HTTP in iOS你看我就夠
本文是投稿文章,原文
HTTP屬于老話題了，在項目中我們經(jīng)常需要往服務(wù)端發(fā)POST或者GET請求，但是對于HTTP的了解不應(yīng)只局限于此。千里之行，始于足下。越想走的遠，基本原理就應(yīng)該了解的透徹全面一些，僅僅停留在使用ASIHttpRequest或者AFNetWorking傳個參數(shù)發(fā)個請求的程度上是不夠的。這篇文章就是帶你全方面回顧一下HTTP。
通過本文你能收獲哪些內(nèi)容：
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完整HTTP請求與響應(yīng)包含的必要元素
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HTTP不同版本之間的差異
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HTTP、Socket、TCP的區(qū)別(易混)
一、HTTP協(xié)議
HTTP本質(zhì)上是一種協(xié)議，全稱是Hypertext Transfer Protocol，即超文本傳輸協(xié)議。從名字上可以看出該協(xié)議用于規(guī)定客戶端與服務(wù)端之間的傳輸規(guī)則，所傳輸?shù)膬?nèi)容不局限于文本(其實可以傳輸任意類型的數(shù)據(jù))。
圖1.1傳輸示意圖.png
二、HTTP請求與響應(yīng)的內(nèi)容
當我們往服務(wù)端發(fā)送一條HTTP請求時都發(fā)送了哪些東西過去呢？
先看一個POST請求的示例圖：
圖2.1 HTTP_POST請求示例.png
注：本文使用Paw來模擬發(fā)送HTTP請求，使用Charles抓包，Charles選中"Request"以及"Raw"選項就可以看到請求的全部內(nèi)容
以上示例圖中其實已經(jīng)包含了一個HTTP請求所必備的幾大要素：請求行、請求頭(headerField)、請求體(body)；同理，響應(yīng)也有狀態(tài)行、響應(yīng)頭、實體內(nèi)容。接下來我們逐個展開。
1、請求行
請求行包含請求方法(Method)、請求統(tǒng)一資源標識符(URI)、HTTP版本號，如圖2.1***行所示：
圖2.2 請求行.png
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請求方法就是我們所熟悉的POST、GET、HEAD、PUT等
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URI就是URL中排除掉Host剩下的部分，也就是資源在服務(wù)器本地上的路徑
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HTTP版本號，目前主流的版本是1.1(1999年開始采用)，***的版本是2.0(2015年5月發(fā)布)。不同版本之間差異下面會再展開
2、請求頭
請求頭主要存放對客戶端想給服務(wù)端的附加信息，下圖框框的部分就是請求頭：
圖2.3 請求頭.png
HTTP請求在iOS中用NSURLRequest與NSMutableRequest表示；HTTP響應(yīng)用NSHTTPURLResponse表示。
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Host: 目標服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)地址
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Accept: 讓服務(wù)端知道客戶端所能接收的數(shù)據(jù)類型，如text/html */*
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Content-Type: body中的數(shù)據(jù)類型，如application/json; charset=UTF-8
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Accept-Language: 客戶端的語言環(huán)境，如zh-cn
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Accept-Encoding: 客戶端支持的數(shù)據(jù)壓縮格式，如gzip
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User-Agent: 客戶端的軟件環(huán)境，我們可以更改該字段為自己客戶端的名字，比如QQ music v1.11，比如瀏覽器Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10_10_***ppleWebKit/600.8.9 (KHTML, like Gecko) Maxthon/4.5.2
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Connection: keep-alive，該字段是從HTTP 1.1才開始有的，用來告訴服務(wù)端這是一個持久連接，“請服務(wù)端不要在發(fā)出響應(yīng)后立即斷開TCP連接”。關(guān)于該字段的更多解釋將在后面的HTTP版本簡介中展開。
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Content-Length: body的長度，如果body為空則該字段值為0。該字段一般在POST請求中才會有。
POST請求的body請求體也有可能是空的，因此POST中Content-Length也有可能為0
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Cookie: 記錄者用戶信息的保存在本地的用戶數(shù)據(jù)，如果有會被自動附上
值得一提的是，在iOS中當你發(fā)送一個任意請求時，不管你愿不愿意，NSURLRequest都會自動幫你記錄你所訪問的URL上設(shè)置的cookie。在iOS中用NSHTTPCookieStorage表示，是一個單例。通過
- NSHTTPCookieStorage *cookieJar = [NSHTTPCookieStorage sharedHTTPCookieStorage];
- for (NSHTTPCookie *cookie in [cookieJar cookies]) {
- NSLog(@"%@", cookie);
- }
可以獲取目前被自動保存的所有cookie。對cookie的操作感興趣的請移步iOS中http請求使用cookie這篇文章。
以上就是我們?nèi)粘ｉ_發(fā)中比較經(jīng)常遇到的請求頭，其實還有其他的field，但篇幅所限無法一一列出，想了解所有請求頭請看這里請求頭響應(yīng)頭列表。那在iOS中如何設(shè)置添加這些field呢？可以使用-[NSMutableURLRequest addValue: forHTTPHeaderField:]方法，獲取當前請求已經(jīng)設(shè)置的field可以用-[NSURLRequest allHTTPHeaderFields]。也就是我們可以通過以上接口定制我們所需要的請求頭，但是有些field是不能改的，我們看一下iOS的描述：
圖2.4 iOS請求頭接口描述.png
從文檔中我們可以看到，在iOS中不應(yīng)當對Authorization Connection Host WWW-Authenticate這幾個header field做更改。
3、請求體
真正需要發(fā)給服務(wù)端的數(shù)據(jù)，在使用POST-multipart上傳請求中請求體就是上傳文件的二進制NSData類型數(shù)據(jù)；在GET請求中請求體為空；在普通的POST請求中請求體就是一些表單數(shù)據(jù)。在iOS中一般用NSURLRequest與NSMutableURLRequest的HTTPBody屬性表示，添加body用-[NSMutableURLRequest setHTTPBody:]。
4、響應(yīng)狀態(tài)行
狀態(tài)行是服務(wù)端返回給客戶端的狀態(tài)信息，包含HTTP版本號、狀態(tài)碼、狀態(tài)碼對應(yīng)的英文名稱。
以下就是典型的正確狀態(tài)行：
- HTTP/1.1 200 OK
這個部分需要講的是錯誤碼。事實上HTTP請求錯誤碼可以根據(jù)錯誤碼從左往右***個數(shù)字大致分為以下幾類：
1XX：信息提示。不代表成功或者失敗，表示臨時響應(yīng)，比如100表示繼續(xù)，101表示切換協(xié)議
2XX: 成功
3XX: 重定向
4XX:客戶端錯誤，很有可能是客戶端發(fā)生問題，如親切可愛的404表示未找到文件，說明你的URI是有問題的，服務(wù)器機子上該目錄是沒有該文件的；414URI太長
5XX: 服務(wù)器錯誤，比如504網(wǎng)關(guān)超時
錯誤碼是不用去記的，出錯了再查對應(yīng)的錯誤碼含義就行。但是知道上面的分類有助于***時間做出大體的判斷，起碼你能清楚是服務(wù)端還是客戶端的原因。
5、響應(yīng)頭與響應(yīng)實體
這部分與請求部分差異不大，響應(yīng)頭的字field會有稍許不同，響應(yīng)頭中的header field同樣移步請求頭響應(yīng)頭列表。
三、HTTP版本簡介
這里我把HTTP版本簡單分為三類：1.1之前，1.1，2.0，針對這三類做個主要差異的介紹：
HTTP 1.1之前
- 不支持持久連接。一旦服務(wù)器對客戶端發(fā)出響應(yīng)就立即斷開TCP連接
- 無請求頭跟響應(yīng)頭
- 客戶端的前后請求是同步的。下一個請求必須等上一個請求從服務(wù)端拿到響應(yīng)后才能發(fā)出，有點類似多線程的同步機制。
HTTP 1.1(主流版本)
與1.1之前的版本相比，做了以下性能上的提升
- 增加請求頭跟響應(yīng)頭
- 支持持久連接。客戶端通過請求頭中指定Connection為keep-alive告知服務(wù)端不要在完成響應(yīng)后立即釋放連接。HTTP是基于TCP的，在HTTP 1.1中一次TCP連接可以處理多次HTTP請求
- 客戶端不同請求之間是異步的。下一個請求不必等到上一個請求回來后再發(fā)出，而可以連續(xù)發(fā)出請求，有點類似多線程的異步處理。
HTTP 2.0
本著向下兼容的原則，1.1版本有的特性2.0都具備，也使用相同的API。但是2.0將只用于https網(wǎng)址。由于2.0的普及還需要比較長的一段時間，這里不展開，更多新特性請參考這篇文章。
我們重點關(guān)注一下當前1.1版本所做幾點改變。支持持久連接有什么好處呢？HTTP是基于TCP連接的，如果連接被頻繁地啟動然后斷開就會花費很多資源在TCP三次握手以及四次揮手上，效率低下。以請求一個網(wǎng)頁為例，我們知道，一個html網(wǎng)頁上的圖片資源并不是直接嵌入在網(wǎng)頁上，而只是提供url，圖片仍需要額外發(fā)HTTP 請求去下載。一個網(wǎng)頁從請求到最終加載到本地往往需要經(jīng)過過個HTTP請求。在1.1版本之前請求一個網(wǎng)頁就需要發(fā)生多次"握手-揮手"的過程，每次連接之間相互獨立；而1.1及之后的版本最少只需要一次就夠。
再來就是請求異步，其好處參考多線程異步處理，在此不展開。
以上特性可以用圖2.3表示：
圖3.1 異步請求.jpg
我們可以看到：1、N次請求其實只建立了1次TCP連接，2、N次請求連續(xù)異步發(fā)出。
四、HTTP、Socket、TCP的區(qū)別
這三個概念經(jīng)常被談到，也是比較容易被混掉的概念。在回顧之前我們先看一下這三者在TCP/IP協(xié)議族中的位置關(guān)系：
圖4.1 層次關(guān)系.png
HTTP是應(yīng)用層的協(xié)議，更靠近用戶端；TCP是傳輸層的協(xié)議；而socket是從傳輸層上抽象出來的一個抽象層，本質(zhì)是接口。所以本質(zhì)上三種還是很好區(qū)分的。盡管如此，有時候你可能會懵逼，HTTP連接、TCP連接、socket連接有什么區(qū)別？好吧，如果上面的圖解釋的還是不夠清楚的話，我們繼續(xù)往下看。
1、TCP連接與HTTP連接的區(qū)別
上文提過，HTTP是基于TCP的，客戶端往服務(wù)端發(fā)送一個HTTP請求時***步就是要建立與服務(wù)端的TCP連接，也就是先三次握手，“你好，你好，你好”。從HTTP 1.1開始支持持久連接，也就是一次TCP連接可以發(fā)送多次的HTTP請求。
小總結(jié)：HTTP基于TCP
2、TCP連接與Socket連接的區(qū)別
在圖4.1中我們提到，socket層只是在TCP/UDP傳輸層上做的一個抽象接口層，因此一個socket連接可以基于連接，也有可能基于UDP。基于TCP協(xié)議的socket連接同樣需要通過三次握手建立連接，是可靠的；基于UDP協(xié)議的socket連接不需要建立連接的過程，不過對方能不能收到都會發(fā)送過去，是不可靠的，大多數(shù)的即時通訊IM都是后者。
小總結(jié)：Socket也基于TCP
3、HTTP連接與Socket連接的區(qū)別
區(qū)分這兩個概念是比較有意義的，畢竟TCP看不見摸不著，HTTP與Socket是實實在在能用到的。
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HTTP是短連接，Socket(基于TCP協(xié)議的)是長連接。盡管HTTP1.1開始支持持久連接，但仍無法保證始終連接。而Socket連接一旦建立TCP三次握手，除非一方主動斷開，否則連接狀態(tài)一直保持。
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HTTP連接服務(wù)端無法主動發(fā)消息，Socket連接雙方請求的發(fā)送先后限制。這點就比較重要了，因為它將決定二者分別適合應(yīng)用在什么場景下。HTTP采用“請求-響應(yīng)”機制，在客戶端還沒發(fā)送消息給服務(wù)端前，服務(wù)端無法推送消息給客戶端。必須滿足客戶端發(fā)送消息在前，服務(wù)端回復(fù)在后。Socket連接雙方類似peer2peer的關(guān)系，一方隨時可以向另一方喊話。
4、問題來了：什么時候該用HTTP，什么時候該用socket
這個問題的提出是很自然而然的。當你接到一個與另一方的網(wǎng)絡(luò)通訊需求，自然會考慮用HTTP還是用Socket。
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用HTTP的情況：雙方不需要時刻保持連接在線，比如客戶端資源的獲取、文件上傳等。
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用Socket的情況：大部分即時通訊應(yīng)用(QQ、微信)、聊天室、蘋果APNs等
在iOS中，發(fā)HTTP請求一般用原生的NSURLConnection、NSURLSession或者開源的AFNetWorking(推薦)、ASIHttpRequest(已停止更新)。連接Socket連接我用的比較多是robbiehanson大神的CocoaAsyncSocket(XMPPFramework也是出自他手)。
五、The end
以上就是關(guān)于HTTP相關(guān)概念的回顧，適合菜鳥也適合有經(jīng)驗同學(xué)一起回顧。
歡迎留言，如果寫的不對的地方還請不吝指出。
