404什么意思(404状态码的由来)

随着网络时代的发展与进步,我们的学习工作和生活早已离不开互联网,智能家居、网上购物、日常出行都需要互联网的支持。互联网切切实实地给生活带来了诸多便利。

那大家有没有碰到过这么一个情况呢?当我们在使用手机或者电脑浏览一些信息的时候,或者在搜索引擎中搜索资料,点击搜索结果跳转后,浏览器跳出一个 404 Not Found 的空白页。

404什么意思(404状态码的由来)

相信各位老网民都很熟悉“404”这个数字了,这个错误代码代表着服务器未找到文件,通常出访问的页面已经被更改或者移除,或是输入了错误的访问地址错误。

那为什么用 404 而不是其他的数字来代表访问资源不存在呢?互联网上对 404 的诞生有这么一个“传说”。据传在第三次科技革命前,整个互联网的形态就像是一个大型的中央数据库,并设置在一个叫 404 的房间里。那个时候,所有的互联网访问请求都由人工手动完成,若在 404 房间中没有找到请求者所需要的文件,或是由于请求者写错了文件编号,工作人员就会返回一个“Room 404 : File Not Found”的信息。

当然,经实际考证后发现传说中的 Room 404 其实并不存在,而 404 的真正来源则要从互联网之本 -HTTP 协议说起。

状态码的由来

众所周知,互联网的建立打破了地域限制,通过浏览器与服务器之间的交流让我们足不出户知天下。而浏览器与服务器之间的交流则是通过 HTTP 协议。

HTTP(Hypertext Transfer Protocol),超文本传输协议,它是应用层协议。由于其简捷、快速的方式,适用于分布式和合作式超媒体信息系统。自 1990 年起应用于万维网(WWW)全球信息服务系统。

用户上网的过程,就是浏览器通过 HTTP 协议向服务端发送请求,然后将服务端主机上的内容显示到本地。

404什么意思(404状态码的由来)

支撑着 HTTP 协议工作的是 TCP/IP 协议这个模范打工人,它负责了底层的数据传输工作。单从这一点上来看,所谓的“超文本传输协议”其实和传输没什么联系,有点名不副实。那为什么 HTTP 还被称为传输协议呢?答案就是它是传输报文内容的。

HTTP 协议在规范文档里详细定义了报文的格式,规定了组成部分,解析规则,还有处理策略,所以可以在 TCP/IP 层之上实现除了数据传输外,更灵活丰富的功能。

TCP 的协议报文,在实际要传输的数据之前附加了一个 20 字节的头部数据,存储 TCP 协议必须的额外信息,例如发送方的端口号、接收方的端口号、包序号、标志位等等。有了这个附加的 TCP 头,数据包才能够正确传输,到了目的地后把头部去掉,就可以拿到真正的数据。

404什么意思(404状态码的由来)

HTTP 协议也需要在实际传输的数据前附加这类头数据,不过与 TCP 不同的是,它是一个“纯文本”的协议,头数据都是 ASCII 码的文本,可以很容易地用肉眼阅读,不用借助程序解析也能够看懂。

HTTP 协议的请求报文和响应报文的结构基本相同,主要由三大部分组成:

  • 状态行(status line):描述响应的基本信息,也就是服务器响应的状态;
  • 头部字段集合(header):使用 key-value 形式更详细地说明报文;
  • 消息正文(entity):实际响应的数据,它不一定是纯文本,可以是图片、视频等二进制数据。

其中状态行和头部字段经常又合称为“响应头”,消息正文又称为“实体”,与“header”对应,很多时候直接称为“body”。

HTTP 协议规定报文必须有 header,但可以没有 body,且在 header 之后必须要有一个“空行”,也就是“CRLF”,十六进制的“0D0A”。

404什么意思(404状态码的由来)

404什么意思(404状态码的由来)

以又拍云存储接口文件上传完毕后返回的响应报头为例,第一行“HTTP/2 200 OK”为状态行,由三部分构成:

  • 版本号:表示报文使用的 HTTP 协议版本,上图中版本为 HTTP/2;
  • 状态码:一个三位数,用代码的形式表示处理的结果,比如 200 是成功,404 是资源不存在;
  • 原因短语:作为数字状态码补充,是状态码的简短文字描述,例如“OK”“Not Found”。

而后面的“Content-Type”、“Connection”等等都属于 header,报文的最后是一个空白行结束,没有 body。

多数情况下 HTTP 报文只有 header 没有 body。虽然 HTTP 协议对 header 的大小没有做限制,但因为头部太大可能会占用大量的服务器资源,影响运行效率。因此各个 Web 服务器都不允许过大的请求头。即便如此很多时候互联网上依然是很多大头在跑来跑去。

为了尽可能减少“大头”占用的资源,减少检测错误地址访问的时间,网站一般选择状态码来负担这个责任,因为数字比起文字能够更好地减小 HTTP 报文头部体积。

响应报文可以让客户端快速地通过状态码知道请求是否被正确处理,让服务端可以通过状态码选择最恰当的状态处理请求回复客户端。同时通过各类状态码,让服务端明确告知客户端响应状态,让客户端明确自己的下一步操作。

目前 RFC 标准里总共有 41 个状态码,并允许自行扩展。Apache、Nginx 等 Web 服务器都定义了一些专有的状态码。在开发 Web 应用的时候,我们也可以在不冲突前提下设置自己的专有状态码。

常见状态码

接下来,我们详说一下常见的各个状态码都代表着什么?

状态码的意义在于表达 HTTP 数据处理的“状态”,客户端可以依据代码适时转换处理状态,一般是一个十进制数字,而 RFC 标准里规定的状态码是三位数,取值范围从 000 到 999。常见的状态码有一定的设计格式,被分成了五类,用数字的第一位表示分类,而 0~99 不用,这样状态码的实际可用范围就大大缩小了,由 000~999 变成了 100~599。

1xx

1×× 类状态码属于提示信息,是协议处理的中间状态,实际能够用到的时候很少。

我们偶尔能够见到的是 “101 Switching Protocols”。它的意思是客户端使用 Upgrade 头字段,要求在 HTTP 协议的基础上改为其他的协议继续通信,比如 WebSocket。而如果服务器也同意变更协议,就会发送状态码 101,但这之后的数据传输就不会再使用 HTTP 了。

404什么意思(404状态码的由来)

此外还有 “100 Continue” 。表示目前为止一切正常, 客户端应该继续请求, 如果已完成请求则忽略。一般出现在文件上传中。

2xx

2×× 类状态码表示服务器收到并成功处理了客户端的请求,这也是客户端最愿意看到的状态码。

“200 OK”是最常见的成功状态码,表示一切正常,服务器如客户端所期望的那样返回了处理结果。

“204 No Content”是另一个很常见的成功状态码,它的含义与“200 OK”基本相同,但响应头后没有 body 数据。

“206 Partial Content” 一般用于分块下载或断点续传的基础,在客户端发送“范围请求”、要求获取资源的部分数据时出现,它与 200 一样,也是服务器成功处理了请求,但 body 里的数据不是资源的全部,而是其中的一部分。状态码 206 通常还会伴随着头字段“Content-Range”,表示响应报文里 body 数据的具体范围,供客户端确认,例如“Content-Range: bytes 0-66/888”,意思是此次获取的是总计 888 个字节的前 66 个字节。

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3xx

3×× 类状态码表示客户端请求的资源发生了变动,客户端必须用新的 URI 重新发送请求获取资源,也就是通常所说的“重定向”,包括“著名”的 301、302 跳转。

“301 Moved Permanently”俗称“永久重定向”,含义是此次请求的资源已经不存在了,需要改用新的 URI 再次访问。与它类似的是“302 Found”,曾经的描述短语是“Moved Temporarily”,俗称“临时重定向”,意思是请求的资源还在,但需要暂时用另一个 URI 来访问。

“304 Not Modified” 是一个比较有意思的状态码,它用于 If-Modified-Since 等条件请求,表示资源未修改,用于缓存控制。它不具有通常的跳转含义,但可以理解成“重定向已到缓存的文件”(即“缓存重定向”)。

404什么意思(404状态码的由来)

4xx

4××类状态码表示客户端发送的请求报文有误,服务器无法处理,它是具有真正的“错误码”含义的状态码了。

“400 Bad Request”是一个通用的错误码,表示请求报文有错误,但具体是数据格式错误、缺少请求头或者还是其他错误则不会明确指示,因此在 Web 开发时一般会尽量避免给客户端返回 400,使用其他更有明确含义的状态码。

“403 Forbidden”实际上不是客户端的请求出错,而是表示服务器禁止访问资源。原因可能多种多样,例如信息敏感、法律禁止等。

“404 Not Found”可能是我们最常看到的一个状态码,它一般指资源在本服务器上未找到,所以无法提供给客户端。

4×× 里剩下的一些代码较明确地说明了错误的原因,都很好理解,开发中常用的有:

  • 405 Method Not Allowed:不允许使用某些方法操作资源,例如不允许 POST 只能 GET;
  • 406 Not Acceptable:资源无法满足客户端请求的条件,例如请求中文但只有英文;
  • 408 Request Timeout:请求超时,服务器等待了过长的时间;
  • 409 Conflict:多个请求发生了冲突,可以理解为多线程并发时的竞态;
  • 413 Request Entity Too Large:请求报文里的 body 太大;
  • 414 Request-URI Too Long:请求行里的 URI 太大;
  • 429 Too Many Requests:客户端发送了太多的请求,触发了服务器的限制;
  • 431 Request Header Fields Too Large:请求头某个字段或总体太大。

5xx

5×× 类状态码表示客户端请求报文正确,但服务器在处理时内部发生了错误,无法返回应有的响应数据,是服务器端的“错误码”。

“500 Internal Server Error” 与 400 类似,也是一个通用的错误码,服务器究竟发生了什么错误我们是不知道的。不过和 400 的响应相反,开发人员通常不会把服务器内部的出错详细信息返回给访问端。虽然不利于调试,但能够防止黑客的窥探或者分析。

“501 Not Implemented” 表示客户端请求的功能还不支持,类似于“即将开业,敬请期待”的意思。

“502 Bad Gateway” 通常是服务器作为网关或者代理时返回的错误码,表示服务器自身工作正常,访问后端服务器时发生了错误,但具体的错误原因也是不知道的。

“503 Service Unavailable”表示服务器当前很忙,暂时无法响应服务,我们上网时有时候遇到的“网络服务正忙,请稍后重试”的提示信息就是状态码 503。

如何处理 404

回到我们开头所说的 404 问题。在实际业务中,难免会碰到输入了错误链接地址访问到不存在的资源,或者服务器突发故障无法访问的情况。但 Web 服务器默认提供的错误响应页面,无论 Nginx、Apache 或者是 IIS,都不是十分美观,页面简陋、呆板,且对用户不友好,无法给用户提供直观明了的信息,造成用户使用体验的下降。

因此,很多开发者均使用自定义错误页面的方式,来增强户体验,避免用户流失。以 404 举例来说,自定义 404 页面通用的做法是在页面中放置网站快速导航链接、搜索框以及网站提供的特色服务,这样可以有效的帮助用户访问站点并获取需要的信息。

404什么意思(404状态码的由来)

例如很多开发者会使用腾讯公益提供的“宝贝回家 – 公益 404 项目”,开发者可以在自定义的 404 界面中引用一段代码,当用户访问到 404 的资源,网页会显示访问资源不存在,同时加载一些失踪儿童的信息,通过互联网来迅速传播失踪儿童信息,从而提高找回失踪儿童的概率。这种操作让科技充满了温度,体现了人文关怀,正是科技的浪漫所在。

404什么意思(404状态码的由来)

如果你不知道如何自定义错误响应页,但是又很想拥有。你可以看一下又拍云的 CDN 、或者云存储服务的自定义页面功能。它可以帮助你快速的配置 4XX、5XX 的错误响应页。只需要打开控制台,就可以根据自己的需求配置错误响应也和错误响应图,非常方便好用。

除此之外,还可以通过边缘规则,让不同错误码对应不同的网址跳转、URL 改写等网页引导操作。

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