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浏览器中的 HTTP 请求从发起到结束经历的所有阶段

时间:2023-05-25 06:15:36

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浏览器中的 HTTP 请求从发起到结束经历的所有阶段

浏览器中的 HTTP 请求从发起到结束一共经历了如下八个阶段:构建请求、查找缓存、准备 IP 和端口、等待 TCP 队列、建立 TCP 连接、发起 HTTP 请求、服务器处理请求、服务器返回请求和断开连接。

1. 构建请求

首先,浏览器构建请求行信息(如下所示),构建好后,浏览器准备发起网络请求。

GET /index.html HTTP1.1

2. 查找缓存

在真正发起网络请求之前,浏览器会先在浏览器缓存中查询是否有要请求的文件。其中,浏览器缓存是一种在本地保存资源副本,以供下次请求时直接使用的技术

当浏览器发现请求的资源已经在浏览器缓存中存有副本,它会拦截请求,返回该资源的副本,并直接结束请求,而不会再去源服务器重新下载。这样做的好处有:

缓解服务器端压力,提升性能(获取资源的耗时更短了);对于网站来说,缓存是实现快速资源加载的重要组成部分。

当然,如果缓存查找失败,就会进入网络请求过程了。

3. 准备IP地址和端口

因为浏览器使用HTTP 协议作为应用层协议,用来封装请求的文本信息;并使用TCP/IP 作传输层协议将它发到网络上,所以在 HTTP 工作开始之前,浏览器需要通过 TCP 与服务器建立连接。也就是说HTTP 的内容是通过 TCP 的传输数据阶段来实现的。

HTTP 网络请求的第一步是做什么呢?结合上图看,是和服务器建立 TCP 连接。建立 TCP 连接的第一步就是需要准备 IP 地址和端口号。那怎么获取 IP 地址和端口号呢?已有一个 URL 地址,那么是否可以利用 URL 地址来获取 IP 和端口信息呢?

于 IP 地址是数字标识,比如极客时间网站的 IP 是 39.106.233.176, 难以记忆,但使用极客时间的域名()就好记多了,所以基于这个需求又出现了一个服务,负责把域名和 IP 地址做一一映射关系。这套域名映射为 IP 的系统就叫做“域名系统”,简称DNS(Domain Name System)。

因此第一步浏览器会请求 DNS 返回域名对应的 IP。当然浏览器还提供了DNS 数据缓存服务,如果某个域名已经解析过了,那么浏览器会缓存解析的结果,以供下次查询时直接使用,这样也会减少一次网络请求。拿到 IP 之后,接下来就需要获取端口号了。通常情况下,如果 URL 没有特别指明端口号,那么 HTTP 协议默认是 80 端口。

4. 等待 TCP 队列

把端口和 IP 地址都准备好了,是不是可以建立 TCP 连接了呢?

答案依然是“不行”。Chrome 有个机制,同一个域名同时最多只能建立 6 个 TCP 连接,如果在同一个域名下同时有 10 个请求发生,那么其中 4 个请求会进入排队等待状态,直至进行中的请求完成。

当然,如果当前请求数量少于 6,会直接进入下一步,建立 TCP 连接。

5. 建立 TCP 连接

排队等待结束之后,终于可以快乐地和服务器握手了,在 HTTP 工作开始之前,浏览器通过 TCP 与服务器建立连接。

6. 发送 HTTP 请求

一旦建立了 TCP 连接,浏览器就可以和服务器进行通信了。而 HTTP 中的数据正是在这个通信过程中传输的。

浏览器发送请求信息给服务器

首先浏览器会向服务器发送请求行,它包括了请求方法请求 URI(Uniform Resource Identifier)和 HTTP 版本协议

发送请求行,就是告诉服务器浏览器需要什么资源,最常用的请求方法是Get。比如,直接在浏览器地址栏键入极客时间的域名(),这就是告诉服务器要 Get 它的首页资源。

另外一个常用的请求方法是POST,它用于发送一些数据给服务器,比如登录一个网站,就需要通过 POST 方法把用户信息发送给服务器。如果使用 POST 方法,那么浏览器还要准备数据给服务器,这里准备的数据是通过请求体来发送。

在浏览器发送请求行命令之后,还要以请求头形式发送其他一些信息,把浏览器的一些基础信息告诉服务器。比如包含了浏览器所使用的操作系统、浏览器内核等信息,以及当前请求的域名信息、浏览器端的 Cookie 信息,等等。

7. 服务器端处理 HTTP 请求流程

HTTP 的请求信息终于被送达了服务器。接下来,服务器会根据浏览器的请求信息来准备相应的内容。

返回请求

一旦服务器处理结束,便可以返回数据给浏览器了

首先服务器会返回响应行,包括协议版本和状态码。

但并不是所有的请求都可以被服务器处理的,那么一些无法处理或者处理出错的信息,怎么办呢?服务器会通过请求行的状态码来告诉浏览器它的处理结果,比如:

最常用的状态码是 200,表示处理成功;如果没有找到页面,则会返回404

随后,正如浏览器会随同请求发送请求头一样,服务器也会随同响应向浏览器发送响应头。响应头包含了服务器自身的一些信息,比如服务器生成返回数据的时间、返回的数据类型(JSON、HTML、流媒体等类型),以及服务器要在客户端保存的 Cookie 等信息。

发送完响应头后,服务器就可以继续发送响应体的数据,通常,响应体就包含了 HTML 的实际内容。

以上这些就是服务器响应浏览器的具体过程。

断开连接

通常情况下,一旦服务器向客户端返回了请求数据,它就要关闭 TCP 连接。不过如果浏览器或者服务器在其头信息中加入了:

Connection:Keep-Alive

那么 TCP 连接在发送后将仍然保持打开状态,这样浏览器就可以继续通过同一个 TCP 连接发送请求。保持 TCP 连接可以省去下次请求时需要建立连接的时间,提升资源加载速度。比如,一个 Web 页面中内嵌的图片就都来自同一个 Web 站点,如果初始化了一个持久连接,你就可以复用该连接,以请求其他资源,而不需要重新再建立新的 TCP 连接。

重定向

到这里似乎请求流程快结束了,不过还有一种情况你需要了解下,比如当在浏览器中打开 后,最终打开的页面地址是 。

这两个 URL 之所以不一样,是因为涉及到了一个重定向操作

服务器返回响应行和响应头(含重定向格式)

从图中可以看到,响应行返回的状态码是 301,状态 301 就是告诉浏览器,我需要重定向到另外一个网址,而需要重定向的网址正是包含在响应头的 Location 字段中,接下来,浏览器获取 Location 字段中的地址,并使用该地址重新导航,这就是一个完整重定向的执行流程。这也就解释了为什么输入的是 ,最终打开的却是 了。

不过也不要认为这种跳转是必然的。如果你打开 ,你会发现这个站点是打不开的。这是因为 12306 的服务器并没有处理跳转,所以必须要手动输入完整的 才能打开页面。

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