HTTP的工作原理

HTTP（Hypertext Transfer Protocol）是一种用于在计算机网络上传输超文本数据的应用层协议。它是构成万维网的基础之一，被广泛用于万维网上的数据通信。（超文本(Hypertext)是用超链接的方法，将各种不同空间的文字信息组织在一起的网状文本。）

不要被官方性语言吓到，简单来说，网络上传输东西有一定的规则，就像收发快递有包装、贴码等标准一样，我们在网络上传递的信息也会有一定的标准，而HTTP就是网络上传输多种信息的标准（不仅仅是文本，所以叫超文本）。

那这个“标准“具体都有啥呢?从下图可以看出HTTP包含了请求、响应及会话三个部分，下面我们分别进行讲解。

一、HTTP 请求

当我们在浏览器中输入网址并回车后，浏览器会向服务器发送一个 HTTP 请求。这个请求由多个部分组成，其中最重要的是请求行、头部和正文。

1、请求行：

请求行包含三个部分，分别是请求方法、请求 URI 和 HTTP 版本号。

1）请求方法指定了客户端想要执行的动作，例如 GET、POST、PUT、DELETE 等。

2）请求 URI 指定了要访问的资源的位置，也就是我们想要的信息的存放地。

3）HTTP 版本号表示请求所使用的 HTTP 协议版本，往往是HTTP1.1，了解即可。

2、头部：

包含了一系列的键值对，用于向服务器传递一些请求信息。例如，Accept 表示客户端可以接受的响应内容类型，User-Agent 表示客户端的浏览器信息，Referer 表示客户端从哪个页面跳转而来等等。

3、正文：

正文是可选的（有的有正文，有的没有，get就没有请求正文），用于向服务器传递一些数据。例如，当客户端向服务器提交表单时，表单数据就可以放在请求的正文中。

4、HTTP 请求报文（实际应用）

上面我们已经讲了HTTP请求的格式和内容，下面我们讲一下HTTP请求在实际传输过程中是什么样子的。

HTTP请求报文组成部分（再简述一下上面的理论）：

1）请求行（必须在 HTTP 请求报文的第一行）

2）请求头（即头部，从第二行开始，到第一个空行结束。请求头和请求体之间存在一个空行，是键值对）

3）请求体（即正文，通常以键值对 {key:value}方式传递数据）

下面是HTTP请求进行传递时的样子，

这段请求的意思就是：以POST方式请求访问某台 HTTP 服务器上的 /form/login 页面资源，并附带参数 name = veal、age = 37，是HTTP1.1版本，请求体长度为16

二、HTTP 响应

当服务器收到客户端的请求后，它会向客户端返回一个 HTTP 响应。与请求类似，响应也由多个部分组成，其中最重要的是状态行、头部和正文。

1、状态行：

状态行包含三个部分，分别是 HTTP 版本号、状态码和状态短语。

1）HTTP 版本号表示响应所使用的 HTTP 协议版本。

2）状态码是一个三位数字，用于表示服务器对请求的处理结果。常见的状态码有 200 表示成功、404 表示未找到资源、500 表示服务器内部错误等等。HTTP 定义了很多状态码，用于表示服务器对请求的处理结果。这些状态码被分成 5 类，分别是 1xx、2xx、3xx、4xx 和 5xx。

其中，

1xx 表示信息类状态

2xx 表示成功状态，例如 200 表示成功，201 表示资源创建成功。

3xx 表示重定向状态，例如 301 表示永久重定向，302 表示临时重定向。

4xx 表示客户端错误状态，例如 400 表示请求格式错误，401 表示未授权，404 表示未找到资源等等。

5xx 表示服务器错误状态，例如 500 表示服务器内部错误，503 表示服务器暂时无法处理请求等等。

常见状态码及其含义：

3）状态短语是对状态码的简短描述，例如 200 对应的状态短语是 OK，404 对应的状态短语是 Not Found。

2、头部：

包含了一系列的键值对，用于向客户端传递一些响应信息。

例如，Content-Type 表示响应内容的类型，Content-Length 表示响应内容的长度，Set-Cookie 表示服务器要求客户端保存一个 Cookie 等等。

3、正文：

响应的实际内容。例如，当客户端请求一个网页时，网页的 HTML 代码就可以放在响应的正文中。

4、响应报文（实际应用）

HTTP 的响应报文组成部分：

1）响应行（必须在 HTTP 响应报文的第一行）报文协议及版本，状态码及状态描述

2）响应头（从第二行开始，到第一个空行结束。响应头和响应体之间存在一个空行，是键值对）

3）响应体

例，

在响应行开头的 HTTP 1.1 表示服务器对应的 HTTP 版本。紧随的 200 OK 表示请求的处理结果的“状态码”和“原因短语”。

三、HTTP 会话（cookie、session）

从打开一个浏览器访问某个站点，到关闭这个浏览器的整个过程，称为一次会话。会话技术就是记录这次会话中客户端的状态和数据的。

简单来说，一次会话就是你与某个网站进行了一次完整的交流，这个交流可能会你来我往很多次（一次会话可能会有很多次请求、响应，就像人与人的一次会话会有很多对话）。

HTTP 是一种无状态协议，这意味着每次请求都是独立的，服务器不会记录客户端的状态信息。为了实现状态管理，HTTP 引入了 Cookie 和 Session 机制。

简单来说，你和网站服务器又不和人一样能面对面互相见到，它怎么知道你是你？cookie与session就相当于我们双方的“脸部特征”，让我们能够互相认识，而不用每说一句之前都得重新“自我介绍“。

1、通俗介绍：

1）Session：由于HTTP协议是无状态的协议，所以服务端需要记录用户的状态时，就需要用某种机制来识具体的用户，这个机制就是 Session。

典型的场景比如购物车，当你点击下单按钮时，由于HTTP协议无状态，所以并不知道是哪个用户操作的，所以服务端要为特定的用户创建了特定的 Session，用用于标识这个用户，并且跟踪用户，这样才知道购物车里面有几本书。

这个 Session是保存在服务端的，有一个唯一标识。在服务端保存 Session的方法很多，内存、数据库、文件都有。集群的时候也要考虑 Session的转移，在大型的网站一般会有专门的 Session服务器集群，用来保存用户会话，这个时候 Session信息都是放在内存的，使用一些缓存服务比如 Memcached之类的来放 Session。

2）Cookie：思考一下服务端如何识别特定的客户？这个时候 Cookie就登场了。

每次HTTP请求的时候，客户端都会发送相应的Cookie信息到服务端。实际上大多数的应用都是用 Cookie来实现 Session跟踪的，第一次创建 Session的时候，服务端会在HTTP协议中告诉客户端，需要在Cookie里面记录个SessionID，以后每次请求把这个会话ID发送到服务器，我就知道你是谁了。

设想你某次登陆过一个网站，只需要登录一次就可以在一定时间内浏览这个网站的所有内容，这是如何做到的？也是 Cookie

Cookie是指某些网站为了辨别用户身份而储存在客户端上的数据（通常经过加密）。也就是说，只要有了某个用户的 cookie，就能以他的身份登录。

2、官方介绍

1）Cookie 是一种在客户端保存状态信息的机制。服务器可以通过 Set-Cookie 头部向客户端发送一个 Cookie，客户端在下一次请求时将该 Cookie 发送回服务器。服务器可以根据 Cookie 的内容来识别客户端的身份，从而实现状态管理。

2）Session 是一种在服务器保存状态信息的机制。服务器在接收到客户端的请求时，为该客户端创建一个 Session 对象，并将该对象的 ID 保存在一个 Cookie 中发送给客户端。客户端在下一次请求时将该 Cookie 发送回服务器，服务器根据 Cookie 中的 Session ID 来查找该客户端对应的 Session 对象，从而实现状态管理。

3）其中工作原理大致如下：

客户端请求服务端

服务端开启会话，并下发一个特殊的COOKIE（会话的唯一标识符），服务端将会话数据存储在指定位置

客户端收到服务端响应内容，并且保存这个COOKIE

客户端在下一次请求服务端时带上这个COOKIE，服务端根据这个唯一标识符读取相关会话数据，恢复会话的状态