通过手写服务器的方式，立体学习Http

前言

Http我们都已经耳熟能详了，而关于Http学习的文章网上有很多，各个知识点的讲解也可说是深入浅出。然而，学习过后，我们对Http还是一知半解。问题出在了哪？

Http是一个客户机与服务器之间的通信的协议，真的想学习Http，就必须把客户机和服务器也学了，也就是说，必须立体的学习，不然我们永远都是一知半解。

现在，我们手工搭建一个服务器，立体的学习下Http，将我们以为的知识点连成线。

定义

学习前，简单的了解下定义：

Http是超文本传输协议，用于保证客户机与服务器之间的通信。在客户机和服务器之间进行请求-响应时，两种最常被用到的方法是：GET 和 POST。

• GET - 从指定的资源请求数据。

• POST - 向指定的资源提交要被处理的数据(向指定资源“追加/添加”数据。)

搭建Http服务器

首先我们通过HttpListener来搭建一个简易的Http服务器，代码如下：

class Program
{
    static HttpListener httpListener;
    static volatile bool isRun = true;
    static void Main(string[] args)
    {
        Listener(5180);
    }
    public static void Listener(int port)
    {
        //创建HTTP监听
        httpListener = new HttpListener();
        //监听的路径
        httpListener.Prefixes.Add($"http://localhost:{port}/");
        httpListener.Prefixes.Add($"http://127.0.0.1:{port}/");
        //设置匿名访问
        httpListener.AuthenticationSchemes = AuthenticationSchemes.Anonymous;
        //开始监听
        httpListener.Start();

        while (isRun)
        {
            //等待传入的请求接受到请求时返回，它将阻塞线程，直到请求到达
            var context = httpListener.GetContext();
            //取得请求的对象
            HttpListenerRequest request = context.Request;
            Console.WriteLine($"请求模式：{request.HttpMethod}");
            var reader = new StreamReader(request.InputStream, Encoding.UTF8);
            var msgSource = reader.ReadToEnd();//读取传过来的信息+
            Console.WriteLine($"msgSource：{msgSource}");
            var msg = Uri.UnescapeDataString(msgSource);
            Console.WriteLine($"请求msg：{msg}");
            string responseString = "返回值";
            // 取得回应对象
            HttpListenerResponse response = context.Response;
​
            // 设置回应头部内容，长度，编码
            response.ContentEncoding = Encoding.UTF8;
            response.ContentType = "text/plain; charset=utf-8";
​
            response.Headers.Add("Access-Control-Allow-Origin", "*");
            response.Headers.Add("Cache-Control", "no-cache");
​
            byte[] buff = Encoding.UTF8.GetBytes(responseString);
​
            // 输出回应内容
            System.IO.Stream output = response.OutputStream;
            output.Write(buff, 0, buff.Length);
            // 必须关闭输出流
            output.Close();
        }
    }
}

服务器搭建已经搭建完成了，现在，我们通过代码从新学习一下Http定义。

代码学习

首先我们看到，httpListener.GetContext()阻塞了线程；只有请求到达时，线程才会继续运行，请求到达时，我们将会得到一个HttpListenerRequest的请求对象。

HttpListenerRequest对象包含了请求的地址栏参数QueryString、Cookies、请求头Header等等信息。

Get请求

Get请求很简单，Get请求的数据就写在地址栏，所以我们直接可以使用HttpListenerRequest对象的QueryString来读取到，如下：

 HttpListenerRequest request = context.Request;   //取得请求的对象
 Console.WriteLine($"请求模式：{request.HttpMethod}");
 var abc = request.QueryString["abc"];
 Console.WriteLine($"Get请求abc的值：{abc}");

运行Host项目，测试如下图所示：

Post请求

学习了上面的代码，我想一定有人对下面这句话感到疑惑。

var reader = new StreamReader(request.InputStream, Encoding.UTF8);

为什么请求已经到了，还要去读请求中的InputStream属性呢？

我们重新看下Post的定义：向指定的资源提交要被处理的数据(向指定资源“追加/添加”数据。)。

定义太不好理解，我们翻译一下；Post的请求是先发起，一个TCP连接，然后再将数据，写入请求的InputStream属性中。

现在我们编写一个Http的Post请求，加深理解。

 public static void Post(string url, string param, Action<string> callback)
        {
            new Task(() =>
            {
                try
                {
                    //转换输入参数的编码类型，获取bytep[]数组
                    byte[] byteArray = Encoding.UTF8.GetBytes(param);
                    //初始化新的webRequst
                    //1． 创建httpWebRequest对象
                    HttpWebRequest webRequest = (HttpWebRequest)WebRequest.Create(new Uri(url));
                    //2． 初始化HttpWebRequest对象
                    webRequest.Method = "POST";
                    webRequest.ContentType = "application/x-www-form-urlencoded";
                    webRequest.ContentLength = byteArray.Length;

                    //3． 附加要POST给服务器的数据到HttpWebRequest对象(附加POST数据的过程比较特殊，它并没有提供一个属性给用户存取，需要写入HttpWebRequest对象提供的一个stream里面。)
                    Stream newStream = webRequest.GetRequestStream();//创建一个Stream,赋值是写入HttpWebRequest对象提供的一个stream里面
                    newStream.Write(byteArray, 0, byteArray.Length);
                    newStream.Close();
                    //4． 读取服务器的返回信息
                    using (HttpWebResponse response = (HttpWebResponse)webRequest.GetResponse())
                    {
                        using (StreamReader stream = new StreamReader(response.GetResponseStream(), Encoding.UTF8))
                        {
                            string ret = stream.ReadToEnd();
                            callback(ret);
                        }
                    }
                }
                catch (Exception ex)
                {
                    callback("异常：" + ex.Message);
                }
            }).Start();
        }

可以看到，请求时，就是从指定IP地址中创建一个WebRequest对象（通过WebRequest.Create创建），然后再获取对象的请求流—GetRequestStream()，即服务端的InputStream，再向其流里写人数据。

现在我们编写一个Winform项目，测试一下Post请求，结果如下：

扩展1：Http本质上是TCP，也就是说Get请求，不去读取InputStream里的值，是被框架处理的结果呈现，如果框架处理了Get请求的InputStream，那么Get请求就也可以像Post那样，获取请求中的InputStream，然后向流里写入数据。这就是为什么有的框架Get请求也可以发送Json对象的原因。

扩展2：Post请求需要读取InputStream，也就是说，每次的Post都需要实例化一个Tcp对象去处理流，而Get请求不去读InputStream，就不用实例化Tcp了，也就是说Get请求的内存消耗更少，同理，上文提到的Get请求发送Json对象，就等于把Get请求变成了Post请求，即，大量消耗了内存，所以，如果网站需要性能好一点的话，就尽量不考虑使用这样的框架。

扩展3：在Post请求中，我们把写入InputStream的数据称为Content，而在HttpListenerRequest类的截图中，我们可以看到这三个属性ContentLength64，ContentType，ContentEncoding，他们代表着，Content的长度、类型、编码，也就是说，如果我们手写Post请求，这三个值一定要服务器解析时配置的值对上，当然，他们也都是有默认值的。通常服务器都会支持多种ContentType类型，如application/x-www-form-urlencoded或application/json，具体各种类型的数据格式，大家可以自行了解。

扩展4：MVC和WebApi都是在Http解析后执行的，也就是或，服务器先解析了Http，然后才根据请求的Url解析跳转到指定Controler和Action，然后再实例化Controler和Action时，在把相应的参数传递过去。

请求乱码

在客户端Http发起请求时，英文字母，数字会原样发送，而中文和其他字符，则直接把字符串用BASE64加密，如：%E5%95%8A%20%E4%B8%8D。这种行为，我们称之为字符串转义。

同理，在服务器端，我们需要将请求的字符串解析回来，如Uri.UnescapeDataString(msgSource)。

那为什么会有乱码？

我们会发现，乱码出现的地方都是中文和特殊字符，那么结合上文所述，我们就知道乱码出现的原因了。

两种情况，一种是框架没有做解析，或者解析失败，直接把客户端的转义后的请求发给了你；另一种是客户端和服务器的解析类型没对上，进行了错误的解析。

不过，通常情况下，服务器会替我们做好解码的工作。

跨域

上文中，我们看到在输出返回数据的时候，我们为HttpListenerResponse对象的Headers属性增加了个键值对，如下：

response.Headers.Add("Access-Control-Allow-Origin", "*");

没错，这个是跨域的配置，我们在Response输出时，进行了Access-Control-Allow-Origin配置，这样，浏览器在接受到我们的返回消息时，就不会阻止它们显示了。

结语

立体的学习了Http后，我们才能更好，更快的学习Http协议，一些以前我们很难理解的解释，也可以慢慢想通了，比如Connection: keep-alive，我们现在就能更好的理解了，它就是Http请求后，不去释放Tcp对象，这样，它下一次传输数据就不用新建内存了。

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到此HTTP的立体学习已经介绍完了，代码已经传到Github上了，欢迎大家下载。

代码已经传到Github上了，欢迎大家下载。

Github地址：https://github.com/kiba518/HttpLearning

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