为什么要进行URL编码!!!

互联网架构师

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2021-11-29 23:03

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作者:一觉睡到丶小时候
链接:https://www.jianshu.com/p/290ecc26d5f2

上一篇:SQL查找是否"存在",别再count了!

我们都知道Http协议中参数的传输是"key=value"这种简直对形式的,如果要传多个参数就需要用“&”符号对键值对进行分割。

如"?name1=value1&name2=value2",这样在服务端在收到这种字符串的时候,会用“&”分割出每一个参数,然后再用“=”来分割出参数值。

针对“name1=value1&name2=value2”我们来说一下客户端到服务端的概念上解析过程:

上述字符串在计算机中用ASCII吗表示为:

6E616D6531 3D 76616C756531 26 6E616D6532 3D 76616C756532。
6E616D6531:name1
3D:=
76616C756531:value1
26:&
6E616D6532:name2
3D:=
76616C756532:value2

服务端在接收到该数据后就可以遍历该字节流,首先一个字节一个字节的吃,当吃到3D这字节后,服务端就知道前面吃得字节表示一个key,再想后吃,如果遇到26,说明从刚才吃的3D到26子节之间的是上一个key的value,以此类推就可以解析出客户端传过来的参数。

现在有这样一个问题,如果我的参数值中就包含=或&这种特殊字符的时候该怎么办?

比如说“name1=value1”,其中value1的值是“va&lu=e1”字符串,那么实际在传输过程中就会变成这样“name1=va&lu=e1”。我们的本意是就只有一个键值对,但是服务端会解析成两个键值对,这样就产生了奇异。

如何解决上述问题带来的歧义呢?解决的办法就是对参数进行URL编码

URL编码只是简单的在特殊字符的各个字节前加上%,例如,我们对上述会产生奇异的字符进行URL编码后结果:“name1=va%26lu%3D”,这样服务端会把紧跟在“%”后的字节当成普通的字节,就是不会把它当成各个参数或键值对的分隔符。搜索公众号互联网架构师复“2T”,送你一份惊喜礼包。

另外一个问题,就是为什么我们要用ASCII传输,可不可以用别的编码?

当然可以用别的编码,你自己可以开发一套编码,然后自己解析。就像大部分国家都有自己的语言一样。那国家之间要交流,怎么办?用英语把,英语的使用范围最广。
通常如果一样东西需要编码,说明这样东西并不适合传输。原因多种多样,如Size过大,包含隐私数据,对于Url来说,之所以要进行编码,是因为Url中有些字符会引起歧义。
例如,Url参数字符串中使用key=value键值对这样的形式来传参,键值对之间以&符号分隔,如/s?q=abc&ie=utf-8。如果你的value字符串中包含了=或者&,那么势必会造成接收Url的服务器解析错误,因此必须将引起歧义的&和=符号进行转义,也就是对其进行编码。
又如,Url的编码格式采用的是ASCII码,而不是Unicode,这也就是说你不能在Url中包含任何非ASCII字符,例如中文。否则如果客户端浏览器和服务端浏览器支持的字符集不同的情况下,中文可能会造成问题。
Url编码的原则就是使用安全的字符(没有特殊用途或者特殊意义的可打印字符)去表示那些不安全的字符。搜索公众号互联网架构师复“2T”,送你一份惊喜礼包。
预备知识:URI是统一资源标识的意思,通常我们所说的URL只是URI的一种。典型URL的格式如下所示。下面提到的URL编码,实际上应该指的是URI编码。


哪些字符需要编码

RFC3986文档规定,Url中只允许包含英文字母(a-zA-Z)、数字(0-9)、-_.~4个特殊字符以及所有保留字符。RFC3986文档对Url的编解码问题做出了详细的建议,指出了哪些字符需要被编码才不会引起Url语义的转变,以及对为什么这些字符需要编码做出了相应的解释。

还有一些字符(!><'()*+,;=)用于在每个组件中起到分隔作用的,如=用于表示查询参数中的键值对,&符号用于分隔查询多个键值对。当组件中的普通数据包含这些特殊字符时,需要对其进行编码。

RFC3986中指定了以下字符为保留字符:! * ' ( ) ; : @ & = + $ , / ? # [ ]

需要注意的是,对于Url中的合法字符,编码和不编码是等价的,但是对于上面提到的这些字符,如果不经过编码,那么它们有可能会造成Url语义的不同。因此对于Url而言,只有普通英文字符和数字,特殊字符$-_.+!*'()还有保留字符,才能出现在未经编码的Url之中。其他字符均需要经过编码之后才能出现在Url中。

但是由于历史原因,目前尚存在一些不标准的编码实现。例如对于符号,虽然RFC3986文档规定,对于波浪符号,不需要进行Url编码,但是还是有很多老的网关或者传输代理会进行编码。


如何对Url中的非法字符进行编码

Url编码通常也被称为百分号编码(Url Encoding,also known as percent-encoding),是因为它的编码方式非常简单,使用%百分号加上两位的字符——0123456789ABCDEF——代表一个字节的十六进制形式。

Url编码默认使用的字符集是US-ASCII。例如a在US-ASCII码中对应的字节是0x61,那么Url编码之后得到的就是%61,我们在地址栏上输入http://g.cn/search?q=%61%62%63,实际上就等同于在google上搜索abc了。又如@符号在ASCII字符集中对应的字节为0x40,经过Url编码之后得到的是%40。

对于非ASCII字符,需要使用ASCII字符集的超集进行编码得到相应的字节,然后对每个字节执行百分号编码。对于Unicode字符,RFC文档建议使用utf-8对其进行编码得到相应的字节,然后对每个字节执行百分号编码。如"中文"使用UTF-8字符集得到的字节为0xE4 0xB8 0xAD 0xE6 0x96 0x87,经过Url编码之后得到"%E4%B8%AD%E6%96%87"。

如果某个字节对应着ASCII字符集中的某个非保留字符,则此字节无需使用百分号表示。例如"Url编码",使用UTF-8编码得到的字节是0x55 0x72 0x6C 0xE7 0xBC 0x96 0xE7 0xA0 0x81,由于前三个字节对应着ASCII中的非保留字符"Url",因此这三个字节可以用非保留字符"Url"表示。最终的Url编码可以简化成"Url%E7%BC%96%E7%A0%81" ,当然,如果你用"%55%72%6C%E7%BC%96%E7%A0%81"也是可以的。

由于历史的原因,有一些Url编码实现并不完全遵循这样的原则,下面会提到。

Javascript中的escape, encodeURI和encodeURIComponent的区别

JavaScript中提供了3对函数用来对Url编码以得到合法的Url,它们分别是escape / unescape, encodeURI / decodeURI和encodeURIComponent / decodeURIComponent。由于解码和编码的过程是可逆的,因此这里只解释编码的过程。
这三个编码的函数——escape,encodeURI,encodeURIComponent——都是用于将不安全不合法的Url字符转换为合法的Url字符表示,它们有以下几个不同点。

这种方式已经被W3C废弃了。但是在ECMA-262标准中仍然保留着escape的这种编码语法。encodeURI和encodeURIComponent则使用UTF-8对非ASCII字符进行编码,然后再进行百分号编码。这是RFC推荐的。因此建议尽可能的使用这两个函数替代escape进行编码。

我们上面提到过,保留字符一般是用来分隔URI组件(一个URI可以被切割成多个组件,参考预备知识一节)或者子组件(如URI中查询参数的分隔符),如:号用于分隔scheme和主机,?号用于分隔主机和路径。由于encodeURI操纵的对象是一个完整的的URI,这些字符在URI中本来就有特殊用途,因此这些保留字符不会被encodeURI编码,否则意义就变了。

组件内部有自己的数据表示格式,但是这些数据内部不能包含有分隔组件的保留字符,否则就会导致整个URI中组件的分隔混乱。因此对于单个组件使用encodeURIComponent,需要编码的字符就更多了。

表单提交

当Html的表单被提交时,每个表单域都会被Url编码之后才在被发送。由于历史的原因,表单使用的Url编码实现并不符合最新的标准。
例如对于空格使用的编码并不是%20,而是+号,如果表单使用的是Post方法提交的,我们可以在HTTP头中看到有一个Content-Type的header,值为application/x-www-form-urlencoded。
大部分应用程序均能处理这种非标准实现的Url编码,但是在客户端Javascript中,并没有一个函数能够将+号解码成空格,只能自己写转换函数。还有,对于非ASCII字符,使用的编码字符集取决于当前文档使用的字符集。例如我们在Html头部加上。搜索公众号互联网架构师复“2T”,送你一份惊喜礼包。
<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=gb2312" />
这样浏览器就会使用gb2312去渲染此文档(注意,当HTML文档中没有设置此meta标签,则浏览器会根据当前用户喜好去自动选择字符集,用户也可以强制当前网站使用某个指定的字符集)。当提交表单时,Url编码使用的字符集就是gb2312。
之前在使用Aptana(为什么专指aptana下面会提到)遇到一个很迷惑的问题,就是在使用encodeURI的时候,发现它编码得到的结果和我想的很不一样。下面是我的示例代码:
<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN" 
"http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd">

<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml">
    <head>
        <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=gb2312" />
    </head>
    <body>
        <script type="text/javascript">
            document.write(encodeURI("中文"));
</script>

    </body>
</html>
运行结果输出%E6%B6%93%EE%85%9F%E6%9E%83。显然这并不是使用UTF-8字符集进行Url编码得到的结果(在Google上搜索"中文",Url中显示的是%E4%B8%AD%E6%96%87)。
所以我当时就很质疑,难道encodeURI还跟页面编码有关,但是我发现,正常情况下,如果你使用gb2312进行Url编码也不会得到这个结果的才是。后来终于被我发现,原来是页面文件存储使用的字符集和Meta标签中指定的字符集不一致导致的问题。
Aptana的编辑器默认情况下使用UTF-8字符集。也就是说这个文件实际存储的时候使用的是UTF-8字符集。但是由于Meta标签中指定了gb2312,这个时候,浏览器就会按照gb2312去解析这个文档,那么自然在"中文"这个字符串这里就会出错,因为"中文"字符串用UTF-8编码过后得到的字节是0xE4 0xB8 0xAD 0xE6 0x96 0x87,这6个字节又被浏览器拿gb2312去解码,那么就会得到另外三个汉字"涓枃"(GBK中一个汉字占两个字节),这三个汉字在传入encodeURI函数之后得到的结果就是%E6%B6%93%EE%85%9F%E6%9E%83。因此,encodeURI使用的还是UTF-8,并不会受到页面字符集的影响。
对于包含中文的Url的处理问题,不同浏览器有不同的表现。例如对于IE,如果你勾选了高级设置"总是以UTF-8发送Url",那么Url中的路径部分的中文会使用UTF-8进行Url编码之后发送给服务端,而查询参数中的中文部分使用系统默认字符集进行Url编码。为了保证最大互操作性,建议所有放到Url中的组件全部显式指定某个字符集进行Url编码,而不依赖于浏览器的默认实现。
另外,很多HTTP监视工具或者浏览器地址栏等在显示Url的时候会自动将Url进行一次解码(使用UTF-8字符集),这就是为什么当你在Firefox中访问Google搜索中文的时候,地址栏显示的Url包含中文的缘故。但实际上发送给服务端的原始Url还是经过编码的。你可以在地址栏上使用Javascript访问location.href就可以看出来了。在研究Url编解码的时候千万别被这些假象给迷惑了。
感谢您的阅读,也欢迎您发表关于这篇文章的任何建议,关注我,技术不迷茫!小编到你上高速。
    · END ·
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正文结束


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