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http协议网络编程

HTTP协议基于请求-响应模型，通过Socket实现客户端与服务器间的通信，依赖TCP/IP协议栈

HTTP协议网络编程详解

HTTP基础

HTTP（HyperText Transfer Protocol）是应用层协议，基于TCP/IP，用于客户端与服务器之间的超媒体传输，核心特点：

  • 无状态：每个请求独立，服务器不保存上下文。
  • 请求-响应模型：客户端发起请求，服务器返回响应。
  • 文本协议：报文为纯文本格式，可读性强。
  • 版本差异：HTTP/1.0（无持久连接）、HTTP/1.1（默认持久连接）、HTTP/2（多路复用）。

HTTP请求/响应报文结构

请求报文

组成部分 说明
请求行 方法 URL 版本（如：GET /index.html HTTP/1.1）
请求头 键值对（如：Host: example.com、User-Agent: Chrome）
空行 分隔头部与请求体（`
`）
请求体 携带数据（如：POST表单数据）

响应报文

组成部分 说明
状态行 版本 状态码 原因短语（如：HTTP/1.1 200 OK）
响应头 键值对（如：Content-Type: text/html）
空行 分隔头部与响应体（`
`）
响应体 返回的数据（如：HTML页面）

常用HTTP请求方法

方法 用途 是否安全 是否幂等
GET 获取资源 安全（无副作用） 是（多次执行结果相同）
POST 提交数据 非安全 否（会新增资源）
PUT 更新资源 非安全 是（覆盖资源）
DELETE 删除资源 非安全 是（多次删除结果相同）
HEAD 获取资源元信息 安全 是

HTTP状态码分类

类别 范围 含义 示例
1xx 100-199 信息响应 101 Switching Protocols
2xx 200-299 成功 200 OK、201 Created
3xx 300-399 重定向 301 Moved Permanently、302 Found
4xx 400-499 客户端错误 400 Bad Request、404 Not Found
5xx 500-599 服务器错误 500 Internal Server Error、503 Service Unavailable

HTTP头部字段

通用头部

字段 说明
Date 报文创建时间
Via 代理服务器信息
Cache-Control 缓存策略

请求头

字段 说明
Host 目标服务器域名（必需）
User-Agent 客户端信息
Accept 支持的响应内容类型
Content-Type 请求体MIME类型（POST时必需）

响应头

字段 说明
Content-Type 响应体MIME类型
Content-Length 响应体长度
Set-Cookie 设置Cookie

HTTP网络编程实践

Python示例（使用requests库）

import requests
# 发送GET请求
response = requests.get("https://example.com")
print(response.status_code)  # 输出状态码
print(response.text)         # 输出响应体
# 发送POST请求
data = {"username": "test", "password": "123"}
response = requests.post("https://example.com/login", data=data)
print(response.json())       # 解析JSON响应体

Java示例（使用HttpURLConnection）

import java.net.HttpURLConnection;
import java.net.URL;
URL url = new URL("https://example.com");
HttpURLConnection conn = (HttpURLConnection) url.openConnection();
conn.setRequestMethod("GET");
int responseCode = conn.getResponseCode(); // 获取状态码
String response = new String(conn.getInputStream().readAllBytes()); // 读取响应体

持久连接与管道化

  • HTTP/1.0：默认关闭连接，每次请求需重新建立TCP连接。

  • HTTP/1.1：默认持久连接（Connection: keep-alive），可复用同一连接发送多个请求。

  • 管道化（Pipelining）：在持久连接中连续发送多个请求，无需等待前一个响应。 

    GET /a HTTP/1.1
Host: example.com
GET /b HTTP/1.1
Host: example.com

Cookie与Session管理

  • Cookie：服务器通过Set-Cookie头设置，客户端自动携带。
    • 例：Set-Cookie: sessionid=abc123; Expires=Wed, 01 Jan 2024 00:00:00 GMT
  • Session：通过Cookie或URL重写（如JSESSIONID）标识会话。
  • 常见属性：
    • Expires/Max-Age：过期时间。
    • Secure：仅HTTPS传输。
    • HttpOnly：禁止JavaScript访问。

HTTPS与安全

  • HTTPS：HTTP + SSL/TLS加密，默认端口443。
  • 工作流程：
    1. 客户端发送ClientHello请求证书。
    2. 服务器返回公钥证书。
    3. 客户端验证证书并生成对称密钥，用公钥加密后发送。
    4. 双方使用对称密钥加密通信。
  • 安全增强：
    • HSTS：强制HTTPS连接。
    • CSP：限制资源加载来源。

相关问题与解答

问题1：GET和POST方法的核心区别是什么？

解答：
| 对比项 | GET | POST |
|——————|—————————-|——————————|
| 参数位置 | URL中（?key=value） | 请求体中（body） |
| 安全性 | 敏感数据暴露在URL中 | 相对安全（但仍需加密） |
| 幂等性 | 是（多次执行结果相同） | 否（可能新增资源） |
| 缓存性 | 可缓存（浏览器可能缓存） | 通常不缓存 |
| 长度限制 | URL长度受限（约2048字符） | 无限制（依赖服务器配置） |

问题2：HTTP状态码301和302有什么区别？

解答：
| 状态码 | 含义 | 行为 |
|————|——————————|——————————|
| 301 | 永久重定向 | 浏览器会跳转并缓存新地址，后续直接访问新地址。 |
| 302 | 临时重定向 | 浏览器仅跳转一次，仍使用原地址。 |

  • 示例：
    • 301：网站永久迁移（如example.com → www.example.com）。
    • 302：临时活动跳转（如
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