cs-note/hhs/NETWORK/05-应用层协议/01-HTTP-1-1完全指南.md

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tags: [计算机网络, HTTP, HTTP/1.1, HTTP/2, HTTP/3, QUIC]
create time: 2026-05-18 02:30
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# HTTP/1.1 完全指南

## 概述

HTTP (HyperText Transfer Protocol) 是万维网的数据传输协议，从 Mosaic 浏览器的最初需求发展而来，至今仍是互联网上使用最广泛的协议之一。

## HTTP 消息结构

```
Request 示例:
POST /api/users HTTP/1.1                       ← Request Line
Host: api.example.com                          ← Headers
Content-Type: application/json                 ← Header
Content-Length: 42                             ← Header
Authorization: Bearer abc123                   ← Header
                                               ← Blank line separates headers from body
{"name": "Alice", "email": "alice@example.com"}  ← Body

Response 示例:
HTTP/1.1 201 Created                           ← Status Line
Date: Mon, 17 May 2026 02:30:00 GMT            ← Headers
Location: https://api.example.com/users/42     ← Header
Content-Type: application/json                 ← Header
Content-Length: 35                             ← Header

{"id": 42, "name": "Alice"}                    ← Body
```

### Request Line 格式

```
METHOD SP Request-URI SP HTTP-Version CRLF
```

### 常用 Method

| Method | 安全(Safe)? | 幂等(Idempotent)? | 含义 |
|--------|-----------|------------------|------|
| GET | ✅ | ✅ | 获取资源 |
| HEAD | ✅ | ✅ | 只获取响应头 |
| POST | ❌ | ❌ | 提交数据创建新资源 |
| PUT | ❌ | ✅ | 替换整个资源 |
| PATCH | ❌ | ❌ | 部分更新资源 |
| DELETE | ❌ | ✅ | 删除资源 |
| OPTIONS | ✅ | ✅ | 查询服务器支持的 Method |
| CONNECT | N/A | N/A | 建立隧道(代理/HTTPS) |
| TRACE | ✅ | ✅ | 回显收到的请求(调试) |

### 常见 Status Code

| 类别 | 含义 | 举例 |
|------|------|------|
| 1xx | 信息性 | 100 Continue, 101 Switching Protocols |
| 2xx | 成功 | 200 OK, 201 Created, 204 No Content |
| 3xx | 重定向 | 301 Moved Permanently, 302 Found, 304 Not Modified |
| 4xx | 客户端错误 | 400 Bad Request, 401 Unauthorized, 403 Forbidden, 404 Not Found, 429 Too Many Requests |
| 5xx | 服务端错误 | 500 Internal Server Error, 502 Bad Gateway, 503 Service Unavailable |

## Keep-Alive（持久连接）— HTTP/1.1 默认行为

HTTP/1.1 中 `Connection: keep-alive` 是默认的——一个 TCP 连接可承载多个 HTTP 请求/响应：

```
单一 TCP 连接上的多次请求:

TCP Established ✅

Client → Server: GET /page1.html
Server → Client: 200 + HTML

Client → Server: GET /style.css
Server → Client: 200 + CSS

Client → Server: GET /app.js
Server → Client: 200 + JS

Client → Server: Connection: close  (或超时自动关闭)
Server → Client: ACK → TCP FIN
```

**好处：** 避免每次请求都进行三次握手 (+TLS 四次握手)。

### Pipeline（管道化）— HTTP/1.1 的未启用功能

理论上可以在同一个连接上**不等待前一个响应就发送下一个请求**：

```
Client 连续发三个请求:
GET /a    ← 不等响应
GET /b
GET /c

Server 必须按顺序返回:
200 /a
200 /b
200 /c
```

**为什么几乎没人用？**
- Server 端实现复杂且 Bug 多
- 一旦某个响应阻塞，后续所有响应都被卡住（HoL blocking）
- HTTP/2 的多路复用彻底解决了这个问题

## Chunked Transfer Encoding

当不知道 Content-Length 时（如流式生成内容），使用 chunked 编码：

```
HTTP/1.1 200 OK
Transfer-Encoding: chunked

5\r\n\r\nHello\r\n      ← 5 bytes of data: "Hello"
7\r\n\r\n World!\r\n    ← 7 bytes: " World!"
0\r\n\r\n               ← 终止 chunk
```

```go
// Go net/http 中自动使用 chunked
w.Header().Set("Transfer-Encoding", "chunked")
w.Write([]byte("part 1"))
w.Write([]byte("part 2"))
w.WriteHeader(200) // WriteHeader 必须在 Write 之后才生效 chunked
```

## Go 中的 HTTP 客户端实践

```go
package main

import (
    "fmt"
    "io"
    "net/http"
    "time"
)

func main() {
    client := &http.Client{
        Timeout: 10 * time.Second,
        Transport: &http.Transport{
            MaxIdleConns:        100,
            MaxIdleConnsPerHost: 10,
            IdleConnTimeout:     90 * time.Second,
        },
    }

    resp, err := client.Get("https://example.com")
    if err != nil {
        panic(err)
    }
    defer resp.Body.Close()

    io.Copy(os.Stdout, resp.Body)
}
```

## 关联笔记

- [[hhs/NETWORK/HTTP/2多路复用]] — HTTP/2 如何解决 HTTP/1.1 的问题
- [[hhs/NETWORK/HTTP/3与QUIC]] — 基于 UDP 的下一代 HTTP
- [[hhs/NETWORK/TCP三次握手与四次挥手]] — HTTP 依赖的底层 TCP 连接