HTTP？HTTPS？HTTP2.0

Http

HTTP（HyperText Transfer Protocol，超文本传输协议）是一种用于分布式、协作式、超媒体信息系统的应用层协议。它基于TCP/IP通信协议来传递数据，如HTML文件、图片文件等。以下是HTTP的详细解析：

一、HTTP的基本概述

定义：HTTP是一种用于从网络传输超文本到本地浏览器的传输协议，它定义了客户端与服务器之间请求和响应的格式。
版本：HTTP有多个版本，包括HTTP/1.0、HTTP/1.1、HTTP/2和HTTP/3。每个版本都在前一版本的基础上进行了改进和增强。

特点：HTTP是无连接的，即每次连接只处理一个请求，服务器处理完客户请求并收到客户的应答后，就断开连接；HTTP是无状态的，即HTTP协议对事务处理没有记忆能力；HTTP是媒体独立的，只要客户端和服务器知道如何处理数据内容，任何的数据内容都可以通过HTTP传送。

二、HTTP的工作流程

HTTP的工作流程通常包括以下几个步骤：

建立连接：客户端与服务器之间建立连接，这通常基于TCP/IP协议。在HTTP/2和HTTP/3中，则使用了更先进的传输层协议。
发送请求：客户端向服务器发送请求，请求中包含要访问的资源的URL、请求方法（如GET、POST、PUT、DELETE等）、请求头以及可选的请求体。
处理请求：服务器接收到请求后，根据请求中的信息找到相应的资源，执行相应的处理操作。
发送响应：服务器将处理后的结果封装在响应中，并将其发送回客户端。响应包含状态码、响应头以及可选的响应体。
关闭连接：在完成请求-响应周期后，客户端和服务器之间的连接可以被关闭，除非使用了持久连接（如HTTP/1.1中的keep-alive）。

三、HTTP的请求与响应

1. HTTP请求

HTTP请求由以下几个部分组成：

请求行：包含请求方法、请求的URL和HTTP协议版本。
请求头：包含请求的附加信息，如Accept、User-Agent、Connection等。
空行：用于分隔请求头和请求体。
请求体：可选的，对于POST或PUT请求，请求体中包含要发送给服务器的数据。

2. HTTP响应

HTTP响应也由以下几个部分组成：

状态行：包含HTTP协议版本、状态码和状态消息。状态码用于指示请求的成功或失败。
响应头：包含响应的附加信息，如Content-Type、Content-Length、Date等。
空行：用于分隔响应头和响应体。
响应体：可选的，包含服务器返回给客户端的数据，如HTML页面、图像数据等。

四、HTTP的请求方法

HTTP定义了一组请求方法，以表明要对给定资源执行的操作。常见的请求方法包括：

GET：请求一个指定资源的表示形式。
POST：将实体提交到指定的资源，通常会导致服务器上的状态变化或副作用。

PUT：向服务器上传资源，通常用于更新已存在的资源或创建新的资源。
DELETE：删除指定的资源。
HEAD：请求一个与GET请求的响应相同的响应头，但没有响应体。
OPTIONS：请求服务器返回支持的HTTP方法和其他选项。
TRACE：回显服务器收到的请求，主要用于测试或诊断。
PATCH：用于对资源应用部分修改。

五、HTTP状态码

HTTP状态码由三个十进制数字组成，用于指示请求的成功或失败。常见的状态码类型包括：

1xx（信息性状态码）：表示接收的请求正在处理。
2xx（成功状态码）：表示请求正常处理完毕。
3xx（重定向状态码）：需要后续操作才能完成这一请求。
4xx（客户端错误状态码）：表示请求包含语法错误或无法完成。
5xx（服务器错误状态码）：服务器在处理请求的过程中发生了错误。

六、HTTPS与HTTP的区别

HTTPS（Hypertext Transfer Protocol Secure）是HTTP的安全版本，它在HTTP下增加了SSL/TLS协议，提供了数据加密、完整性校验和身份验证。HTTPS和HTTP的主要区别包括：

端口号：HTTP通常使用端口80，而HTTPS通常使用端口443。
安全性：HTTP是明文传输，而HTTPS是加密传输，更加安全。
性能：由于加密和解密过程，HTTPS可能会增加CPU的使用率和延迟，

Http1与HTTP2

http1.0与http1.1

http1.0：每次请求都需要重新建立tcp连接，请求完后立即断开与服务器连接，这很大程度造成了性能上的缺陷，http1.0被抱怨最多的就是连接无法复用。
http1.1：引入了长连接（keep-alive），相较于1.0减少了连接和关闭的延迟，提高了效率，但是若干个请求还是需要串行排队处理，如果一旦某个请求超时，后面的就会被阻塞，也就是常说的线头阻塞。

1. 传输格式

HTTP1：使用文本格式（通常是ASCII）来传输数据。这种文本格式虽然方便调试，但解析起来可能不够高效，且可能因为编码问题导致解析错误。
HTTP2：引入了二进制格式传输数据。二进制格式不仅解析起来更高效，而且更加健壮，减少了因编码问题导致的错误。

2. 连接管理

HTTP1：在HTTP1.0中，每次请求都需要重新建立TCP连接，并在请求完成后立即断开连接。HTTP1.1虽然引入了长连接（keep-alive），但多个请求仍然需要串行排队处理，存在队头阻塞问题。
HTTP2：通过引入流（stream）和帧（frame）的概念，实现了多路复用。这意味着一个TCP连接可以同时承载多个请求和响应，大大提高了连接的利用率和效率。此外，HTTP2还解决了HTTP1中的队头阻塞问题，因为多个请求和响应可以并行处理。

3. 首部压缩

HTTP1：HTTP1.x的头部信息通常很大，且每次请求都会重复发送相同的头部信息，这浪费了带宽并增加了延迟。
HTTP2：通过HPACK算法对头部进行压缩，通讯双方各自缓存一份header请求头表，避免了重复的header传输，并显著减少了需要传输的头部数据量。这不仅节省了带宽，还提高了传输效率。

4. 服务器推送

HTTP1：不支持服务器主动推送资源。客户端需要明确请求所需的资源，然后服务器才会响应这些请求。
HTTP2：支持服务器推送（server push）功能。当客户端请求某个资源时，服务器可以预测并主动推送与该资源相关的其他资源，而无需客户端再次发起请求。这可以减少延迟并提高页面加载速度。

5. 性能提升

HTTP2：通过上述的改进（如二进制格式、多路复用、首部压缩和服务器推送），HTTP2在性能上有了显著提升。它不仅减少了延迟和带宽消耗，还提高了网页的加载速度和用户体验。

综上所述，HTTP2相比HTTP1在传输格式、连接管理、首部压缩、服务器推送和性能提升等方面都有显著的优势。这些优势使得HTTP2成为现代Web开发中不可或缺的一部分。在前端面试中，了解这些区别有助于更好地理解HTTP协议的发展趋势和前端性能优化的策略。

一次完整的HTTP请求所经历的步骤

1. URL输入与解析

URL输入：用户在浏览器的地址栏中输入www.baidu.com并按下回车键。
URL解析：浏览器检查输入的URL是否合法且完整。如果不完整，浏览器会尝试补全（虽然对于www.baidu.com这样的常见网址，通常不需要补全）。如果URL不合法，浏览器可能会将其作为搜索条件提交给默认搜索引擎。

2. DNS域名解析

查询本地缓存：浏览器首先检查其缓存和本地hosts文件中是否有该域名的IP地址记录。
查询本地DNS服务器：如果本地缓存中没有找到，浏览器会向配置的本地DNS服务器发起查询请求。
递归查询：如果本地DNS服务器也没有该域名的记录，它会向根DNS服务器发起查询，并逐步向下（顶级域DNS服务器、权威DNS服务器）直到找到对应的IP地址。
获取IP地址：最终，DNS查询会返回www.baidu.com对应的IP地址（例如，220.181.27.48，但请注意IP地址可能会随时间变化）。

3. 建立TCP连接

三次握手：浏览器使用获得的IP地址和服务器默认的HTTP端口（通常是80端口，对于HTTPS则是443端口）进行TCP连接。TCP连接通过三次握手建立，确保双方通信的可靠性。
- 第一次握手：客户端发送SYN报文段到服务器，并进入SYN_SENT状态。
- 第二次握手：服务器收到SYN报文段后，发送SYN+ACK报文段给客户端，并进入SYN_RCVD状态。
- 第三次握手：客户端收到服务器的SYN+ACK报文段后，发送ACK报文段给服务器，然后进入ESTABLISHED状态，服务器收到ACK报文段后也进入ESTABLISHED状态，此时TCP连接建立成功。

4. 发送HTTP请求

构建HTTP请求报文：浏览器根据用户输入的URL和可能的查询参数等，构建HTTP请求报文。请求报文包括请求行（如GET / HTTP/1.1）、请求头（如Host: www.baidu.com、User-Agent: ...等）和请求体（对于GET请求，请求体通常为空）。
发送请求：浏览器通过TCP连接将HTTP请求报文发送给服务器。

5. 服务器处理请求并返回响应

处理请求：服务器收到HTTP请求后，根据其请求行和请求头等信息，处理请求并生成相应的响应数据。
构建HTTP响应报文：服务器构建HTTP响应报文，包括状态行（如HTTP/1.1 200 OK）、响应头（如Content-Type: text/html等）和响应体（如HTML文档）。
发送响应：服务器通过TCP连接将HTTP响应报文发送给浏览器。

6. 浏览器解析渲染页面

解析HTML：浏览器接收到HTTP响应后，首先解析HTML文档，构建DOM树。
解析CSS：浏览器接着解析CSS样式表，构建CSSOM树。
构建渲染树：浏览器将DOM树和CSSOM树合并成渲染树。
渲染页面：浏览器根据渲染树将页面绘制到屏幕上。

7. 断开TCP连接

四次挥手：HTTP/1.1中，默认情况下会保持TCP连接（即使用长连接），以便在同一连接上发送多个请求和响应。然而，当不需要再发送请求时，TCP连接会通过四次挥手来优雅地关闭。
- 第一次挥手：客户端发送FIN报文段给服务器，并进入FIN_WAIT_1状态。
- 第二次挥手：服务器收到FIN报文段后，发送ACK报文段给客户端，并进入CLOSE_WAIT状态。客户端收到ACK报文段后进入FIN_WAIT_2状态。
- 第三次挥手：服务器完成所有数据传输后，发送FIN报文段给客户端，并进入LAST_ACK状态。
- 第四次挥手：客户端收到FIN报文段后，发送ACK报文段给服务器，并进入TIME_WAIT状态。服务器收到ACK报文段后关闭连接，客户端在经过一段时间（通常是2MSL，即最大报文生存时间）后也关闭连接。