1. HTTP是什么

HTTP全称为Hyper Text Transfer Protocol ，是一种用于传输超文本的应用层协议。它是互联网上应用最广泛的协议之一，用于在客户端和服务器之间传输数据。下面是HTTP协议的一些主要特点。

• 基于请求和响应：

HTTP协议是一种基于请求-响应模式的协议，它用于客户端和服务器之间的通信。客户端发送一个请求给服务器，服务器接收到请求后进行处理，并返回相应的数据给客户端。这个过程是HTTP协议的基本工作原理。

在这个过程中，客户端和服务器通过HTTP协议进行通信，客户端发送的请求包含了要访问的资源的信息，例如URL、请求方法（如GET、POST）、请求头等。服务器接收到请求后，根据请求的内容进行处理，并生成一个响应，响应包含了要返回给客户端的数据，以及响应头信息等。

这种请求-响应模式使得客户端和服务器之间的通信变得简单明了。客户端只需要发送请求并等待服务器的响应，而服务器只需要处理请求并返回相应的数据。

• 无连接：

无连接的含义是限制每次连接只处理一个请求。服务器处理完客户的请求，并收到客户的应答后，即断开连接。采用这种方式可以节省传输时间。

早期这么做的原因是HTTP协议产生于互联网，因此服务器需要处理同时面向全世界数十万、上百万客户端的网页访问，但每个客户端(即浏览器)与服务器之间交换数据的间歇性较大(即传输具有突发性、瞬时性)，并且网页浏览的联想性、发散性导致两次传送的数据关联性很低，大部分通道实际上会很空闲、无端占用资源。因此HTTP的设计者有意利用这种特点将协议设计为请求时建连接、请求完释放连接，以尽快将资源释放出来服务其他客户端。

随着时间的推移，网页变得越来越复杂，里面可能嵌入了很多图片，这时候每次访问图片都需要建立一次TCP连接就显得很低效。后来，Keep-Alive被提出用来解决这效率低的问题。

Keep-Alive功能使客户端到服务器端的连接持续有效，当出现对服务器的后继请求时，Keep-Alive功能避免了建立或者重新建立连接。市场上的大部分Web服务器，包括iPlanet、IIS和Apache，都支持HTTP Keep-Alive。对于提供静态内容的网站来说，这个功能通常很有用。但是，对于负担较重的网站来说，这里存在另外一个问题：虽然为客户保留打开的连接有一定的好处，但它同样影响了性能，因为在处理暂停期间，本来可以释放的资源仍旧被占用。当Web服务器和应用服务器在同一台机器上运行时，Keep-Alive功能对资源利用的影响尤其突出。

这样一来，客户端和服务器之间的HTTP连接就会被保持，不会断开（超过Keep-Alive规定的时间，意外断电等情况除外），当客户端发送另外一个请求时，就使用这条已经建立的连接。

• 无状态：

无状态是指协议对于事务处理没有记忆能力，服务器不知道客户端是什么状态。即我们给服务器发送HTTP请求之后，服务器根据请求，会给我们发送数据过来，但是，发送完，不会记录任何信息。

HTTP是一个无状态协议，这意味着每个请求都是独立的，Keep-Alive没能改变这个结果。

缺少状态意味着如果后续处理需要前面的信息，则它必须重传，这样可能导致每次连接传送的数据量增大。另一方面，在服务器不需要先前信息时它的应答就较快。

HTTP协议这种特性有优点也有缺点，优点在于解放了服务器，每一次请求“点到为止”不会造成不必要连接占用，缺点在于每次请求会传输大量重复的内容信息。

客户端与服务器进行动态交互的Web应用程序出现之后，HTTP无状态的特性严重阻碍了这些应用程序的实现，毕竟交互是需要承前启后的，简单的购物车程序也要知道用户到底在之前选择了什么商品。于是，两种用于保持HTTP连接状态的技术就应运而生了，一个是Cookie，而另一个则是Session。

2. HTTP工作原理

建立TCP连接：客户端发起HTTP请求时，首先需要建立TCP连接。TCP协议提供了可靠的连接，确保数据的可靠传输。客户端通过三次握手与服务器建立连接。

发送HTTP请求：一旦TCP连接建立，客户端就可以发送HTTP请求给服务器。HTTP请求包括请求方法（如GET、POST）、请求URL、请求头部信息和请求体（对于POST请求）等。

服务器响应：服务器接收到HTTP请求后，会根据请求的内容进行处理，并生成HTTP响应。HTTP响应包括响应状态码、响应头部信息和响应体等。

数据传输：服务器将HTTP响应通过TCP连接发送给客户端。TCP协议会将数据分割成小的数据包，并确保它们按正确的顺序到达客户端。

关闭连接：当服务器发送完整个HTTP响应后，TCP连接可以关闭。客户端和服务器都可以主动关闭连接，或者通过Keep-Alive机制保持连接以便进行后续请求。

3. 请求报文

HTTP协议的请求报文由请求行、请求头、空行和请求体组成。下面是一个HTTP请求报文的示例：

GET /index.html HTTP/1.1
Host: www.example.com
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/92.0.4515.107 Safari/537.36
Accept-Language: en-US,en;q=0.9
Connection: keep-alive

请求数据

• 请求行包含了请求的方法、请求的URL和HTTP协议版本。在上面的示例中，请求行为GET /index.html HTTP/1.1，表示使用GET方法请求/index.html页面。

• 请求头包含了一系列的键值对，每个键值对占据一行。请求头提供了关于请求的附加信息。在上面的示例中，请求头包括了Host、User-Agent、Accept-Language和Connection等。

• 请求头和请求体之间必须有一个空行来表示它们的分隔。

• 请求体是可选的，通常在使用POST等方法时才会包含请求体。请求体中可以包含需要发送给服务器的数据。

4. 响应报文

HTTP协议的响应报文由状态行、响应头、空行和响应体组成。下面是一个HTTP响应报文的示例：

HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: text/html
Content-Length: 1234
Server: Apache/2.4.41 (Unix)
Date: Tue, 06 Jul 2023 12:34:56 GMT

响应数据

• 状态行包含了HTTP协议的版本、状态码和状态消息。在上面的示例中，状态行为HTTP/1.1 200 OK，表示响应状态码为200，表示请求成功。

• 响应头包含了一系列的键值对，每个键值对占据一行。响应头提供了关于响应的附加信息。在上面的示例中，响应头包括了Content-Type、Content-Length、Server和Date等。

• 响应头和响应体之间必须有一个空行来表示它们的分隔。

• 响应体包含了服务器返回的实际数据。