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实习项目包装--HTTP 协议和 Web API

news 2025/9/10 7:15:18

好的，完全没问题！你问到了一个非常核心且基础的知识领域，这是现代Web开发和几乎所有网络应用的基石。我们暂别嵌入式系统，专门来上一堂关于 HTTP 协议和 Web API 的详细课程。

我会从最根本的概念讲起，逐步深入到你所问的各个部分，并用大量例子帮助你理解。

第一部分：网络通信的基础——协议 (Protocol)

想象一下你和一个外国朋友写信：

你们需要一种共同的语言（比如英语）。
信需要放在信封里，写上收件人地址和寄件人地址。
需要遵循邮局的投递规则（贴多少邮票、投到邮筒里）。

计算机之间的通信也是如此。它们必须遵循一套预先定义好的、非常精确的规则，这套规则就叫做协议。

HTTP 就是其中最重要的一套规则，专门用于 Web。

第二部分：什么是 HTTP？—— Web 世界的基础语言

全称: Hypertext Transfer Protocol (超文本传输协议)
作用: 它定义了客户端（如浏览器、手机App）和服务器（存放网站和数据的计算机）之间如何交换信息。
工作模式: 请求-响应模型
- 客户端 发起一个 HTTP 请求。
- 服务器 处理请求后，返回一个 HTTP 响应。
特点:
- 无连接: 服务器在处理完一个请求并发送响应后，就断开连接，不会记住这个客户端。这节省了服务器资源。
- 无状态: 这是最关键的一点。服务器不会记住你上一次的请求。对你来说，这意味着你登录一个网站后，服务器如何知道你还在登录？答案是通过 Cookie 等技术在每次请求中都额外带上你的身份信息，来“模拟”出状态。

第三部分：深入理解 HTTP 请求 (Request) 和响应 (Response)

1. HTTP 请求 (Request) - “你点的菜”

当一个浏览器地址栏输入 www.example.com 并回车时，它就构建并发送了一个 HTTP 请求。这个请求包含三个核心部分：

请求行: 定义了要做什么。
GET /index.html HTTP/1.1
| | |
方法资源路径协议版本
请求头: 定义了如何做或提供了附加信息。是一些 Key: Value 对。
Host: www.example.com // 告诉服务器域名（一个IP可能对应多个网站）
User-Agent: Mozilla/5.0... // 告诉服务器客户端的类型和版本
Accept: text/html // 告诉服务器我希望能接收HTML格式的内容
Authorization: Bearer xyz... // 身份验证信息（如果需要登录）
请求体: 可选。通常只在发送数据给服务器时使用，比如提交表单。
username=john&password=123456

2. HTTP 响应 (Response) - “后厨上的菜”

服务器收到请求后，会处理并返回一个 HTTP 响应。它也包含三个核心部分：

状态行: 定义了结果怎么样。
HTTP/1.1 200 OK
| | |
协议版本状态码状态消息
响应头: 描述了返回的数据信息。也是 Key: Value 对。
Content-Type: text/html; charset=UTF-8 // 内容的类型是HTML文本，编码是UTF-8
Content-Length: 1024 // 内容长度是1024字节
Set-Cookie: sessionid=abc123;... // 指示浏览器设置一个Cookie
响应体: 最重要的部分，即请求的真正内容，比如网页的HTML代码、图片数据、JSON字符串等。
<!DOCTYPE html><html><head><title>Example</title>...

第四部分：详解 HTTP 方法 (Methods / Verbs) - “你要做什么动作”

这是 RESTful API 设计的灵魂。它们定义了请求的意图。

方法	英文含义	中文	作用	是否幂等	示例
GET	Retrieve	获取	安全地从服务器获取资源。不应修改任何数据。	是	获取新闻列表、查看用户信息
POST	Create	创建	向服务器提交数据，通常用于创建新资源。	否	用户注册、发表一篇新文章
PUT	Update	更新	完整更新一个已有资源。客户端需要提供资源的全部属性。	是	更新用户个人资料（提供所有字段）
PATCH	Update	更新	部分更新一个资源。客户端只提供需要修改的属性。	否	只修改用户头像（只提供头像字段）
DELETE	Delete	删除	请求服务器删除指定的资源。	是	删除一篇文章

重要概念：幂等性

幂等：意味着无论你执行一次还是多次相同的操作，其最终效果是一样的。
- GET /user/1：执行1次或10次，都只是获取数据，不会改变数据。
- PUT /user/1 {name: "John"}：执行1次或10次，用户的name最终都是John。
- DELETE /user/1：执行1次，用户被删除。再执行，结果依然是“用户不存在”。
非幂等：意味着每次执行都可能产生不同的效果或创建新的资源。
- POST /articles：每次执行都会创建一篇新的文章。

第五部分：详解 HTTP 状态码 (Status Codes) - “服务员给你的答复”

状态码是一个3位数字，快速告诉你请求的结果。它分为5类：

1xx (信息性) - “我知道了，正在处理…”

不常见，表示请求已被接收，继续处理。

2xx (成功) - “搞定！”

200 OK: 最常用。请求成功，响应体中有所需数据。
201 Created: 创建成功。POST 请求成功创建了新资源，响应头 Location 通常会包含新资源的访问地址。
202 Accepted: 已接受。请求已接受处理，但处理尚未完成。适用于异步任务。
204 No Content: 成功但无内容。服务器成功处理了请求，但不需要返回任何内容（如 DELETE 请求成功）。

3xx (重定向) - “你去别处看看…”

301 Moved Permanently: 永久移动。请求的资源已永久移动到新位置，未来所有请求都应使用新的URL。
302 Found: 临时移动。请求的资源临时从另一个URL响应。
304 Not Modified: 未修改。用于缓存。告诉客户端，你本地缓存的版本还没过期，直接用吧。

4xx (客户端错误) - “你搞错了！”

400 Bad Request: 错误请求。服务器无法理解请求的格式（比如你发的JSON语法错误）。
401 Unauthorized: 未认证。需要身份验证，但客户端没有提供或验证失败（比如密码错误）。意思是“你是谁？”
403 Forbidden: 禁止访问。服务器理解请求，但拒绝执行。身份验证成功，但权限不足。意思是“我知道你是谁，但你不准做这个。”
404 Not Found: 找不到。请求的资源在服务器上不存在。最常见的错误之一。
405 Method Not Allowed: 方法不允许。比如对只读资源发送了 POST 请求。

5xx (服务器错误) - “我搞砸了…”

500 Internal Server Error: 服务器内部错误。一个笼统的错误消息，表示服务器遇到了意外情况。
502 Bad Gateway: 坏网关。服务器作为网关或代理，从上游服务器收到了无效响应。
503 Service Unavailable: 服务不可用。服务器暂时无法处理请求（可能由于过载或维护）。

第六部分：综合实战——再看 Door State Service API

现在，让我们用刚学的知识，重新审视你项目中的 API 设计，你会发现一切变得如此清晰！

获取所有车门状态
- 请求: GET /api/v1/doors
  - 方法: GET -> 意图是获取数据，不会改变车门状态。
- 响应: 200 OK
  - 状态码: 200 -> 成功获取到了数据。
  - 体: JSON 格式的车门状态数据。
解锁左前门
- 请求: PATCH /api/v1/doors/frontLeft
  - 方法: PATCH -> 意图是部分更新 frontLeft 这个资源。我们只发送要修改的 lock 字段，非常高效且符合语义。
  - 头: Content-Type: application/json -> 告诉服务器，我发过来的请求体是JSON格式的。
  - 体: {"lock": "unlocked"} -> 要更新的数据。
- 可能的响应:
  - 200 OK -> 更新成功，并在响应体中返回更新后的完整状态。
  - 401 Unauthorized -> 请求没有提供有效的身份令牌。
  - 403 Forbidden -> 身份有效，但这个用户没有被授权解锁车门。
  - 404 Not Found -> 也许URL拼错了，服务器没有 frontLeft 这个资源。
  - 500 Internal Server Error -> 服务器成功收到了请求，但在尝试通过CAN总线发送指令时，底层硬件出错了。