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前端http協議的理解

職場 更新时间:2024-07-23 14:24:14

最近我在做前端面試題總結系列,感興趣的朋友可以添加關注,歡迎指正、交流。

争取每個知識點能夠多總結一些,至少要做到在面試時,針對每個知識點都可以侃起來,不至于啞火。

前端http協議的理解(前端)1

前言

HTTP 各版本之間的區别也是一個面試常見問題。

HTTP 發展至今,總共經曆了四個版本——HTTP 0.9、HTTP 1.0、HTTP 1.1、HTTP 2.0 。接下來,我們分别看一下,各個版本給 HTTP 帶來了什麼改變。

HTTP 0.9

HTTP 0.9 是最早發布出來的一個版本,于1991年發布。

它隻接受 GET 一種請求方法,沒有在通訊中指定版本号,且不支持請求頭。由于該版本不支持 POST 方法,因此客戶端無法向服務器傳遞太多信息。

HTTP 0.9 具有典型的無狀态性,每個事務獨立進行處理,事務結束時就釋放這個連接。HTTP 協議的無狀态特點在其第一個版本中已經成型。

HTTP 1.0

HTTP 1.0是HTTP協議的第二個版本,于1996年發布,如今仍然被廣泛使用,尤其是在代理服務器中。

這是第一個在通訊中指定版本号的HTTP協議版本,具有以下特點:

  • 不僅僅支持 GET 命令,還支持 POST 和 HEAD 等請求方法。
  • HTTP 的請求和回應格式也發生了變化,除了要傳輸的數據之外,每次通信都包含頭信息,用來描述一些信息。
  • 不再局限于 0.9 版本的純文本格式根據頭信息中的 Content-Type 屬性,可以支持多種數據格式,這使得互聯網不僅僅可以用來傳輸文字,還可以傳輸圖像、音頻、視頻等二進制文件。
  • 開始支持cache,就是當客戶端在規定時間内訪問同一網站,直接訪問cache即可。
  • 其他的新增功能還包括狀态碼(status code)、多字符集支持、多部分發送(multi-part type)、權限(authorization)、緩存(cache)、内容編碼(content encoding)等。

1.0 版本的工作方式是每次 TCP 連接隻能發送一個請求,當服務器響應後就會關閉這次連接,下一個請求需要再次建立 TCP 連接。 TCP 連接的建立成本很高,因為需要客戶端和服務器三次握手,并且開始時發送速率較慢(slow start)。

HTTP 1.0 版本的性能比較差。随着網頁加載的外部資源越來越多,這個問題就愈發突出了。為了解決這個問題,有些浏覽器在請求時,即在請求頭部加上 Connection 字段:

前端http協議的理解(前端)2

這個字段要求服務器不要關閉TCP連接,以便其他請求複用。服務器同樣回應這個字段。

一個可以複用的TCP連接就建立了,直到客戶端或服務器主動關閉連接。但是,這不是一個标準字段,不同實現的行為可能不一緻,因此不是根本的解決辦法。

HTTP 1.1

默認采用持續連接(Connection: keep-alive),能很好地配合代理服務器工作。

前端http協議的理解(前端)3

還支持以管道方式在同時發送多個請求,以便降低線路負載,提高傳輸速度。

HTTP 1.1 具有以下特點:

  • 引入了持久連接(persistent connection)即 TCP 連接默認不關閉,可以被多個請求複用,不用聲明 Connection: keep-alive。客戶端和服務器發現對方一段時間沒有活動,就可以主動關閉連接。不過,規範的做法是,客戶端在最後一個請求時,發送 Connection: close,明确要求服務器關閉 TCP 連接。
  • 加入了管道機制在同一個 TCP 連接裡,允許多個請求同時發送,增加了并發性,進一步改善了 HTTP 協議的效率。舉例來說,客戶端需要請求兩個資源。以前的做法是,在同一個 TCP 連接裡面,先發送 A 請求,然後等待服務器做出回應,收到後再發出 B 請求。管道機制則是允許浏覽器同時發出 A 請求和 B 請求,但是服務器還是按照順序,先回應 A 請求,完成後再回應 B 請求。一個 TCP 連接現在可以傳送多個回應,勢必就要有一種機制,區分數據包是屬于哪一個回應的。這就是 Content-length 字段的作用,聲明本次回應的數據長度。
  • 分塊傳輸編碼使用 Content-Length 字段的前提條件是,服務器發送回應之前,必須知道回應的數據長度。對于一些很耗時的動态操作來說,這意味着,服務器要等到所有操作完成,才能發送數據,顯然這樣的效率不高。更好的處理方法是,産生一塊數據,就發送一塊,采用"流模式"(stream)取代"緩存模式"(buffer)。因此,HTTP 1.1 版本規定可以不使用 Content-Length 字段,而使用"分塊傳輸編碼"(chunked transfer encoding)。隻要請求或回應的頭信息有 Transfer-Encoding 字段,就表明回應将由數量未定的數據塊組成。
  • 新增了請求方式 PUT、PATCH、OPTIONS、DELETE 等。
  • 客戶端請求的頭信息新增了 Host 字段,用來指定服務器的域名。
  • HTTP 1.1 支持文件斷點續傳,RANGE:bytes,HTTP 1.0 每次傳送文件都是從文件頭開始,即 0 字節處開始。RANGE:bytes=XXXX 表示要求服務器從文件 XXXX 字節處開始傳送,斷點續傳。即返回碼是 206(Partial Content)
HTTP/2.0

這也是最新的 HTTP 版本,于 2015 年 5 月作為互聯網标準正式發布。

它具有以下特點:

  • 二進制協議HTTP 1.1 版的頭信息肯定是文本(ASCII 編碼),數據體可以是文本,也可以是二進制。HTTP 2.0 則是一個徹底的二進制協議,頭信息和數據體都是二進制,并且統稱為"幀"(frame):頭信息幀和數據幀。
  • 多工HTTP 2.0 複用 TCP 連接,在一個連接裡,客戶端和浏覽器都可以同時發送多個請求或回應,而且不用按照順序一一對應,這樣就避免了"隊頭堵塞"(HTTP 2.0 使用了多路複用的技術,做到同一個連接并發處理多個請求,而且并發請求的數量比 HTTP 1.1大了好幾個數量級)。舉例來說,在一個 TCP 連接裡面,服務器同時收到了 A 請求和 B 請求,于是先回應 A 請求,結果發現處理過程非常耗時,于是就發送 A 請求已經處理好的部分, 接着回應 B 請求,完成後,再發送 A 請求剩下的部分。
  • 頭信息壓縮HTTP 協議不帶有狀态,每次請求都必須附上所有信息。所以,請求的很多字段都是重複的,比如 Cookie 和 User Agent,一模一樣的内容,每次請求都必須附帶,這會浪費很多帶寬,也影響速度。HTTP 2.0 對這一點做了優化,引入了頭信息壓縮機制(header compression)。一方面,頭信息使用 gzip 或c ompress 壓縮後再發送;另一方面,客戶端和服務器同時維護一張頭信息表,所有字段都會存入這個表,生成一個索引号,以後就不發送同樣字段了,隻發送索引号,這樣就提高速度了。
  • 服務器推送HTTP 2.0 允許服務器未經請求,主動向客戶端發送資源,這叫做服務器推送(server push)。意思是說,當我們對支持 HTTP 2.0 的 web server 請求數據的時候,服務器會順便把一些客戶端需要的資源一起推送到客戶端,免得客戶端再次創建連接發送請求到服務器端獲取。這種方式非常合适加載靜态資源。 服務器端推送的這些資源其實存在客戶端的某處地方,客戶端直接從本地加載這些資源就可以了,不用走網絡,速度自然是快很多的。
總結

HTTP/0.9:功能撿漏,隻支持GET方法,隻能發送HTML格式字符串。

HTTP/1.0:支持多種數據格式,增加POST、HEAD等方法,增加頭信息,每次隻能發送一個請求(無持久連接)

HTTP/1.1:默認持久連接、請求管道化、增加緩存處理、增加Host字段、支持斷點傳輸分塊傳輸等。

HTTP/2.0:二進制分幀、多路複用、頭部壓縮、服務器推送

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