1.典型HTTP会话

在像HTTP这样的CS协议中，会话分为三阶段：

1. 客户端建立一条TCP连接（如果传输层不是TCP，也可以是其他连接）。
2. 客户端发送请求并等待应答。
3. 服务器处理请求并送回应答，回应包括一个状态码和对应的数据。

从HTTP/1.1开始，连接在完成第三阶段后不再关闭，客户端可以再次发起新的请求。第二步和第三步可以连续进行数次。

1.1.建立连接

在CS协议中，连接是由客户端建立的。在HTTP中打开连接意味着在底层传输层启动连接，通常是TCP。
使用TCP时HTTP服务器默认端口号为80。

1.2.发送客户端请求

一旦连接建立，用户代理可以发送请求。客户端请求由一系列文本指令组成，并使用CRLF分割，被划分为三个块：

1. 第一行包括请求方法及请求参数：
   • 文档路径，不包括协议和域名的绝对路径URL
   • 使用的HTTP协议版本
2. 接下来每行都表示一个HTTP首部，为服务器提供关于所需数据的信息（语言，MIME类型等）。
3. 最后一块是可选数据，有更多数据，主要被POST方法所使用

请求示例

import java.net.HttpURLConnection;
import java.net.URL;

public class HttpGetTest {
    public static void main(String[] args) {
        HttpURLConnection httpURLConnection = null;
        try {
            //1，获取要访问的地址
            URL url = new URL("http://example.org/");
            //2，得到HttpURLConnection对象
            httpURLConnection = (HttpURLConnection) url.openConnection();
            //3，设置请求参数
            //设置是否从httpurlconnection输出
            httpURLConnection.setDoOutput(false);
            //设置是否从httpurlconnection读入
            httpURLConnection.setDoInput(true);
            //设置请求方式，默认为get
            httpURLConnection.setRequestMethod("GET");
            //设置是否使用缓存
            httpURLConnection.setUseCaches(false);
            //设置httpurlconnection是否应该自动执行http重定向
            httpURLConnection.setInstanceFollowRedirects(false);
            //设置超时时间（毫秒）
            httpURLConnection.setConnectTimeout(3000);
            //连接
            httpURLConnection.connect();
            //4，获取响应状态码返回值responseCode
            int responseCode = httpURLConnection.getResponseCode();
            //5，设置响应显示
            if (responseCode == 200) {
                //响应正常
                System.out.println("状态码为：" + responseCode + "。响应正常");
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            //6，断开连接释放资源
            if (null != httpURLConnection) {
                try {
                    httpURLConnection.disconnect();
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

请求方法

HTTP定义一组请求方法用来指对目标资源的行为。一般是名词，但有时会叫HTTP动词。最常用的请求方法是GET和POST：

• GET方法请求指定的资源。GET请求应该只被用于获取数据。
• POST方法向服务器发送数据，因此会改变服务器状态。这个方法常在HTML表单中使用。

1.3.服务器响应结构

当收到用户代理发送的请求后，Web服务器会处理并送回响应。服务器响应也是由一系列文本组成，并使用CRLF分割，它们被划分为三个不同的块：

1. 第一行是状态行，包括使用的HTTP协议版本，状态码和一个状态描述（可读描述文本）。
2. 接下来每行表示一个HTTP首部，为客户端提供关于所发送数据的一些信息（类型，数据大小，使用的压缩算法，缓存指示等）。
3. 最后一块是数据块，包含了响应的数据（如果有的话）。

响应示例

一个成功的网页响应：

响应状态码

HTTP响应状态码用来表示一个HTTP请求是否成功完成。响应分五种类型：信息型响应，成功响应，重定向，客户端错误和服务端错误。其中最常见的是以下三个状态码：

• 200：OK，请求成功。
• 301：Moved Permanently。请求资源的URI已被改变。
• 404：Not Found。服务器无法找到请求的资源。

2.HTTP消息

HTTP消息是服务器和客户端之间交换数据的方式。有两种类型的消息：请求（requests），由客户端发送用来触发一个服务器上的动作；响应（responses），来自服务器的应答。
HTTP消息由采用ASCII编码的多行文本构成。在HTTP/1.1及早期版本中，这些消息通过连接公开地发送。在HTTP/2中，为了优化和性能方面的改进，曾经可人工阅读的消息被分到多个HTTP帧中。

HTTP/2二进制框架机制被设计为不需要改动任何API或配置文件即可应用：大体上对用户是透明的。
HTTP请求和响应具有相似的结构，由以下部分组成：

1. 一行起始行用于描述要执行的请求，或者是对应的状态，成功或失败。这个起始行总是单行的。
2. 一个可选的HTTP头集合指明请求或描述消息正文。
3. 一个空行指示所有关于请求的元数据已经发送完毕。
4. 一个可选的包含请求相关数据的正文（比如HTML表单内容），或者响应相关的文档。正文的大小有起始行的HTTP头来指定。

起始行和HTTP消息中的HTTP头统称为请求头，而其有效负载被称为消息正文。

2.1.HTTP请求

起始行

HTTP请求是由客户端发出的消息，用来使服务器执行动作。start-line包含三个元素：

1. HTTP方法，一个动词（GET/PUT/POST）或者一个名词（HEAD/OPTIONS），描述要执行的动作。
2. request target，通常是一个URL，或者是协议、端口和域名的绝对路径，通常以请求的环境为特征。请求的格式因不同的HTTP方法而异。可以是：
   • 绝对路径，末尾跟上一个?和查询字符串。这是最常见的，称为origin form，被GET/POST/HEAD/OPTIONS方法所使用。
     POST / HTTP/1.1
     GET /background.png HTTP/1.0
     HEAD /test.html?query=hello HTTP/1.1
     OPTIONS /test1.html HTTP/1.0
   • 一个完整的URL，称为absolute form，主要在使用GET方法连接到代理时使用。
     GET https://www.huawei.com HTTP/1.1
   • 由域名和可选端口（以’:'为前缀）组成的URL的authority component，称为authority form。仅在使用CONNECT建立HTTP隧道时才使用。
     CONNECT example.org:80 HTTP/1.1
   • 星号形式（asterisk form），一个简单的*，配合OPTIONS方法使用，代表整个服务器。OPTIONS * HTTP/1.1
3. HTTP版本（HTTP version），定义了剩余报文的结构，作为对期望的响应版本的指示符。

Headers

来自请求的HTTP headers遵循和HTTP header相同的基本结构：不区分大小写的字符串，紧跟着的冒号：和一个结构取决于header的值。整个header（包括值）由一行组成。
请求头可以分为几组：

1. General headers，例如via，适用于整个报文
2. Request headers，例如User-Agent，Accept-Type，通过进一步的定义（例如Accept-Language）或者给定上下文（例如Referer），或者进行有条件的限制（例如If-None）来修改请求。
3. Entity headers，例如Content-Length，适用于请求的body。显然，如果请求中没有任何body，则不会发送这样的头文件。

Body

请求的最后一部分是它的body。不是所有的请求都有一个body：例如获取资源的请求，GET，HEAD，DELETE和OPTIONS，通常它们不需要body。 有些请求将数据发送到服务器以便更新数据：常见的的情况是 POST 请求（包含 HTML 表单数据）。
body可以分两类：

1. Single-resource bodies，由一个单文件组成。该类型 body 由两个 header 定义： Content-Type 和 Content-Length.
2. Multiple-resource bodies，由多部分 body 组成，每一部分包含不同的信息位。通常是和 HTML Forms 连系在一起。

2.2.HTTP响应

状态行

HTTP响应的起始行被称为status line，包含以下信息：

1. 协议版本，通常为HTTP/1.1
2. status code，表明请求是成功或失败。常见状态码为200，404，302
3. status text，一个简短的，纯粹的信息，通过状态码的文本描述，帮助人们理解该 HTTP 消息。

一个典型的状态行看起来像这样：HTTP/1.1 404 Not Found。

Headers

响应的HTTP headers遵循和任何其它header相同的结构：不区分大小写的字符串，紧跟着的冒号:和一个结构取决于header类型的值。整个header（包括其值）表现为单行形式。
有许多响应头可用，这些响应头可以分为几组：

1. General headers，例如Via，适用于整个报文。
2. Response headers，例如Vary和Accept-Ranges，提供其它不符合状态行的关于服务器的信息。
3. Entity headers，例如Content-Length，适用于请求的body。显然，如果请求中没有任何 body，则不会发送这样的头文件。

Body

响应的最后一部分是body。不是所有的响应都有body：具有状态码(如 201 或 204)的响应，通常不会有body。
body大致可分为三类：

1. Single-resource bodies，由已知长度的单个文件组成。该类型body由两个header定义：Content-Type和Content-Length。
2. Single-resource bodies，由未知长度的单个文件组成，通过将Transfer-Encoding设置为chunked来使用chunks编码。
3. Multiple-resource bodies，由多部分body组成，每部分包含不同的信息段。但这是比较少见的。

2.3.HTTP/2帧

HTTP/1.x报文有一些性能上的缺点：

1. Header不像body，它不会被压缩。
2. 两个报文之间的header通常非常相似，但它们仍然在连接中重复传输。
3. 无法复用。当在同一个服务器打开几个连接时：TCP热连接比冷连接更加有效。

HTTP/2引入了一个额外的步骤：它将HTTP/1.x消息分成帧并嵌入到流(stream)中。数据帧和报头帧分离，这将允许报头压缩。将多个流组合，这是一个被称为多路复用(multiplexing)的过程，它允许更有效的底层TCP连接。

HTTP帧现在对Web开发人员是透明的。在HTTP/2中，这是一个在HTTP/1.1和底层传输协议之间附加的步骤。Web开发人员不需要在其使用的API中做任何更改来利用HTTP帧；当浏览器和服务器都可用时，HTTP/2将被打开并使用。

2.4.结论

HTTP报文是使用HTTP的关键；它们的结构简单，并且具有高可扩展性。HTTP/2帧机制是在HTTP/1.x语法和底层传输协议之间增加了一个新的中间层，而没有从根本上修改它，即它是建立在经过验证的机制之上。