HTTP请求生命周期

通过网上资料参考结合个人理解，这里对HTTP生命周期进行一个较为全面的介绍，也进一步加深自己的理解吧。

首先还是介绍一下计算机网络模型以及每层对应的设备和协议，如图其中TCP/IP五层模型结合了OSI参考模型和四层模型的优点，在网络模型中使用最广泛。在这里顺便复习一下TCP的三次握手和四次挥手。

传输控制协议（TCP，Transmission Control Protocol）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的全双工的传输层通信协议。Java中通过socket（套接字：IP地址+端口号）编程来建立TCP连接。

TCP三次握手：在建立TCP连接的时候，客户端和服务端需要总共发送三个数据包来确认连接的建立，在socket编程中，这一过程由客户端执行connect来触发，整个流程如下图所示：

第一次握手：Client将标志位SYN置为1，随机产生一个值seq=n，并将该数据包发送给Server，Client进入SYN_SENT状态，等待Server确认。

第二次握手：Server收到数据包后由标志位SYN=1知道Client请求建立连接，Server将标志位SYN和ACK都置为1，ack=n+1，随机产生一个值seq=k，并将该数据包发送给Client以确认连接请求，Server进入SYN_RCVD状态。

第三次握手：Client收到确认后，检查ack是否为n+1，ACK是否为1，如果正确则将标志位ACK置为1，ack=k+1，并将该数据包发送给Server，Server检查ack是否为K+1，ACK是否为1，如果正确则连接建立成功，Client和Server进入ESTABLISHED状态，连接建立。

TCP四次挥手：在断开一个TCP连接时，需要客户端和服务端总共发送4个数据包以确认连接的断开。在socket编程中，这一过程由客户端或服务端任一方执行close来触发，整个流程如图所示：

第一次挥手：Client发送一个FIN和seq=u，用来关闭Client到Server的数据传送，Client进入FIN_WAIT_1状态。

第二次挥手：Server收到FIN后，发送一个ack=u+1给Client，Server进入CLOSE_WAIT状态。

第三次挥手：Server发送一个FIN和seq=w，用来关闭Server到Client的数据传送，Server进入LAST_ACK状态。

第四次挥手：Client收到FIN后，Client进入TIME_WAIT状态，接着发送一个ack=w+1给Server，Server进入CLOSED状态，完成四次挥手。

接下来开始介绍HTTP请求的生命周期，从发起到如何被处理，以及摧毁的过程。

1.客户端（如浏览器）与web服务器建立连接

1.1键入域名，如www.baidu.com，浏览器通过DNS解析出对应的IP

1.2根据解析出的IP和web服务器端口（默认是80），建立TCP连接（三次握手）。

2.发送HTTP请求

2.1 一个HTTP请求报文由请求行（request line）、请求头部（headers）、空行（blank line）和请求数据（request body）4个部分组成。如图所示

2.2 请求行分为三个部分：请求方法、请求地址URL和HTTP协议版本，它们之间用空格分割。例如，GET /index.html HTTP/1.1。

2.2.1请求方法：这里主要介绍get和post

get：当客户端要读取服务端的文档，点击网页上的链接或者在地址栏输入网址时，默认都是使用get方法。通过get传递的数据直接放在地址中，所以get方式的请求一般不包含“请求内容”部分，请求数据以地址的形式表现在请求行。地址中‘？’之后的部分就是通过GET发送的请求数据，各个数据之间用‘&’符号隔开，显然这种方式不适合传送私密数据。此外，get在url中传送的参数是有限制的，对参数的数据类型，get只接受ASCII字符。

post：post方法将请求参数封装在HTTP请求数据中，以名称/值的形式出现，post对传送的数据大小没有限制，而且也不会显示在URL中。POST方式请求行中不包含数据字符串，这些数据保存在“请求内容”部分，各数据之间也是使用‘&’符号隔开。POST方式大多用于页面的表单中。此外，post对参数的数据类型没有限制。

2.2.2 URL：统一资源定位符，是一种资源位置的抽象唯一识别方法。

组成：<协议>://<主机>:<端口>/<路径> 格式如图：

2.2.3 协议版本：协议版本的格式为：HTTP/主版本号.次版本号，常用的有HTTP/1.0和HTTP/1.1

2.3 请求头部，组成和对应内容如图：

2.4 请求数据：post方法适用，get方法的请求数据直接放在URL中。

3.服务器接受请求并返回HTTP响应

HTTP响应报文由状态行（status line）、相应头部（headers）、空行（blank line）和响应数据（response body）4个部分组成，这里不再介绍各部分细节，有兴趣可自行百度。

4.释放TCP连接

若connection 模式为close，则服务器主动关闭TCP连接，客户端被动关闭连接，释放TCP连接;若connection 模式为keepalive，则该连接会保持一段时间，在该时间内可以继续接收请求；

5.客户端渲染解析HTML内容

客户端浏览器首先解析状态行，查看表明请求是否成功的状态代码。然后解析每一个响应头，响应头告知以下为若干字节的HTML文档和文档的字符集。客户端浏览器读取响应数据HTML，根据HTML的语法对其进行格式化，并在浏览器窗口中显示。

6.HTTP协议的其他补充

6.1基于请求——响应模式

HTTP协议规定,请求从客户端发出,最后服务器端响应该请求并返回。换句话说,先有客户端发起请求，再有服务器端发送响应，在没有接收到请求之前服务器端不会发送响应。

6.2 无状态保存

HTTP是一种不保存状态,即无状态(stateless)协议。HTTP协议自身不对请求和响应之间的通信状态进行保存。换而言之，HTTP协议对于发送过的请求或响应都不做持久化存储处理。

6.3 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，提高并发性能，不能和每个用户建立长久的连接，请求一次响应一次。但是无连接有两种方式，早期的http协议是一个请求一个响应之后，直接就断开了，但是现在的http协议1.1版本不是直接就断开了，而是等几秒钟，如果用户在这几秒钟之内有新的请求，那么还是通过之前建立的连接通道来收发消息，如果没有新的请求，那么就会断开连接，这样可以提高效率，减少短时间内建立连接的次数，因为建立连接也是耗时的。

7.例子（对HTTP请求完整流程的一个简单梳理，以浏览器访问百度首页为例）

(1) 浏览器获取输入的域名www.baidu.com
(2) 浏览器向DNS请求解析www.baidu.com的IP地址
(3) 域名系统DNS解析出百度服务器的IP地址
(4) 浏览器与该服务器建立TCP连接(默认端口号80)
(5) 浏览器发出HTTP请求，请求百度首页
(6) 服务器通过HTTP响应把首页文件发送给浏览器
(7) TCP连接释放
(8) 浏览器将首页文件进行解析，并将Web页显示给用户。

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