【面试八股总结】超文本传输协议HTTP（二）

参考资料 ：小林Coding、阿秀、代码随想录 

一、HTTP缓存技术

将资源（如网页、图像、脚本等）的副本存储在客户端或中间代理服务器上，以便将来的请求可以直接从缓存中获取，而不必重新从服务器下载资源。这有助于减少网络延迟，提高页面加载速度，并减轻服务器的负担。

HTTP 缓存有两种实现方式，分别是强制缓存和协商缓存。

1. 强制缓存

        浏览器判断请求的⽬标资源是否有效命中强缓存，如果命中，则可以直接从内存中读取⽬标资源，⽆需与服务器做任何通讯。

       强缓存是利用下面两个 HTTP 响应头部（Response Header）字段实现的，它们都表示资源在客户端缓存的有效期：

• Cache-Control ： http1.1 中增加该字段，使⽤ max-age 指令，可以设置资源在缓存中的最⻓有效时间，单位为秒。
• Expires ：设置⼀个强缓存时间，此时间范围内，从内存中读取缓存并返回。

Cache-Control 的优先级高于 Expires 

2. 协商缓存

       与强制缓存不同，协商缓存依赖于客户端和服务器之间的交互，在协商缓存中，服务器在响应中提供了资源的⼀些标识信息，客户端在后续请求中通过这些信息来判断资源是否发⽣了变化，进⽽判断是否需要重新传输资源。

常用于协商缓存的⼀些头部字段:

1）ETag 和 If-None-Match

• ETag 是服务器为资源⽣成的唯⼀标识符，可以是根据⽂件内容计算出的哈希值。
• 客户端在请求头部的 If-None-Match 字段中携带上次响应的 ETag 值。
• 服务器比较请求中的 If-None-Match 值与当前资源的 ETag 值，如果匹配，表示资源未发⽣变化，返回状态码 304 Not Modified 。

2）Last-Modified 和 If-Modified-Since

• Last-Modified 是资源的最后修改时间，服务器在响应头部中返回
• 客户端在请求头部的 If-Modified-Since 字段中携带上次响应的 Last-Modified 时间。
• 服务器比较请求中的 If-Modified-Since 值与当前资源的 Last-Modified 值，如果请求时间早于资源的最后修改时间，表示资源未发生变化，返回状态码 304 Not Modified。

3. 缓存过期机制

max-age 指令出现在请求报⽂，并且缓存资源的缓存时间⼩于该指令指定的时间，表示该缓存未过期。

• max-age 指令出现在响应报⽂，表示缓存资源在缓存服务器中保存的时间。

• Expires ⾸部字段也可以⽤于告知缓存服务器该资源什么时候会过期。

在 HTTP/1.1 中，会优先处理 max-age 指令； 在 HTTP/1.0 中，max-age 指令会被忽略掉。

4. 禁用缓存

HTTP/1.1 通过 Cache-Control ⾸部字段来控制缓存。

• 禁止进行缓存 ：no-store 指令规定不能对请求或响应的任何⼀部分进⾏缓存。

• 强制确认缓存 ：no-cache 指令规定缓存服务器需要先向源服务器验证缓存资源的有效性，只有当缓存资源有效时才能使⽤该缓存 对客户端的请求进⾏响应

二、HTTP 版本更新

1. HTTP 1.0 和 HTTP 1.1 区别

	HTTP 1.1	HTTP 1.0
连接	支持长连接，每个TCP连接上可传送多个HTTP请求和响应，默认开启connection：Keep-Alive	默认为短连接，每次请求都需要建立一个TCP连接
缓存	则引⼊了更多的缓存控制策略例如 Entity tag / If-None-Match 等更多可供选择的缓存头来控制缓存策略	主要使⽤ If-Modified-Since/Expires 来做为缓存判断的标准
管道化	管道化使得请求能够“并⾏”传输，但是响应必须按照请求发出的顺序依次返回，性能在⼀定程度上得到了改善。	\
字段	增加Host字段，使得一个服务器能够用来创建多个Web站点。	\
状态码	增加24个错误状态响应码	\
带宽	在请求头引⼊了 range 头域，它允许只请求资源的某个部分，即返回码是 206（Partial Content）	存在⼀些浪费带宽的现象，例如客户端只是需要某个对象的⼀部分，⽽服务器却将整个对象送 过来了，并且不⽀持断点续传功能

2. HTTP 2.0 和 HTTP 1.1 区别

	HTTP 2.0	HTTP 1.1
传输格式	采用二进制，只认0/1组合，实现更加快，健壮性更加完整	解析是基于文本，文本表现形式多样，不利于健壮性考虑
多路复用	连接共享，一个请求对应一个ID，每个连接都可以有多个请求，接收方可以根据请求的ID将请求再次归属到不同的服务端请求中，极大提升效率。	\
Header压缩	通过encoder减少Header大小，通讯双方会各自缓存一份Header字段表，既避免重复Header传输，又减小了需要传输的大小。	Header带有大量信息，而且每次都要重复发送
服务端推送	把客户端所需要的资源伴随着index.html一起发送到客户端，省去了客户端重复请求的步骤。因为没有发起请求，建⽴连接等操作，所以静态资源通过服务器推送，可以极⼤的提升速度。	\

三、一次完整的HTTP请求/响应过程

1. 客户端连接到Web服务器

• HTTP客户端（通常是浏览器），与Web服务器的HTTP端口（默认为80）建立一个TCP套接字连接。

2. 发送HTTP请求

• 通过TCP套接字，客户端向Web服务器发送一个文本的请求报文。

3. 服务器接受请求并返回HTTP响应

• Web服务器解析请求，定位请求资源。服务器将资源副本写到TCP套接字，由客户端读取。

4. 释放TCP连接

• 若connection模式为close，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. 客户端浏览器解析HTML内容

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

四、在浏览器地址栏键入URL，按下回车之后会经历以下流程：

1. 浏览器向 DNS 服务器请求解析该 URL 中的域名所对应的 IP 地址;

2. 解析出 IP 地址后，根据该 IP 地址和默认端口 80，和服务器建立 TCP 连接;

3. 浏览器发出读取文件（ URL 中域名后面部分对应的文件）的 HTTP 请求，该请求报文作为 TCP 三次握手的第三个报文的数据发送给服务器;

4. 服务器对浏览器请求作出响应，并把对应的 HTML 文本发送给浏览器;

5. 释放 TCP 连接;

6. 浏览器将该 HTML 文本并显示内容。