTTP版本號(hào)，如圖2.1第一行所示：
圖2.2 請(qǐng)求行.png
- 請(qǐng)求方法就是我們所熟悉的POST、GET、HEAD、PUT等
- URI就是URL中排除掉Host剩下的部分，也就是資源在服務(wù)器本地上的路徑
- HTTP版本號(hào)，目前主流的版本是1.1(1999年開始采用)，最新的版本是2.0(2015年5月發(fā)布)。不同版本之間差異下面會(huì)再展開
2、請(qǐng)求頭
請(qǐng)求頭主要存放對(duì)客戶端想給服務(wù)端的附加信息，下圖框框的部分就是請(qǐng)求頭：
圖2.3 請(qǐng)求頭.png
HTTP請(qǐng)求在iOS中用
NSURLRequest與NSMutableRequest表示；HTTP響應(yīng)用NSHTTPURLResponse表示。
- Host: 目標(biāo)服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)地址
- Accept: 讓服務(wù)端知道客戶端所能接收的數(shù)據(jù)類型，如
text/html*/* - Content-Type: body中的數(shù)據(jù)類型，如
application/json; charset=UTF-8 - Accept-Language: 客戶端的語言環(huán)境，如
zh-cn - Accept-Encoding: 客戶端支持的數(shù)據(jù)壓縮格式，如
gzip - User-Agent: 客戶端的軟件環(huán)境，我們可以更改該字段為自己客戶端的名字，比如
QQ music v1.11，比如瀏覽器Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10_10_5) AppleWebKit/600.8.9 (KHTML, like Gecko) Maxthon/4.5.2 - Connection: keep-alive，該字段是從HTTP 1.1才開始有的，用來告訴服務(wù)端這是一個(gè)持久連接，“請(qǐng)服務(wù)端不要在發(fā)出響應(yīng)后立即斷開TCP連接”。關(guān)于該字段的更多解釋將在后面的
HTTP版本簡介中展開。 - Content-Length: body的長度，如果body為空則該字段值為0。該字段一般在POST請(qǐng)求中才會(huì)有。
POST請(qǐng)求的body請(qǐng)求體也有可能是空的，因此POST中Content-Length也有可能為0
- Cookie: 記錄者用戶信息的保存在本地的用戶數(shù)據(jù)，如果有會(huì)被自動(dòng)附上
值得一提的是，在iOS中當(dāng)你發(fā)送一個(gè)任意請(qǐng)求時(shí)，不管你愿不愿意，NSURLRequest都會(huì)自動(dòng)幫你記錄你所訪問的URL上設(shè)置的cookie。在iOS中用
NSHTTPCookieStorage表示，是一個(gè)單例。通過```
NSHTTPCookieStorage *cookieJar = [NSHTTPCookieStorage sharedHTTPCookieStorage];
for (NSHTTPCookie *cookie in [cookieJar cookies]) {
NSLog(@"%@", cookie);
}
以上就是我們?nèi)粘ｉ_發(fā)中比較經(jīng)常遇到的請(qǐng)求頭，其實(shí)還有其他的field，但篇幅所限無法一一列出，想了解所有請(qǐng)求頭請(qǐng)看這里[請(qǐng)求頭響應(yīng)頭列表]。那在iOS中如何設(shè)置添加這些field呢？可以使用`-[NSMutableURLRequest addValue: forHTTPHeaderField:]`方法，獲取當(dāng)前請(qǐng)求已經(jīng)設(shè)置的field可以用`-[NSURLRequest allHTTPHeaderFields]`。也就是我們可以通過以上接口定制我們所需要的請(qǐng)求頭，但是有些field是不能改的，我們看一下iOS的描述：
> 從文檔中我們可以看到，在iOS中不應(yīng)當(dāng)對(duì)`Authorization` `Connection` `Host` `WWW-Authenticate`這幾個(gè)header field做更改。
###3、請(qǐng)求體
真正需要發(fā)給服務(wù)端的數(shù)據(jù)，在使用POST-multipart上傳請(qǐng)求中請(qǐng)求體就是上傳文件的二進(jìn)制NSData類型數(shù)據(jù)；在GET請(qǐng)求中請(qǐng)求體為空；在普通的POST請(qǐng)求中請(qǐng)求體就是一些表單數(shù)據(jù)。在iOS中一般用`NSURLRequest`與`NSMutableURLRequest`的`HTTPBody`屬性表示，添加body用`-[NSMutableURLRequest setHTTPBody:]`。
###4、響應(yīng)狀態(tài)行
狀態(tài)行是服務(wù)端返回給客戶端的狀態(tài)信息，包含HTTP版本號(hào)、狀態(tài)碼、狀態(tài)碼對(duì)應(yīng)的英文名稱。
以下就是典型的正確狀態(tài)行：
`HTTP/1.1 200 OK`
這個(gè)部分需要講的是錯(cuò)誤碼。事實(shí)上HTTP請(qǐng)求錯(cuò)誤碼可以根據(jù)錯(cuò)誤碼從左往右第一個(gè)數(shù)字大致分為以下幾類：
> 1XX：信息提示。不代表成功或者失敗，表示臨時(shí)響應(yīng)，比如100表示繼續(xù)，101表示切換協(xié)議
> 2XX: 成功
> 3XX: 重定向
> 4XX:客戶端錯(cuò)誤，很有可能是客戶端發(fā)生問題，如親切可愛的`404`表示未找到文件，說明你的URI是有問題的，服務(wù)器機(jī)子上該目錄是沒有該文件的；`414`URI太長
> 5XX: 服務(wù)器錯(cuò)誤，比如`504`網(wǎng)關(guān)超時(shí)
錯(cuò)誤碼是不用去記的，出錯(cuò)了再查對(duì)應(yīng)的錯(cuò)誤碼含義就行。但是知道上面的分類有助于第一時(shí)間做出大體的判斷，起碼你能清楚是服務(wù)端還是客戶端的原因。
###5、響應(yīng)頭與響應(yīng)實(shí)體
這部分與請(qǐng)求部分差異不大，響應(yīng)頭的字field會(huì)有稍許不同，響應(yīng)頭中的header field同樣移步[請(qǐng)求頭響應(yīng)頭列表]。
##三、HTTP版本簡介
這里我把HTTP版本簡單分為三類：1.1之前，1.1，2.0，針對(duì)這三類做個(gè)主要差異的介紹：
> HTTP 1.1之前
- 不支持持久連接。一旦服務(wù)器對(duì)客戶端發(fā)出響應(yīng)就立即斷開TCP連接
- 無請(qǐng)求頭跟響應(yīng)頭
- 客戶端的前后請(qǐng)求是同步的。下一個(gè)請(qǐng)求必須等上一個(gè)請(qǐng)求從服務(wù)端拿到響應(yīng)后才能發(fā)出，有點(diǎn)類似多線程的同步機(jī)制。
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> HTTP 1.1(主流版本)
與1.1之前的版本相比，做了以下性能上的提升
- 增加請(qǐng)求頭跟響應(yīng)頭
- 支持持久連接。客戶端通過請(qǐng)求頭中指定**Connection**為**keep-alive**告知服務(wù)端不要在完成響應(yīng)后立即釋放連接。HTTP是基于TCP的，在HTTP 1.1中一次TCP連接可以處理多次HTTP請(qǐng)求
- 客戶端不同請(qǐng)求之間是異步的。下一個(gè)請(qǐng)求不必等到上一個(gè)請(qǐng)求回來后再發(fā)出，而可以連續(xù)發(fā)出請(qǐng)求，有點(diǎn)類似多線程的異步處理。
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> HTTP 2.0
本著向下兼容的原則，1.1版本有的特性2.0都具備，也使用相同的API。但是2.0將只用于https網(wǎng)址。由于2.0的普及還需要比較長的一段時(shí)間，這里不展開，更多新特性請(qǐng)參考[這篇文章]。
我們重點(diǎn)關(guān)注一下當(dāng)前1.1版本所做幾點(diǎn)改變。支持持久連接有什么好處呢？HTTP是基于TCP連接的，如果連接被頻繁地啟動(dòng)然后斷開就會(huì)花費(fèi)很多資源在TCP三次握手以及四次揮手上，效率低下。以請(qǐng)求一個(gè)網(wǎng)頁為例，我們知道，一個(gè)html網(wǎng)頁上的圖片資源并不是直接嵌入在網(wǎng)頁上，而只是提供url，圖片仍需要額外發(fā)HTTP 請(qǐng)求去下載。一個(gè)網(wǎng)頁從請(qǐng)求到最終加載到本地往往需要經(jīng)過過個(gè)HTTP請(qǐng)求。在1.1版本之前請(qǐng)求一個(gè)網(wǎng)頁就需要發(fā)生多次"握手-揮手"的過程，每次連接之間相互獨(dú)立；而1.1及之后的版本最少只需要一次就夠。
再來就是請(qǐng)求異步，其好處參考多線程異步處理，在此不展開。
以上特性可以用圖2.3表示：
我們可以看到：1、N次請(qǐng)求其實(shí)只建立了1次TCP連接，2、N次請(qǐng)求連續(xù)異步發(fā)出。
##四、HTTP、Socket、TCP的區(qū)別
這三個(gè)概念經(jīng)常被談到，也是比較容易被混掉的概念。在回顧之前我們先看一下這三者在TCP/IP協(xié)議族中的位置關(guān)系：
HTTP是應(yīng)用層的協(xié)議，更靠近用戶端；TCP是傳輸層的協(xié)議；而socket是從傳輸層上抽象出來的一個(gè)抽象層，本質(zhì)是接口。所以本質(zhì)上三種還是很好區(qū)分的。盡管如此，有時(shí)候你可能會(huì)懵逼，HTTP連接、TCP連接、socket連接有什么區(qū)別？好吧，如果上面的圖解釋的還是不夠清楚的話，我們繼續(xù)往下看。
> 1、TCP連接與HTTP連接的區(qū)別
上文提過，**HTTP是基于TCP**的，客戶端往服務(wù)端發(fā)送一個(gè)HTTP請(qǐng)求時(shí)第一步就是要建立與服務(wù)端的TCP連接，也就是先三次握手，“你好，你好，你好”。從HTTP 1.1開始支持持久連接，也就是一次TCP連接可以發(fā)送多次的HTTP請(qǐng)求。
小總結(jié)：HTTP基于TCP
>2、TCP連接與Socket連接的區(qū)別
在圖4.1中我們提到，socket層只是在TCP/UDP傳輸層上做的一個(gè)抽象接口層，因此一個(gè)socket連接可以基于TCP，也有可能基于UDP。基于TCP協(xié)議的socket連接同樣需要通過三次握手建立連接，是可靠的；基于UDP協(xié)議的socket連接不需要建立連接的過程，不過對(duì)方能不能收到都會(huì)發(fā)送過去，是不可靠的，大多數(shù)的即時(shí)通訊IM都是后者。
小總結(jié)：Socket也可以基于TCP
>3、HTTP連接與Socket連接的區(qū)別
區(qū)分這兩個(gè)概念是比較有意義的，畢竟TCP看不見摸不著，HTTP與Socket是實(shí)實(shí)在在能用到的。
- HTTP是短連接，Socket(基于TCP協(xié)議的)是長連接。盡管HTTP1.1開始支持持久連接，但仍無法保證始終連接。而Socket連接一旦建立TCP三次握手，除非一方主動(dòng)斷開，否則連接狀態(tài)一直保持。
- HTTP連接服務(wù)端無法主動(dòng)發(fā)消息，Socket連接雙方請(qǐng)求的發(fā)送先后限制。這點(diǎn)就比較重要了，因?yàn)樗鼘Q定二者分別適合應(yīng)用在什么場景下。**HTTP采用“請(qǐng)求-響應(yīng)”機(jī)制**，在客戶端還沒發(fā)送消息給服務(wù)端前，服務(wù)端無法推送消息給客戶端。必須滿足客戶端發(fā)送消息在前，服務(wù)端回復(fù)在后。Socket連接雙方類似peer2peer的關(guān)系，一方隨時(shí)可以向另一方喊話。
> 4、問題來了：什么時(shí)候該用HTTP，什么時(shí)候該用socket
這個(gè)問題的提出是很自然而然的。當(dāng)你接到一個(gè)與另一方的網(wǎng)絡(luò)通訊需求，自然會(huì)考慮用HTTP還是用Socket。
- 用HTTP的情況：雙方不需要時(shí)刻保持連接在線，比如客戶端資源的獲取、文件上傳等
- 用Socket的情況：大部分即時(shí)通訊應(yīng)用(QQ、微信)、聊天室、蘋果APNs等
在iOS中，發(fā)HTTP請(qǐng)求一般用原生的`NSURLConnection`、`NSURLSession`或者開源的`AFNetWorking(推薦)`、`ASIHttpRequest(已停止更新)`。連接Socket連接我用的比較多是robbiehanson大神的[CocoaAsyncSocket] (`XMPPFramework`也是出自他手)。
##五、The end
以上就是關(guān)于HTTP相關(guān)概念的回顧，適合菜鳥也適合有經(jīng)驗(yàn)同學(xué)一起回顧。
歡迎留言，如果寫的不對(duì)的地方還請(qǐng)不吝指出。
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[CocoaAsyncSocket]:https://github.com/robbiehanson/CocoaAsyncSocket