用了这么久HTTP, 你是否了解Content-Length和Transfer-Encoding ?

朴瑞卿 HTTP

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用了这么久HTTP, 你是否了解Content-Length和Transfer-Encoding ?

由Content-Length导致的问题引发的一系列思考:

前段时间开发API网关, 使用postman调试时出现了超时的情况, 经排查确定是请求数据被处理后 Content-Length 与实际不一致导致的问题, 故有此文.

前言

Content-Length , HTTP消息长度, 用 十进制数字 表示的 八位字节的数目 . 一般情况下, 很多工作都被框架完成, 我们很少去关注这部分内容, 但少数情况下发生了 Content-Length 与实际消息长度不一致, 程序可能会发生比较奇怪的异常, 如:

  • 无响应直到超时.
  • 请求被截断, 而且下一个请求解析出现错乱.

什么是Content-Length

Content-Length 是HTTP消息长度, 用 十进制数字 表示的 八位字节的数目 , 是Headers中常见的一个字段. Content-Length 应该是精确的, 否则就会导致异常 (特别地, HTTP1.0中这个字段可有可无).

Content-Length 首部指示出报文中实体主体的字节大小. 这个大小是包含了所有内容编码的, 比如, 对文本文件进行了 gzip 压缩的话, Content-Length 首部指的就是压缩后的大小而不是原始大小.

Content-Length是如何工作的

Content-Length 使用十进制的数字表示了消息的长度, 服务端/客户端通过它来得知后续要读取消息的长度.

如果这个长度不正确, 会发生如下情况:

Content-Length > 实际长度

如果Content-Length比实际的长度大, 服务端/客户端读取到消息结尾后, 会等待下一个字节, 自然会无响应直到超时.

同样地, 在响应消息中 Content-Length 超过实际长度也是一样的效果:

Content-Length < 实际长度

如果这个长度小于实际长度, 首次请求的消息会被截取, 比如参数为 param=piaoruiqing , Content-Length 为10, 那么这次请求的消息会被截取为: param=piao , 如图所示:

但, 仅仅是如此吗, 当然不, 我们再来看看第二次请求会发生什么让人意外的事情, 如图:

连续的两次请求, 第一次消息被截断, 而第二次没有发生预期的截断, 而是服务端抛出了异常: Request method 'ruiqingPOST' not supported .刺不刺激 (ノ)゚Д゚( )

ruiqingPOST 是个什么神仙方法??? 此时, 凭着多年开发(DEBUG)经验练就的敏感度, 我们大致可以猜出, 上一次请求被截取剩下的消息, 在这次请求出现了. 掏出wireshark来验证一下, 如图:

导致这种情况的原因就是开启了 Connection:keep-alive , 如果使用 Connection:close , 所产生的现象就是每一次的请求都被截断, 但不会产生解析混乱(如将上一次剩下的消息拼接到后续的请求消息中).

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不确定Content-Length的值怎么办

Content-Length 首部指示出报文中实体主体的字节大小. 但如在请求处理完成前无法获取消息长度, 我们就无法明确指定 Content-Length , 此时应该使用 Transfer-Encoding: chunked

什么是Transfer-Encoding: chunked

数据以一系列分块的形式进行发送. Content-Length 首部在这种情况下不被发送. 在每一个分块的开头需要添加当前分块的长度, 以十六进制的形式表示,后面紧跟着 \r\n , 之后是分块本身, 后面也是 \r\n . 终止块是一个常规的分块, 不同之处在于其长度为0.

Transfer-Encoding: chunked是如何工作的

接下来我们用一个下载文件的例子:chestnut:, 来探讨 Transfer-Encoding: chunked 是如何工作的. 服务端代码如下:

使用postman发起请求, wireshark抓包查看, 如图:

在wireshark中可以很清晰地看到chunked的数据, 其结构大致是: 返回的消息被分为多个数据块, 每个数据块有两部分, 长度 + 数据 , 这两部分都以CRLF(即 \r\n )结尾. 而终止块是一个特殊的数据块, 其长度为0, 如图:

如此, 即完成了分块编码. 其主要应用于如下场景, 即要传输大量的数据, 但是在请求在没有被处理完之前响应的长度是无法获得的. 例如, 当需要用从数据库中查询获得的数据生成一个大的HTML表格、需要传输大量的图片等.

结语

  • Content-Length 如果存在且生效, 必须是正确的, 否则会发生异常.(大于实际值会超时, 小于实际值会截断并可能导致后续的数据解析混乱)
  • 如果报文中包含 Transfer-Encoding: chunked 首部, 那么 Content-Length 将被忽略.

参考文献

© 2019,朴瑞卿.

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