http协议详解

书接上文esp32通过wifi进行http请求获得天气信息
本文为http协议详解 并通过套接字（socket）方法进行httpGET请求

简介

HTTP:HTTP协议(超文本传输协议HyperText Transfer Protocol)，它是基于TCP协议的应用层传输协议，简单来说就是客户端和服务端进行数据传输的一种规则。为典型的CS应用,HTTP 是一种无状态 (stateless) 协议, HTTP协议本身不会对发送过的请求和相应的通信状态进行持久化处理。这样做的目的是为了保持HTTP协议的简单性，从而能够快速处理大量的事务, 提高效率。

注意：客户端与服务器的角色不是固定的，一端充当客户端，也可能在某次请求中充当服务器。这取决与请求的发起端。HTTP协议属于应用层，建立在传输层协议TCP之上。客户端通过与服务器建立TCP连接，之后发送HTTP请求与接收HTTP响应都是通过访问Socket接口来调用TCP协议实现。

正文

HTTP URL

HTTP URL 包含了用于查找某个资源的详细信息, 格式如下:
http://host[":"port][abs_path]

HTTP请求

由上图可以看到，http请求由请求行，消息报头，请求正文三部分构成。

请求行

最上面一行为请求行。
请求行由请求Method, URL 字段和HTTP Version三部分构成, 总的来说请求行就是定义了本次请求的请求方式, 请求的地址, 以及所遵循的HTTP协议版本例如：
GET /example.html HTTP/1.1 (CRLF)

HTTP协议的方法有： GET： 请求获取Request-URI所标识的资源 POST： 在Request-URI所标识的资源后增加新的数据 HEAD： 请求获取由Request-URI所标识的资源的响应消息报头 PUT： 请求服务器存储或修改一个资源，并用Request-URI作为其标识 DELETE： 请求服务器删除Request-URI所标识的资源 TRACE： 请求服务器回送收到的请求信息，主要用于测试或诊断 CONNECT： 保留将来使用 OPTIONS： 请求查询服务器的性能，或者查询与资源相关的选项和需求

其中example.html为路径部分，不是完整的URL（被这点小问题折磨一天）

HTTP请求报头

消息报头由一系列的键值对组成，允许客户端向服务器端发送一些附加信息或者客户端自身的信息，主要包括：

HTTP请求正文

只有在发送POST请求时才会有请求正文，当请求方法为GET时，请求正文省略。

HTTP请求报文

static const char *REQUEST = "GET /simpleWeather/query?city=郑州&key=9bcb73de14725f3cdb5801159d461863 HTTP/1.1\r\n"
                             "Host: apis.juhe.cn\r\n"
                             "Connection: close\r\n\r\n";

HTTP响应

也先上图

HTTP响应状态行

状态行也由三部分组成，包括HTTP协议的版本，状态码，以及对状态码的文本描述。例如：
HTTP/1.1 200 OK （CRLF）

HTTP响应状态码

状态代码有三位数字组成，第一个数字定义了响应的类别，且有五种可能取值：

1. 1xx：指示信息 - 表示请求已接收，继续处理
2. 2xx：成功 - 表示请求已被成功接收、理解、接受
3. 3xx：重定向 - 要完成请求必须进行更进一步的操作
4. 4xx：客户端错误 - 请求有语法错误或请求无法实现
5. 5xx服务器端错误 - 服务器未能实现合法的请求

   常见状态代码、状态描述、说明： 200： OK - 客户端请求成功 400： Bad Request - 客户端请求有语法错误，不能被服务器所理解 401： Unauthorized - 请求未经授权，这个状态代码必须和WWW-Authenticate报头域一起使用 403： Forbidden - 服务器收到请求，但是拒绝提供服务 404： Not Found - 请求资源不存在，eg：输入了错误的URL 500： Internal Server Error - 服务器发生不可预期的错误 * 503： Server Unavailable - 服务器当前不能处理客户端的请求，一段时间后,可能恢复正常
   

HTTP响应报文

实现HTTP请求的方法步骤(以esp32为例)

方法 来自ChatGPT

1. 使用HTTP库：许多编程语言和平台都提供了用于HTTP请求的内置或第三方库。这些库通常封装了Socket API，并提供了更高级的接口来方便地执行HTTP请求和处理响应。例如，在C语言中，你可以使用libcurl、libhttp、libmicrohttpd等库来执行HTTP请求。
2. 使用HTTP客户端库：许多编程语言和平台都提供了专门用于执行HTTP请求的HTTP客户端库。这些库通常提供了更高级的API，用于构建和发送HTTP请求，并处理响应。例如，Python中的Requests库、JavaScript中的Axios库等。
3. 使用网络框架：许多网络框架和服务器框架提供了HTTP客户端功能，可以用于执行HTTP请求。这些框架通常提供了简单易用的API，用于发送HTTP请求和处理响应。例如，Node.js中的Express框架、Java中的Spring框架等。
4. 使用系统级API：某些操作系统提供了系统级的API来执行HTTP请求。这些API通常是在操作系统网络栈的底层实现，因此可以直接与网络通信进行交互。例如，Windows平台提供了WinINet API、Linux平台提供了cURL库等。
5. 最接近底层的实现是使用Socket API。尽管其他方法提供了更高级的抽象和易用性，但它们最终都会使用Socket API或类似的底层网络接口来进行实际的网络通信。

本次来讲socket方法进行http请求

socket请求步骤 来自ChatGPT

1. 创建Socket连接：首先，你需要创建一个Socket连接到服务器。使用 socket() 函数来创建一个Socket描述符。
2. 解析主机名：如果你使用主机名来连接服务器，你需要将主机名解析为IP地址。可以使用 getaddrinfo() 函数来实现。它会将主机名解析为一个或多个地址结构。
3. 连接服务器：使用 connect() 函数将Socket连接到服务器。需要提供服务器的IP地址和端口号。
4. 构建HTTP请求：构建符合HTTP协议规范的请求。通常，这包括构建请求行、请求头和请求体。请求行包括请求方法（如GET、POST）、请求的URI和HTTP版本。请求头包括一些关于请求的元信息，如Host、Content-Type等。请求体包括发送给服务器的数据（如果有的话）。
5. 发送HTTP请求：使用 send() 函数发送构建好的HTTP请求到服务器。
6. 接收HTTP响应：使用 recv() 函数从服务器接收HTTP响应。你可以一次性接收全部响应，也可以分块接收。
7. 解析HTTP响应：解析接收到的HTTP响应，包括状态行、响应头和响应体。状态行包括HTTP版本、状态码和状态消息。响应头包括服务器的一些元信息，如Content-Type、Content-Length等。响应体包括服务器返回的实际数据。
8. 关闭Socket连接：当你完成HTTP请求和响应后，使用 close() 函数关闭Socket连接。

贴个代码

void https_get_task(void *pvParameters)
{
    const struct addrinfo hints = {
        .ai_family = AF_INET,
        .ai_socktype = SOCK_STREAM,
    };
    struct addrinfo *res;
    struct in_addr *addr;
    int s, r;
    char recv_buf[1024];
    char mid_buf[1024];
    int index;
    while(1) {
        //DNS域名解析
        int err = getaddrinfo(WEB_SERVER, WEB_PORT, &hints, &res);
        if(err != 0 || res == NULL) {
            ESP_LOGE(TAG, "DNS lookup failed err=%d res=%p\r\n", err, res);
            vTaskDelay(1000 / portTICK_PERIOD_MS);
            continue;
        }
        //打印获取的IP
        addr = &((struct sockaddr_in *)res->ai_addr)->sin_addr;
        //ESP_LOGI(HTTP_TAG, "DNS lookup succeeded. IP=%s\r\n", inet_ntoa(*addr));

        //新建socket
        s = socket(res->ai_family, res->ai_socktype, 0);
        if(s < 0) {
            ESP_LOGE(TAG, "... Failed to allocate socket.\r\n");
            close(s);
            freeaddrinfo(res);
            vTaskDelay(1000 / portTICK_PERIOD_MS);
            continue;
        }
        //连接ip
        if(connect(s, res->ai_addr, res->ai_addrlen) != 0) {
            ESP_LOGE(TAG, "... socket connect failed errno=%d\r\n", errno);
            close(s);
            freeaddrinfo(res);
            vTaskDelay(4000 / portTICK_PERIOD_MS);
            continue;
        }
        freeaddrinfo(res);
        //发送http包
        if (write(s, REQUEST, strlen(REQUEST)) < 0) {
            ESP_LOGE(TAG, "... socket send failed\r\n");
            close(s);
            vTaskDelay(4000 / portTICK_PERIOD_MS);
            continue;
        }
        //清缓存
        memset(mid_buf,0,sizeof(mid_buf));
        //获取http应答包
        do {
            bzero(recv_buf, sizeof(recv_buf));
            r = read(s, recv_buf, sizeof(recv_buf)-1);
            strcat(mid_buf,recv_buf);
        } while(r > 0);
        //json解析
        cjson_to_struct_info(mid_buf);
        //关闭socket，http是短连接
        close(s);

        //延时一会
        for(int countdown = 10; countdown >= 0; countdown--) {
            vTaskDelay(1000 / portTICK_PERIOD_MS);
        }
    }
}