18 四通八达:HTTP的重定向和跳转

在专栏[第 1 讲]时我曾经说过,为了实现在互联网上构建超链接文档系统的设想,蒂姆·伯纳斯 - 李发明了万维网,使用 HTTP 协议传输“超文本”,让全世界的人都能够自由地共享信息。

“超文本”里含有“超链接”,可以从一个“超文本”跳跃到另一个“超文本”,对线性结构的传统文档是一个根本性的变革。

能够使用“超链接”在网络上任意地跳转也是万维网的一个关键特性。它把分散在世界各地的文档连接在一起,形成了复杂的网状结构,用户可以在查看时随意点击链接、转换页面。再加上浏览器又提供了“前进”“后退”“书签”等辅助功能,让用户在文档间跳转时更加方便,有了更多的主动性和交互性。

那么,点击页面“链接”时的跳转是怎样的呢?具体一点,比如在 Nginx 的主页上点了一下“download”链接,会发生什么呢?

结合之前的课程,稍微思考一下你就能得到答案:浏览器首先要解析链接文字里的 URI。

http://nginx.org/en/download.html

再用这个 URI 发起一个新的 HTTP 请求,获取响应报文后就会切换显示内容,渲染出新 URI 指向的页面。

这样的跳转动作是由浏览器的使用者主动发起的,可以称为“主动跳转”,但还有一类跳转是由服务器来发起的,浏览器使用者无法控制,相对地就可以称为“被动跳转”,这在 HTTP 协议里有个专门的名词,叫做“重定向”(Redirection)。

重定向的过程

其实之前我们就已经见过重定向了,在[第 12 讲]里 3××状态码时就说过,301 是“永久重定向”,302 是“临时重定向”,浏览器收到这两个状态码就会跳转到新的 URI。

那么,它们是怎么做到的呢?难道仅仅用这两个代码就能够实现跳转页面吗?

先在实验环境里看一下重定向的过程吧,用 Chrome 访问 URI “/18-1”,它会使用 302 立即跳转到“/index.html”。

从这个实验可以看到,这一次“重定向”实际上发送了两次 HTTP 请求,第一个请求返回了 302,然后第二个请求就被重定向到了“/index.html”。但如果不用开发者工具的话,你是完全看不到这个跳转过程的,也就是说,重定向是“用户无感知”的。

我们再来看看第一个请求返回的响应报文:

img

这里出现了一个新的头字段“Location: /index.html”,它就是 301/302 重定向跳转的秘密所在。

Location”字段属于响应字段,必须出现在响应报文里。但只有配合 301/302 状态码才有意义,它标记了服务器要求重定向的 URI,这里就是要求浏览器跳转到“index.html”。

浏览器收到 301/302 报文,会检查响应头里有没有“Location”。如果有,就从字段值里提取出 URI,发出新的 HTTP 请求,相当于自动替我们点击了这个链接。

在“Location”里的 URI 既可以使用绝对 URI,也可以使用相对 URI。所谓“绝对 URI”,就是完整形式的 URI,包括 scheme、host:port、path 等。所谓“相对 URI”,就是省略了 scheme 和 host:port,只有 path 和 query 部分,是不完整的,但可以从请求上下文里计算得到。

例如,刚才的实验例子里的“Location: /index.html”用的就是相对 URI。它没有说明访问 URI 的协议和主机,但因为是由“http://www.chrono.com/18-1”重定向返回的响应报文,所以浏览器就可以拼出完整的 URI:

http://www.chrono.com/index.html

实验环境的 URI“/18-1”还支持使用 query 参数“dst=xxx”,指明重定向的 URI,你可以用这种形式再多试几次重定向,看看浏览器是如何工作的。

http://www.chrono.com/18-1?dst=/15-1?name=a.json
http://www.chrono.com/18-1?dst=/17-1

注意,在重定向时如果只是在站内跳转,你可以放心地使用相对 URI。但如果要跳转到站外,就必须用绝对 URI。

例如,如果想跳转到 Nginx 官网,就必须在“nginx.org”前把“http://”都写出来,否则浏览器会按照相对 URI 去理解,得到的就会是一个不存在的 URI“http://www.chrono.com/nginx.org”

http://www.chrono.com/18-1?dst=nginx.org           # 错误
http://www.chrono.com/18-1?dst=http://nginx.org    # 正确

img

那么,如果 301/302 跳转时没有 Location 字段会怎么样呢?

这个你也可以自己试一下,使用第 12 讲里的 URI“/12-1”,查询参数用“code=302”:

http://www.chrono.com/12-1?code=302

重定向状态码

刚才我把重定向的过程基本讲完了,现在来说一下重定向用到的状态码。

最常见的重定向状态码就是 301 和 302,另外还有几个不太常见的,例如 303、307、308 等。它们最终的效果都差不多,让浏览器跳转到新的 URI,但语义上有一些细微的差别,使用的时候要特别注意。

301俗称“永久重定向”(Moved Permanently),意思是原 URI 已经“永久”性地不存在了,今后的所有请求都必须改用新的 URI。

浏览器看到 301,就知道原来的 URI“过时”了,就会做适当的优化。比如历史记录、更新书签,下次可能就会直接用新的 URI 访问,省去了再次跳转的成本。搜索引擎的爬虫看到 301,也会更新索引库,不再使用老的 URI。

302俗称“临时重定向”(“Moved Temporarily”),意思是原 URI 处于“临时维护”状态,新的 URI 是起“顶包”作用的“临时工”。

浏览器或者爬虫看到 302,会认为原来的 URI 仍然有效,但暂时不可用,所以只会执行简单的跳转页面,不记录新的 URI,也不会有其他的多余动作,下次访问还是用原 URI。

301/302 是最常用的重定向状态码,在 3××里剩下的几个还有:

  • 303 See Other:类似 302,但要求重定向后的请求改为 GET 方法,访问一个结果页面,避免 POST/PUT 重复操作;
  • 307 Temporary Redirect:类似 302,但重定向后请求里的方法和实体不允许变动,含义比 302 更明确;
  • 308 Permanent Redirect:类似 307,不允许重定向后的请求变动,但它是 301“永久重定向”的含义。

不过这三个状态码的接受程度较低,有的浏览器和服务器可能不支持,开发时应当慎重,测试确认浏览器的实际效果后才能使用。

重定向的应用场景

理解了重定向的工作原理和状态码的含义,我们就可以在服务器端拥有主动权,控制浏览器的行为,不过要怎么利用重定向才好呢?

使用重定向跳转,核心是要理解“重定向”和“永久 / 临时”这两个关键词。

先来看什么时候需要重定向。

一个最常见的原因就是“资源不可用”,需要用另一个新的 URI 来代替。

至于不可用的原因那就很多了。例如域名变更、服务器变更、网站改版、系统维护,这些都会导致原 URI 指向的资源无法访问,为了避免出现 404,就需要用重定向跳转到新的 URI,继续为网民提供服务。

另一个原因就是“避免重复”,让多个网址都跳转到一个 URI,增加访问入口的同时还不会增加额外的工作量。

例如,有的网站都会申请多个名称类似的域名,然后把它们再重定向到主站上。比如,你可以访问一下“qq.com”“github.com ”“bing.com”(记得事先清理缓存),看看它是如何重定向的。

决定要实行重定向后接下来要考虑的就是“永久”和“临时”的问题了,也就是选择 301 还是 302。

301 的含义是“永久”的。

如果域名、服务器、网站架构发生了大幅度的改变,比如启用了新域名、服务器切换到了新机房、网站目录层次重构,这些都算是“永久性”的改变。原来的 URI 已经不能用了,必须用 301“永久重定向”,通知浏览器和搜索引擎更新到新地址,这也是搜索引擎优化(SEO)要考虑的因素之一。

302 的含义是“临时”的。

原来的 URI 在将来的某个时间点还会恢复正常,常见的应用场景就是系统维护,把网站重定向到一个通知页面,告诉用户过一会儿再来访问。另一种用法就是“服务降级”,比如在双十一促销的时候,把订单查询、领积分等不重要的功能入口暂时关闭,保证核心服务能够正常运行。

重定向的相关问题

重定向的用途很多,掌握了重定向,就能够在架设网站时获得更多的灵活性,不过在使用时还需要注意两个问题。

第一个问题是“性能损耗”。很明显,重定向的机制决定了一个跳转会有两次请求 - 应答,比正常的访问多了一次。

虽然 301/302 报文很小,但大量的跳转对服务器的影响也是不可忽视的。站内重定向还好说,可以长连接复用,站外重定向就要开两个连接,如果网络连接质量差,那成本可就高多了,会严重影响用户的体验。

所以重定向应当适度使用,决不能滥用。

第二个问题是“循环跳转”。如果重定向的策略设置欠考虑,可能会出现“A=>B=>C=>A”的无限循环,不停地在这个链路里转圈圈,后果可想而知。

所以 HTTP 协议特别规定,浏览器必须具有检测“循环跳转”的能力,在发现这种情况时应当停止发送请求并给出错误提示。

实验环境的 URI“/18-2”就模拟了这样的一个“循环跳转”,它跳转到“/18-1”,并用参数“dst=/18-2”再跳回自己,实现了两个 URI 的无限循环。

使用 Chrome 访问这个地址,会得到“该网页无法正常运作”的结果:

img

小结

今天我们学习了 HTTP 里的重定向和跳转,简单小结一下这次的内容:

  1. 重定向是服务器发起的跳转,要求客户端改用新的 URI 重新发送请求,通常会自动进行,用户是无感知的;
  2. 301/302 是最常用的重定向状态码,分别是“永久重定向”和“临时重定向”;
  3. 响应头字段 Location 指示了要跳转的 URI,可以用绝对或相对的形式;
  4. 重定向可以把一个 URI 指向另一个 URI,也可以把多个 URI 指向同一个 URI,用途很多;
  5. 使用重定向时需要当心性能损耗,还要避免出现循环跳转。

课下作业

  1. 301 和 302 非常相似,试着结合第 12 讲,用自己的理解再描述一下两者的异同点。
  2. 你能结合自己的实际情况,再列出几个应当使用重定向的场景吗?

欢迎你把自己的学习体会写在留言区,与我和其他同学一起讨论。如果你觉得有所收获,也欢迎把文章分享给你的朋友。

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