初步理解HTTP状态码

# 1. 引言
HTTP状态码是每个HTTP响应中的一个三位数的数字，用于表示服务器对请求的处理结果。它提供了一种机制，使客户端能够了解服务器处理请求的情况，并根据不同的状态码采取相应的操作。根据HTTP状态码的第一位数字，可以将其分为五个不同的类别，分别是1xx、2xx、3xx、4xx和5xx。

### 1.1 HTTP状态码的作用
HTTP状态码是HTTP协议中非常重要的一部分，它通过三位数字的形式向客户端传递请求处理结果的信息。通过使用不同的状态码，客户端可以根据服务器返回的信息作出相应的处理，例如重定向到其他页面、重新发送请求、提示错误信息等。

### 1.2 HTTP状态码的分类和基本含义
HTTP状态码根据第一位数字的不同，可分为五个不同的类别，分别代表不同的含义和用途：

- 1xx（信息类状态码）：表示服务器已接收到请求，正在处理中。
- 2xx（成功类状态码）：表示服务器成功接收、理解和处理了请求。
- 3xx（重定向类状态码）：表示客户端需要采取进一步的操作才能完成请求。
- 4xx（客户端错误类状态码）：表示客户端发送的请求有错误，服务器无法处理。
- 5xx（服务器错误类状态码）：表示服务器在处理请求时发生了错误。

接下来，我们将详细介绍各个类别下的常见HTTP状态码及其具体含义和用途。

# 2. 1xx状态码

HTTP协议中的1xx状态码是信息性状态码，表示请求已被接受，需要继续处理。它们通常在信息交换的过程中使用，而不会最终出现在最终的响应中。

### 1xx状态码的含义和用途
1xx状态码用于指示客户端应继续发出请求或者服务器将要采取一些动作才能完成请求。这些状态码的出现并不是错误，而是请求正在进行处理。

### 常见的1xx状态码及其解释
1. **100 Continue**
当客户端发送的请求中包含Expect: 100-continue时，服务器返回此状态码表示确认，客户端可以继续发送请求的主体部分。

   # Python示例代码
   import requests
   url = 'http://example.com'
   headers = {'Expect': '100-continue'}
   response = requests.post(url, headers=headers)
   print(response.status_code)  # 应该打印 100

2. **101 Switching Protocols**
服务器正在根据客户端的指示switching协议，升级到不同协议。

   // Java示例代码
   URL url = new URL("http://example.com");
   HttpURLConnection con = (HttpURLConnection) url.openConnection();
   con.setRequestProperty("Upgrade", "websocket");
   int responseCode = con.getResponseCode();
   System.out.println(responseCode);  // 应该打印 101

3. **102 Processing**
服务器已经收到并开始处理请求，但尚未完成。

   // Go示例代码
   package main
   import (
       "net/http"
       "fmt"
   )
   func main() {
       resp, _ := http.Post("http://example.com", "", nil)
       fmt.Println(resp.StatusCode)  // 应该打印 102
   }

这些状态码为HTTP协议交互过程中的一部分，提供了更多信息以便于请求的处理和管理。

# 3. 2xx状态码

在HTTP协议中，2xx状态码表示请求被成功接收、理解、接受或处理。当服务器成功处理了客户端的请求时，会返回一个2xx系列的状态码。

#### 200 OK
- **含义：** 表示服务器成功处理了请求。通常作为GET请求的返回。
- **示例代码：**

   import requests
   response = requests.get('http://www.example.com/api/user/1')
   print(response.status_code)  # Output: 200

- **代码解释：** 发起一个GET请求并打印响应状态码。

- **结果说明：** 服务器成功处理了GET请求，并返回状态码200。

#### 201 Created
- **含义：** 表示新资源已经被创建。通常作为POST请求的返回。
- **示例代码：**

   HttpURLConnection connection = (HttpURLConnection) new URL("http://www.example.com/api/user").openConnection();
   connection.setRequestMethod("POST");
   int responseCode = connection.getResponseCode();
   System.out.println(responseCode);  // Output: 201

- **代码解释：** 发起一个POST请求并获取响应状态码。

- **结果说明：** 服务器成功创建了新资源，并返回状态码201。

#### 204 No Content
- **含义：** 表示服务器成功处理了请求但不需要返回任何实体内容。通常作为DELETE请求的返回。
- **示例代码：**

   req, _ := http.NewRequest(http.MethodDelete, "http://www.example.com/api/user/1", nil)
   client := &http.Client{}
   resp, _ := client.Do(req)
   fmt.Println(resp.Status)  // Output: 204 No Content

- **代码解释：** 发起一个DELETE请求并打印响应状态。

- **结果说明：** 服务器成功处理了DELETE请求，但没有返回任何内容。

通过以上示例，我们对2xx状态码及其常见的具体解释有了初步的了解。接下来我们将继续探讨其他状态码系列。

# 4. 3xx状态码

HTTP的3xx状态码表示重定向。当服务器收到请求时，它可能会返回一个3xx状态码，以告知客户端需要执行进一步的操作来完成请求。下面是一些常见的3xx状态码及其解释：

### 301 Moved Permanently
- **含义**：请求的资源已永久移动到新位置。
- **场景**：当一个页面的URL发生变化，但其内容保持不变时，服务器会返回301状态码，告诉客户端该页面已被永久移动到新的URL。
- **代码示例**：

  from flask import Flask, redirect

  app = Flask(__name__)

  @app.route('/old-url')
  def old_url():
      return redirect('/new-url', code=301)

  if __name__ == '__main__':
      app.run()

  import org.springframework.stereotype.Controller;
  import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
  import org.springframework.web.servlet.view.RedirectView;

  @Controller
  public class OldController {
      @GetMapping("/old-url")
      public RedirectView oldUrl() {
          return new RedirectView("/new-url", true, 301);
      }
  }

- **代码总结**：以上示例中，通过在Flask和Spring Boot中使用重定向功能，我们模拟了当访问旧URL时自动跳转到新URL的情况。
- **结果说明**：当用户访问`/old-url`时，服务器会返回301状态码并将浏览器重定向到`/new-url`。

### 302 Found
- **含义**：请求的资源已临时移动到新位置。
- **场景**：与301状态码类似，302状态码表示请求的资源已被临时移动到另一个URL。它主要用于临时重定向，并且重定向过程中请求的方法（如POST或PUT）不会改变。
- **代码示例**：

  from flask import Flask, redirect

  app = Flask(__name__)

  @app.route('/login')
  def login():
      return redirect('/dashboard', code=302)

  if __name__ == '__main__':
      app.run()

  import org.springframework.stereotype.Controller;
  import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
  import org.springframework.web.servlet.view.RedirectView;

  @Controller
  public class LoginController {
      @GetMapping("/login")
      public RedirectView login() {
          return new RedirectView("/dashboard", true, 302);
      }
  }

- **代码总结**：以上示例中，我们使用Flask和Spring Boot实现了一个简单的登录页重定向到仪表盘的功能。
- **结果说明**：当用户访问`/login`时，服务器会返回302状态码并将浏览器重定向到`/dashboard`。

### 304 Not Modified
- **含义**：请求的资源未发生变化，可直接使用客户端缓存的版本。
- **场景**：当客户端发送带有`If-Modified-Since`或`If-None-Match`首部的条件GET请求时，如果服务器判断资源未发生变化，它会返回304状态码，告诉客户端直接使用缓存的版本。
- **代码示例**：

  from flask import Flask, request, make_response

  app = Flask(__name__)

  @app.route('/data')
  def data():
      last_modified = 'Mon, 01 Jan 2022 00:00:00 GMT'
      etag = 'abcd1234'
      if request.headers.get('If-None-Match') == etag or request.headers.get('If-Modified-Since') == last_modified:
          return make_response('', 304)
      return make_response('Some data', 200, {'Last-Modified': last_modified, 'ETag': etag})

if __name__ == '__main__':
    app.run()

  import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
  import org.springframework.web.bind.annotation.RequestHeader;
  import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

  import javax.servlet.http.HttpServletResponse;

  @RestController
  public class DataController {
      @GetMapping("/data")
      public void data(@RequestHeader(value = "If-None-Match", required = false) String ifNoneMatch,
                       @RequestHeader(value = "If-Modified-Since", required = false) String ifModifiedSince,
                       HttpServletResponse response) {
          String lastModified = "Mon, 01 Jan 2022 00:00:00 GMT";
          String etag = "abcd1234";
          if (etag.equals(ifNoneMatch) || lastModified.equals(ifModifiedSince)) {
              response.setStatus(304);
              return;
          }
          response.setHeader("Last-Modified", lastModified);
          response.setHeader("ETag", etag);
          response.setStatus(200);
          response.getWriter().write("Some data");
      }
  }

- **代码总结**：以上示例展示了如何在Flask和Spring Boot中根据请求的首部值来判断资源是否已被修改，并返回对应的状态码。
- **结果说明**：如果客户端首次请求`/data`，服务器会返回200状态码，并在响应中包含`Last-Modified`和`ETag`首部。如果再次发送带有缓存验证的条件GET请求时，如果资源未发生变化，服务器会返回304状态码，告诉客户端直接使用缓存的版本。

# 5. 4xx状态码

### 介绍4xx状态码的含义和用途

HTTP 4xx状态码表示客户端发送的请求有误，服务器无法处理。4xx状态码指示了客户端可能需要修改请求的内容、格式或者进行其他处理才能完成请求。

### 具体列举一些常见的4xx状态码及其解释

1. **400 Bad Request**：表示服务器无法理解客户端发送的请求，通常是因为请求中包含了无效的参数或格式不正确。

# Python示例
import requests
response = requests.get('http://example.com/api/user?id=abc')
print(response.status_code)  # 输出400
print(response.text)  # 输出 Bad Request

**代码解释：**
上面的代码向服务器发送了一个包含无效参数的请求，服务器返回了400 Bad Request状态码和对应的错误信息。

2. **401 Unauthorized**：表示客户端未经授权，需要提供身份验证信息才能访问资源。

// Java示例
import java.io.IOException;
import okhttp3.OkHttpClient;
import okhttp3.Request;
import okhttp3.Response;

public class Main {
  public static void main(String[] args) throws IOException {
    OkHttpClient client = new OkHttpClient();
    Request request = new Request.Builder()
        .url("http://example.com/api/secure-resource")
        .build();

    Response response = client.newCall(request).execute();
    System.out.println(response.code());  // 输出401
    System.out.println(response.message());  // 输出Unauthorized
  }
}

**代码解释：**
上面的Java代码向服务器发送了一个未经授权的请求，服务器返回了401 Unauthorized状态码和对应的错误信息。

3. **404 Not Found**：表示请求的资源不存在，服务器未能找到请求的资源。

// JavaScript示例
fetch('http://example.com/api/non-existent-resource')
  .then(response => {
    console.log(response.status);  // 输出404
    console.log(response.statusText);  // 输出Not Found
  });

**代码解释：**
上面的JavaScript代码向服务器发送了一个请求，但请求的资源并不存在，服务器返回了404 Not Found状态码和对应的错误信息。

通过以上示例和解释，我们初步了解了4xx状态码的含义和常见状态码的具体情况。

# 6. 5xx状态码

HTTP 5xx状态码表示服务器在处理请求时发生了错误。这些错误状态码表明服务器无法完成明显有效的请求。下面是一些常见的5xx状态码及其含义：

#### 500 Internal Server Error
- 含义：服务器遇到了一个未曾预料的状况，导致无法完成对请求的处理。
- 示例场景：服务器端代码发生了未知的错误。

def get_user_data():
    # 一些处理逻辑
    # 代码出现了未捕获的异常
    raise Exception("Internal Server Error")

- 代码总结：500错误是服务器内部发生了异常，导致无法完成请求的处理。
- 结果说明：客户端将收到500状态码作为响应，表示服务器无法处理请求。

#### 502 Bad Gateway
- 含义：服务器作为网关或代理，从上游服务器接收到无效的响应。
- 示例场景：反向代理服务器在尝试请求后端服务器时收到无效的响应。

// 从上游服务器获取响应
if (responseFromUpstreamServer == null) {
    throw new BadGatewayException("Bad Gateway");
}

- 代码总结：502错误通常出现在反向代理服务器的场景中，表明从上游服务器接收到了无效的响应。
- 结果说明：客户端将收到502状态码作为响应，表示服务器作为网关或代理时接收到了无效的响应。

#### 504 Gateway Timeout
- 含义：服务器作为网关或代理，未能及时从上游服务器收到请求。
- 示例场景：反向代理服务器等待上游服务器响应超时。

func handleRequest(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    // 等待上游服务器响应
    if !waitForUpstreamServerResponse() {
        http.Error(w, "Gateway Timeout", http.StatusGatewayTimeout)
    }
}

- 代码总结：504错误表示服务器在作为网关或代理时，等待上游服务器响应超时。
- 结果说明：客户端将收到504状态码作为响应，表示请求超时未能在规定时间内得到响应。

通过了解5xx状态码及其含义，我们可以更好地理解服务器端在处理请求时可能发生的错误情况，从而更好地定位和解决问题。