一、HTTP协议基础
1.概念
HTTP ：超文本传输协议，基于TCP 、无状态、应用层协议，默认端口 80 ；HTTPS 加密版默认端口 443。
- 无状态：服务端不记录客户端历史请求，靠 Cookie/Session/Token 维持会话。
- 版本区别：
- HTTP/1.1：主流，支持长连接、缓存、Host 头
- HTTP/2：二进制帧、多路复用、头部压缩
- HTTP/3：基于 QUIC (UDP)，低延迟、抗网络抖动
2.请求方法
| 方法 | 作用 | 幂等性 | 使用场景 |
|---|---|---|---|
| GET | 查询资源，参数拼在 URL | 幂等 | 浏览页面、查询接口 |
| POST | 提交数据、创建资源 | 非幂等 | 注册、发帖、表单提交 |
| PUT | 全量更新资源 | 幂等 | 修改整条数据 |
| DELETE | 删除资源 | 幂等 | 删除数据 |
| PATCH | 局部更新资源 | 非幂等 | 只修改部分字段 |
注：GET 和 POST 区别？
- 语义：GET 查询、POST 提交 / 创建；
- 数据位置：GET 参数拼接 URL，POST 放请求体；
- 缓存：GET 默认被浏览器缓存，POST 默认不缓存；
- 幂等性：GET 幂等，POST 非幂等；
- 长度限制：GET 受 URL 长度限制（浏览器 / 服务器限制），POST 无硬性限制；
- 书签 / 历史：GET 可收藏，POST 不行；
- 安全：都为明文，GET 参数暴露在地址栏，相对更不安全
3.状态码
-
1xx 信息、2xx 成功、3xx 重定向、4xx 客户端错误、5xx 服务端错误。
-
重点状态码：
204 No Content：成功无响应体，常用于删除接口；301/302/307/308区别：永久 / 临时重定向、是否保留请求方法；304 Not Modified：协商缓存命中，关联缓存机制；401 vs 403：401 未认证（未登录 / 无 token），403 已认证但权限不足；404/405/408/409场景：资源不存在、请求方法不允许、请求超时、资源冲突；500/502/503/504（线上故障核心 ）- 500：应用代码异常、业务报错；
- 502 Bad Gateway：网关/代理（Nginx）收到后端无效响应，后端服务宕机 / 崩溃；
- 503 Service Unavailable：服务不可用（限流、宕机、维护、过载）；
- 504 Gateway Timeout：网关超时，后端接口执行太慢。
二、工作原理
1. 完整通信流程
HTTP 是应用层协议 ，基于 TCP 传输，采用客户端 - 服务端（C/S）模型、请求 - 应答模式、无状态通信。
(1) 依赖的底层协议------传输层TCP（HTTP/1.x 标配）
HTTP 本身不负责传输数据 ，只定义数据格式和交互规则，真正传输靠 TCP
- TCP 是面向连接、可靠、字节流协议，传输前必须建立连接。
- 默认端口：HTTP 80， HTTPS（HTTP+TLS 加密）443
- 核心保障：丢包重传、顺序重组、拥塞控制，保证 HTTP 报文完整送达。
补充：HTTP/3 改用 QUIC（基于 UDP），牺牲部分传统可靠机制，换取低延迟、抗弱网。
(2) 核心特性：无状态
- 定义：服务端不会记录客户端的上一次请求信息，每一次 HTTP 请求都是独立的。
- 问题：无法识别同一用户（比如登录后刷新页面又要重登）。
- 解决方案：
Cookie、Session、Token、JWT 等会话技术。
(3) 完整通信流程
以浏览器访问网页为例，完整链路从「输入网址」到「页面展示」全过程：
步骤 1：DNS 域名解析
浏览器输入域名（如 www.baidu.com），域名无法直接用于 TCP 连接，需要解析为IP 地址：
- ① 先查浏览器缓存 → 系统缓存 → 本地 hosts 文件
- ② 未命中则向DNS 服务器发起查询
- ③ 最终拿到目标服务器 IP
步骤 2：TCP 三次握手，建立连接
客户端（浏览器）和服务端通过 TCP 建立可靠连接（HTTP/1.1 默认长连接）：
- 三次握手目的：双方确认收发能力正常，建立通信通道。
- 连接建立后，通道可复用（长连接），不用每次请求都重连。
步骤 3：客户端构造 & 发送 HTTP 请求报文
浏览器按照 HTTP 协议规则，组装请求报文，通过 TCP 通道发给服务端。
请求报文有四部分：
- 请求行 ：请求方法 + 资源路径 + 协议版本。如
GET /index.html HTTP/1.1 - 请求头（Request Headers） ：客户端附加信息。如
Host（目标域名）、User-Agent（浏览器 / 设备）、Cookie、Content-Type、缓存字段等。 - 空行：分隔请求头与请求体（协议强制）
- 请求体（Body）：仅 POST/PUT/PATCH 等方法使用，存放提交的表单、JSON、文件等数据。
步骤 4：服务端接收 & 处理请求
- Web 服务器（Nginx/Apache/Tomcat）监听 80/443 端口，接收报文。
- 解析请求行、请求头、请求体，识别：请求方法、访问路径、客户端身份、参数。
- 业务层处理：查询数据库、执行接口逻辑、读取静态文件等。
步骤 5：服务端构造 & 返回 HTTP 响应报文
处理完成后，服务端组装响应报文回传给客户端，结构同样分四部分：
- 状态行 ：协议版本 + 状态码 + 状态描述 示例：
HTTP/1.1 200 OK - 响应头（Response Headers） ：服务端附加信息。如：
Server、Set-Cookie、Cache-Control、Content-Type、跨域配置等 - 空行：分隔响应头与响应体
- 响应体（Body）：核心数据，HTML、CSS、JS、JSON、图片、视频等资源
步骤 6：客户端解析响应，渲染页面
- 浏览器解析状态码：判断请求是否成功、是否需要重定向。
- 解析响应体：
- 若是 HTML：逐行解析，再依次请求页面内引用的 CSS、JS、图片等静态资源（每个资源单独发起 HTTP 请求）。
- 若是 JSON：交给前端 JS 逻辑处理。
- 最终渲染出完整页面。
步骤 7：TCP 四次挥手，断开连接
- 短连接（HTTP/1.0 默认）：一次请求响应完成，立即四次挥手断开 TCP 连接。
- 长连接（HTTP/1.1 默认）：连接会保留一段时间，复用通道处理多个请求；空闲超时后，双方四次挥手断开连接。
2.长连接 & 短连接（HTTP 核心交互模式）
(1) 短连接（HTTP/1.0）
- 规则：一次请求 → 一次响应 → 立即断开 TCP。
- 缺点：频繁建立 / 断开 TCP（三次握手 + 四次挥手），开销大，访问多资源时性能差。
(2) 长连接（HTTP/1.1 主流）
- 标识：请求头 / 响应头携带
Connection: keep-alive - 规则：TCP 连接建立后，在超时时间内可连续传输多个 HTTP 请求 / 响应，不用重复建连。
- 超时机制：服务端默认设置空闲超时（一般几秒～几十秒），无新请求则自动断开。
- 优势：大幅减少 TCP 握手开销，提升访问速度。
(3) 管线化（HTTP/1.1 附加能力）
长连接下，客户端可连续发送多个请求 ，不用等上一个响应返回；但服务端必须按请求顺序返回响应，存在队头阻塞问题。
3. HTTPS 工作原理（HTTP + 安全层）
HTTP 明文传输，数据易被窃听、篡改、劫持，HTTPS 在 HTTP 和 TCP 之间增加 TLS/SSL 加密层：
- 端口：443
- 核心流程：
- ①TCP 三次握手建立连接。
- ②TLS 握手：协商加密算法、交换公钥、验证证书合法性（防伪造）。
- ③双方使用对称加密传输 HTTP 报文（加密后密文，无法窃听篡改）。
- ④通信结束，断开 TLS + TCP 连接。
- 特点：安全，但比纯 HTTP 多一次 TLS 握手，略微增加延迟
4. 主流版本核心差异（原理层面）
HTTP/1.0：
- 默认短连接，无统一缓存规范，不支持 Host 头。
- 一个 TCP 连接只处理一个请求。
HTTP/1.1（目前最广泛）：
- 默认长连接，完善缓存机制、状态码、请求头。
- 支持管线化，但存在队头阻塞（一个请求慢，后面全部阻塞）。
HTTP/2：
- 改用二进制帧传输（替代文本格式），解析更快。
- 多路复用：一个 TCP 连接并行处理多个请求，彻底解决队头阻塞。
- 头部压缩、服务器主动推送资源。
HTTP/3：
- 底层抛弃 TCP，使用 QUIC 协议（UDP）。
- 0-RTT 握手、连接迁移、彻底解决 TCP 层队头阻塞，弱网 / 移动网络体验最优。
5. 无状态的落地实现
前面提到 HTTP 无状态，行业主流解决方案：
- Cookie ：存储在客户端浏览器 ，由服务端通过
Set-Cookie下发，每次请求自动携带。 - Session ：数据存在服务端，客户端只存一个 SessionID（一般放在 Cookie 里）。
- Token/JWT：令牌串，客户端存储，请求头手动携带，适合前后端分离、跨端、分布式服务