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数据类型与编码

  • text:即文本格式的可读数据,我们最熟悉的应该就是 text/html 了,表示超文本文档,此外还有纯文本 text/plain、样式表 text/css 等。
  • image:即图像文件,有 image/gifimage/jpegimage/png 等。
  • audio/video:音频和视频数据,例如 audio/mpegvideo/mp4 等。
  • application:数据格式不固定,可能是文本也可能是二进制,必须由上层应用程序来解释。常见的有 application/jsonapplication/javascriptapplication/pdf 等,另外,如果实在是不知道数据是什么类型,像刚才说的“黑盒”,就会是 application/octet-stream,即不透明的二进制数据

但仅有 MIME type 还不够,因为 HTTP 在传输时为了节约带宽,有时候还会压缩数据,为了不要让浏览器继续“猜”,还需要有一个“Encoding type”,告诉数据是用的什么编码格式,这样对方才能正确解压缩,还原出原始的数据。

比起MIME type 来说,Encoding type 就少了很多,常用的只有下面三种

  • gzipGNU zip 压缩格式,也是互联网上最流行的压缩格式;
  • deflatezlibdeflate)压缩格式,流行程度仅次于 gzip
  • br:一种专门为 HTTP 优化的新压缩算法(Brotli

数据类型使用的头字段

有了 MIME typeEncoding type,无论是浏览器还是服务器就都可以轻松识别出 body 的类型,也就能够正确处理数据了。

HTTP 协议为此定义了两个 Accept 请求头字段和两个 Content 实体头字段,用于客户端和服务器进行“内容协商”。也就是说,客户端用 Accept 头告诉服务器希望接收什么样的数据,而服务器用 Content 头告诉客户端实际发送了什么样的数据

Accept字段标记的是客户端可理解的 MIME type,可以用“,”做分隔符列出多个类型,让服务器有更多的选择余地,例如下面的这个头:

    Accept: text/html,application/xml,image/webp,image/png

这就是告诉服务器:“我能够看懂 HTML、XML 的文本,还有 webppng 的图片,请给我这四类格式的数据”。

相应的,服务器会在响应报文里用头字段Content-Type告诉实体数据的真实类型:

    Content-Type: text/html
    Content-Type: image/png

这样浏览器看到报文里的类型是“text/html”就知道是 HTML 文件,会调用排版引擎渲染出页面,看到“image/png”就知道是一个 PNG 文件,就会在页面上显示出图像。

Accept-Encoding字段标记的是客户端支持的压缩格式,例如上面说的 gzip、deflate 等,同样也可以用“,”列出多个,服务器可以选择其中一种来压缩数据,实际使用的压缩格式放在响应头字段Content-Encoding

    Accept-Encoding: gzip, deflate, br
    Content-Encoding: gzip

不过这两个字段是可以省略的,如果请求报文里没有 Accept-Encoding 字段,就表示客户端不支持压缩数据;如果响应报文里没有 Content- Encoding 字段,就表示响应数据没有被压缩

语言类型使用的头字段

同样的,HTTP 协议也使用 Accept 请求头字段和 Content 实体头字段,用于客户端和服务器就语言与编码进行“内容协商”。

Accept-Language字段标记了客户端可理解的自然语言,也允许用“,”做分隔符列出多个类型,例如:

    Accept-Language: zh-CN, zh, en

这个请求头会告诉服务器:“最好给我 zh-CN 的汉语文字,如果没有就用其他的汉语方言,如果还没有就给英文”。

相应的,服务器应该在响应报文里用头字段Content-Language告诉客户端实体数据使用的实际语言类型

    Content-Language: zh-CN
  • 字符集在 HTTP 里使用的请求头字段是Accept-Charset,但响应头里却没有对应的 Content-Charset,而是在Content-Type字段的数据类型后面用“charset=xxx”来表示,这点需要特别注意。
  • 例如,浏览器请求 GBKUTF-8 的字符集,然后服务器返回的是 UTF-8 编码,就是下面这样
    Accept-Charset: gbk, utf-8
    Content-Type: text/html; charset=utf-8

不过现在的浏览器都支持多种字符集,通常不会发送 Accept-Charset,而服务器也不会发送 Content- Language,因为使用的语言完全可以由字符集推断出来,所以在请求头里一般只会有 Accept-Language 字段,响应头里只会有 Content-Type字段

内容协商的质量值

在 HTTP 协议里用 AcceptAccept-EncodingAccept-Language 等请求头字段进行内容协商的时候,还可以用一种特殊的“q”参数表示权重来设定优先级,这里的“q”是“quality factor”的意思。

权重的最大值是 1,最小值是 0.01,默认值是 1,如果值是 0 就表示拒绝。具体的形式是在数据类型或语言代码后面加一个“;”,然后是“q=value”。

这里要提醒的是“;”的用法,在大多数编程语言里“;”的断句语气要强于“,”,而在 HTTP 的内容协商里却恰好反了过来,“;”的意义是小于“,”的。

例如下面的 Accept 字段:

    Accept: text/html,application/xml;q=0.9,*/*;q=0.8

它表示浏览器最希望使用的是 HTML 文件,权重是 1,其次是 XML 文件,权重是 0.9,最后是任意数据类型,权重是0.8。服务器收到请求头后,就会计算权重,再根据自己的实际情况优先输出 HTML 或者 XML

内容协商的结果

内容协商的过程是不透明的,每个 Web 服务器使用的算法都不一样。但有的时候,服务器会在响应头里多加一个Vary字段,记录服务器在内容协商时参考的请求头字段,给出一点信息,例如:

    Vary: Accept-Encoding,User-Agent,Accept

这个 Vary 字段表示服务器依据了 Accept-EncodingUser-AgentAccept 这三个头字段,然后决定了发回的响应报文。

Vary 字段可以认为是响应报文的一个特殊的“版本标记”。每当 Accept 等请求头变化时,Vary 也会随着响应报文一起变化。也就是说,同一个 URI 可能会有多个不同的“版本”,主要用在传输链路中间的代理服务器实现缓存服务,这个之后讲“HTTP 缓存”时还会再提到

小结

  • 数据类型表示实体数据的内容是什么,使用的是 MIME type,相关的头字段是 AcceptContent-Type
  • 数据编码表示实体数据的压缩方式,相关的头字段是 Accept-EncodingContent-Encoding
  • 语言类型表示实体数据的自然语言,相关的头字段是 Accept-LanguageContent-Language
  • 字符集表示实体数据的编码方式,相关的头字段是 Accept-Charset和 Content-Type;
  • 客户端需要在请求头里使用 Accept 等头字段与服务器进行“内容协商”,要求服务器返回最合适的数据; Accept 等头字段可以用“,”顺序列出多个可能的选项,还可以用“;q=”参数来精确指定权重

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Contributors: guoli