HTTP URL 字符转义字符编码、 RFC 3986编码规范

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一、为什么要编码转义

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。

二、哪些字符需要编码

1、URL特殊字符转义，URL中一些字符的特殊含义，基本编码规则如下：

1、空格换成加号(+)
2、正斜杠(/)分隔目录和子目录
3、问号(?)分隔URL和查询
4、百分号(%)制定特殊字符
5、#号指定书签
6、&号分隔参数

2、不需要编码的字符：

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。

1、在US-ASCII字符集中没有的可打印字符：Url中只允许使用可打印字符。US-ASCII码中的10-7F字节全都表示控制字符，这些字符都不能直接出现在Url中。同时，对于80-FF字节（ISO-8859-1），由于已经超出了US-ACII定义的字节范围，因此也不可以放在Url中。

2、保留字符：Url可以划分成若干个组件，协议、主机、路径等。有一些字符（:/?#[]@）是用作分隔不同组件的。例如:冒号用于分隔协议和主机，/用于分隔主机和路径，?用于分隔路径和查询参数，等等。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文档规定，Url中只允许包含以下四种：

1、英文字母（a-zA-Z）

2、数字（0-9）

3、-_.~ 4个特殊字符

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

3、需要编码的字符：

如果需要在URL中用到特殊字符，需要将这些特殊字符换成相应的十六进制的值

不安全字符：有一些字符，当他们直接放在Url中的时候，可能会引起解析程序的歧义。这些字符被视为不安全字符，原因有很多。

空格：Url在传输的过程，或者用户在排版的过程，或者文本处理程序在处理Url的过程，都有可能引入无关紧要的空格，或者将那些有意义的空格给去掉。
引号以及<>：引号和尖括号通常用于在普通文本中起到分隔Url的作用
#：通常用于表示书签或者锚点
%：百分号本身用作对不安全字符进行编码时使用的特殊字符，因此本身需要编码
{}|\^[]`~：某一些网关或者传输代理会篡改这些字符

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。

三、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。

列举带有特殊字符的参数替换成另一些代替的参数，如下所示

字符 - URL编码值

空格 - %20 （URL中的空格可以用+号或者编码值表示）
" - %22
# - %23
% - %25
& - %26
( - %28
) - %29
+ - %2B
, - %2C
/ - %2F
: - %3A
; - %3B
< - %3C
= - %3D
> - %3E
? - %3F
@ - %40
\ - %5C
| - %7C

{ - %7B

} - %7D

四、具体编码处理方法

用URLEncode先对你原始url做个编码，然后使用编码后的String。

encodeURIComponent(JSON.stringify(files)) 加一下encodeURIComponen 处理即可。

web端：Javascript的escape()，encodeURIComponent(),encodeURI ()这三个函数进行URL编码,防止特殊字符接收不到。

Java代码：

五、案例

在将tomcat升级到7.0.81版后，发现系统的有些功能不能使用了，查询日志发现是有些地址直接被tomcat认为存在不合法字符，返回HTTP 400错误响应，错入信息如下：

1、原因分析

经了解，这个问题是高版本tomcat中的新特性：就是严格按照 RFC 3986规范进行访问解析，而 RFC 3986规范定义了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中指定了以下字符为保留字符：! * ’ ( ) ; : @ & = + $ , / ? # [ ])。而我们的系统在通过地址传参时，在url中传了一段json，传入的参数中有"{"不在RFC3986中的保留字段中，所以会报这个错。

根据（https://bz.apache.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=60594），从以下版本开始，有配置项能够关闭/配置这个行为：
8.5.x系列的：8.5.12 onwards
8.0.x系列的：8.0.42 onwards
7.0.x系列的：7.0.76 onwards

2、处理方法

.../conf/catalina.properties中，找到最后注释掉的一行＃tomcat.util.http.parser.HttpParser.requestTargetAllow=| ，改成tomcat.util.http.parser.HttpParser.requestTargetAllow=|{}，表示把｛｝放行

Ps:当然也可以在参数传递前对URL先编码。