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docs: 添加第六章文字初稿
This commit is contained in:
DuRuofu
@@ -0,0 +1,451 @@
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# ESP32网络入门-HTTP协议
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### 一、概述
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#### 1.1 HTTP协议介绍
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`HTTP`协议(超文本传输协议HyperText Transfer Protocol)，它是基于TCP协议的应用层传输协议，简单来说就是客户端和服务端进行数据传输的一种规则。
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特点：
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- 支持客户/服务器模式
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- 简单快速：客户向服务器请求服务时，只需传送请求方法和路径，请求方法常用GET,HEAD,POST。每种方法规定了客户与服务器联系的类型不同，由于HTTP协议简单，是的HTTP服务器的程序规模小，因而通信速度很快。
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- 灵活：HTTP允许传输任意类型的数据对象，正在传输的类型有Content-Type加以标记。
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- 无连接：无连接的含义是限制每次连接只处理一个请求，服务器处理完客户的请求，并受到客户的应答后，即断开连接，采用这种方式可以节省传输时间。
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- 无状态：HTTP协议是无状态协议。无状态是指协议对于事务处理没有记忆能力。缺少状态意味着如果后续处理需要前面的信息，则它必须重传，这样可以导致每次连接传送的数据量增大。另一方面，在服务器不需要先前信息时它的应答就较快。
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#### 1.2 HTTP内容
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>关于HTTP内容比较简单，这里建议直接阅读计算机网络有关部分，在此不再赘述。
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HTTP协议使用客户端/服务器模型。客户端向服务器发送HTTP请求，服务器接收到请求后，根据请求的内容进行一定的处理，并将处理结果封装在HTTP响应中返回给客户端。HTTP请求和响应都有一定的结构，通常包含三部分：起始行、首部和主体。
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可以参考：
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>[前后端交互之 HTTP 协议](https://www.bilibili.com/video/BV1KV411o7u5/?spm_id_from=333.1007.0.0&vd_source=ef5a0ab0106372751602034cdd9ab98e)
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我们在本节只需要知道发送HTTP请求的格式和接收的格式即可：
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##### 发送格式：
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HTTP的起始行包含了请求方法或响应状态码等信息，如GET、POST等请求方法，200 OK、404 Not Found等响应状态码。HTTP的首部包含了请求或响应的各项属性，如Accept、Content-Type、Set-Cookie等。HTTP的主体则包含了请求或响应的具体内容，如HTML、JSON等文本数据或二进制数据。
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##### 接收格式：
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##### URL格式：
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URL（Uniform Resource Locator）是用于定位互联网上资源的地址，常见的资源包括网页、图片、视频等。URL由多个部分组成，包括协议、主机名、端口号、路径和查询字符串等。
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一个标准的URL格式如下：
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复制代码
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```
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<协议>://<主机名>:<端口>/<路径>?<查询字符串>
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```
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其中，协议表示访问资源所采用的协议，如HTTP、HTTPS、FTP等；主机名表示资源所在的主机名或IP地址；端口号表示与主机通信的端口号，默认情况下使用协议默认的端口；路径表示请求的资源路径，可以是一个具体的文件路径，也可以是一个文件夹路径；查询字符串表示请求参数，以问号（?）开头，多个参数之间用&符号分隔。
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例如，以下是一个标准的URL格式：
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复制代码
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```
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https://www.example.com:80/index.html?id=123&name=test
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```
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其中，协议为HTTPS，[主机名为www.example.com](http://xn--www-c88de450g138a.example.com/)，端口号为80（默认端口号可省略），路径为/index.html，查询字符串为id=123&name=test。
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> 请确保明白上面的内容，再开始学习ESP32的HTTP协议使用。
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### 二、使用
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下面我们使用ESP32充当浏览器，向HTTP服务器发送Request请求。
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#### 2.1 整体介绍
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`esp_http_client` 提供了一组 API，用于从 ESP-IDF 应用程序中发起 HTTP/S 请求，具体的使用步骤如下：
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- 首先调用 [`esp_http_client_init()`](https://docs.espressif.com/projects/esp-idf/zh_CN/latest/esp32/api-reference/protocols/esp_http_client.html#_CPPv420esp_http_client_initPK24esp_http_client_config_t "esp_http_client_init")，创建一个 [`esp_http_client_handle_t`](https://docs.espressif.com/projects/esp-idf/zh_CN/latest/esp32/api-reference/protocols/esp_http_client.html#_CPPv424esp_http_client_handle_t "esp_http_client_handle_t") 实例，即基于给定的 [`esp_http_client_config_t`](https://docs.espressif.com/projects/esp-idf/zh_CN/latest/esp32/api-reference/protocols/esp_http_client.html#_CPPv424esp_http_client_config_t "esp_http_client_config_t") 配置创建 HTTP 客户端句柄。此函数必须第一个被调用。若用户未明确定义参数的配置值，则使用默认值。
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- 其次调用 [`esp_http_client_perform()`](https://docs.espressif.com/projects/esp-idf/zh_CN/latest/esp32/api-reference/protocols/esp_http_client.html#_CPPv423esp_http_client_perform24esp_http_client_handle_t "esp_http_client_perform")，执行 `esp_http_client` 的所有操作，包括打开连接、交换数据、关闭连接（如需要），同时在当前任务完成前阻塞该任务。所有相关的事件（在 [`esp_http_client_config_t`](https://docs.espressif.com/projects/esp-idf/zh_CN/latest/esp32/api-reference/protocols/esp_http_client.html#_CPPv424esp_http_client_config_t "esp_http_client_config_t") 中指定）将通过事件处理程序被调用。
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- 最后调用 [`esp_http_client_cleanup()`](https://docs.espressif.com/projects/esp-idf/zh_CN/latest/esp32/api-reference/protocols/esp_http_client.html#_CPPv423esp_http_client_cleanup24esp_http_client_handle_t "esp_http_client_cleanup") 来关闭连接（如有），并释放所有分配给 HTTP 客户端实例的内存。此函数必须在操作完成后最后一个被调用。
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#### 2.2 详细步骤
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首先我们要初始化WIFI，连接WIFI，这是编写HTTP程序的基础，连接WIFI在此不再赘述。
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>后面的部分，默认已经连接好网络.
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##### 2.2.1 创建`esp_http_client` 实例
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这里要使用[`esp_http_client_init()`](https://docs.espressif.com/projects/esp-idf/zh_CN/latest/esp32/api-reference/protocols/esp_http_client.html#_CPPv420esp_http_client_initPK24esp_http_client_config_t "esp_http_client_init")创建HTTP客户端句柄实例，这个函数是 ESP32/ESP-IDF 中用于初始化 HTTP 客户端会话的函数。它接受一个指向 `esp_http_client_config_t` 结构的指针作为参数，该结构包含了 HTTP 客户端的配置信息。函数返回一个 esp_http_client_handle_t 类型的句柄，需要将这个句柄作为其他接口函数的输入参数来使用。在调用这个函数之后，必须在操作完成后调用 esp_http_client_cleanup 函数来清理资源。
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关于`esp_http_client_config_t` 结构的参数如下：
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| 成员 | 描述 |
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| --------------------------- | -------------------------------------------------------------------------- |
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| url | HTTP URL，如果设置了该字段，则会覆盖其他字段 |
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| host | 域名或 IP 地址，以字符串表示 |
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| port | 连接的端口，默认取决于 `esp_http_client_transport_t`（80 或 443） |
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| username | HTTP 身份验证的用户名 |
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| password | HTTP 身份验证的密码 |
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| auth_type | HTTP 身份验证类型，参见 `esp_http_client_auth_type_t` |
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| path | HTTP 路径，默认为 `/` 如果未设置 |
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| query | HTTP 查询参数 |
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| cert_pem | SSL 服务器证书，PEM 格式的字符串，如果客户端需要验证服务器 |
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| cert_len | `cert_pem` 缓冲区的长度。对于以 null 结尾的 PEM，可能为 0 |
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| client_cert_pem | SSL 客户端证书，PEM 格式的字符串，如果服务器需要验证客户端 |
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||||
| client_cert_len | `client_cert_pem` 缓冲区的长度。对于以 null 结尾的 PEM，可能为 0 |
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| client_key_pem | SSL 客户端私钥，PEM 格式的字符串，如果服务器需要验证客户端 |
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| client_key_len | `client_key_pem` 缓冲区的长度。对于以 null 结尾的 PEM，可能为 0 |
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| client_key_password | 客户端密钥解密密码字符串 |
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| client_key_password_len | `client_key_password` 字符串的长度 |
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| tls_version | 连接的 TLS 协议版本，例如 TLS 1.2、TLS 1.3（默认 - 无偏好） |
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| user_agent | 发送 HTTP 请求时的用户代理字符串 |
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| method | HTTP 方法 |
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| timeout_ms | 网络超时时间（毫秒） |
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| disable_auto_redirect | 禁用 HTTP 自动重定向 |
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| max_redirection_count | 在接收到 HTTP 重定向状态码时的最大重定向次数，如果为零，则使用默认值 |
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| max_authorization_retries | 在接收到 HTTP 未经授权状态码时的最大连接重试次数，如果为零，则使用默认值。如果为 -1，则禁用授权重试 |
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| event_handler | HTTP 事件处理器 |
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| transport_type | HTTP 传输类型，参见 `esp_http_client_transport_t` |
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| buffer_size | HTTP 接收缓冲区大小 |
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| buffer_size_tx | HTTP 发送缓冲区大小 |
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| user_data | HTTP 用户数据上下文 |
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| is_async | 设置异步模式，目前仅支持 HTTPS |
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| use_global_ca_store | 使用全局 CA 存储 |
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| skip_cert_common_name_check | 跳过对服务器证书 CN 字段的验证 |
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| common_name | 指向包含服务器证书公共名称的字符串的指针。如果非 NULL，则服务器证书 CN 必须匹配此名称；如果为 NULL，则服务器证书 CN 必须匹配主机名 |
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| crt_bundle_attach | 指向 esp_crt_bundle_attach 函数的函数指针。启用证书包以进行服务器验证，必须在 menuconfig 中启用 |
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| keep_alive_enable | 启用 keep-alive 超时 |
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| keep_alive_idle | keep-alive 空闲时间，默认为 5 秒 |
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| keep_alive_interval | keep-alive 间隔时间，默认为 5 秒 |
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| keep_alive_count | keep-alive 数据包重试发送计数，默认为 3 次 |
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| if_name | 数据通过的接口名称。如果不设置，则使用默认接口 |
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示例代码：
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```c
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// 初始化HTTP客户端
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char local_response_buffer[MAX_HTTP_OUTPUT_BUFFER + 1] = {0};
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esp_http_client_config_t config = {
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.host = CONFIG_EXAMPLE_HTTP_ENDPOINT,
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.path = "/get",
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.query = "esp",
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.event_handler = _http_event_handler,
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.user_data = local_response_buffer, // Pass address of local buffer to get response
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||||
.disable_auto_redirect = true,
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};
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||||
esp_http_client_handle_t client = esp_http_client_init(&config);
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```
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解释：
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1. `char local_response_buffer[MAX_HTTP_OUTPUT_BUFFER + 1] = {0};`：这一行定义了一个字符数组 `local_response_buffer`，用来存储 HTTP 响应内容。`MAX_HTTP_OUTPUT_BUFFER` 是预先定义的常量，表示了 buffer 的最大大小。
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2. `esp_http_client_config_t config = { ... };`：这里创建了一个 `esp_http_client_config_t` 结构体变量 `config`，并使用大括号内的初始化列表对其进行初始化。初始化列表中的字段包括：
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- `host`：设置为宏 `CONFIG_EXAMPLE_HTTP_ENDPOINT`，表示 HTTP 请求的目标主机。
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- `path`：设置为 `"/get"`，表示 HTTP 请求的路径。
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- `query`：设置为 `"esp"`，表示 HTTP 请求的查询参数。
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- `event_handler`：设置为 `_http_event_handler`，这是一个处理 HTTP 事件的回调函数。
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- `user_data`：设置为 `local_response_buffer` 的地址，以便在 HTTP 请求完成后将响应内容存储到 `local_response_buffer` 中。
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||||
- `disable_auto_redirect`：设置为 `true`，禁用 HTTP 的自动重定向功能。
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3. `esp_http_client_handle_t client = esp_http_client_init(&config);`：这一行调用了 `esp_http_client_init` 函数来初始化一个 HTTP 客户端，并将上述配置传递给该函数。函数返回一个 `esp_http_client_handle_t` 类型的客户端句柄，以供后续的 HTTP 请求使用。
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##### 2.2.2 执行HTTP客户端的各种操作
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>具体使用就很简单了：
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###### GET请求
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esp_http_client_perform()：esp_http_client需要使用init函数创建的参数。此函数执行esp_http_client的所有操作，从打开连接，发送数据，下载数据和关闭连接（如有必要）。所有相关事件都将在event_handle（由定义esp_http_client_config_t）中调用。此功能执行其工作并阻止当前任务，直到完成
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```c
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esp_err_t err = esp_http_client_perform(client);
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||||
if (err == ESP_OK)
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{
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ESP_LOGI(TAG, "HTTP GET Status = %d, content_length = %" PRId64,
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||||
esp_http_client_get_status_code(client),
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||||
esp_http_client_get_content_length(client));
|
||||
}
|
||||
else
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||||
{
|
||||
ESP_LOGE(TAG, "HTTP GET request failed: %s", esp_err_to_name(err));
|
||||
}
|
||||
ESP_LOG_BUFFER_HEX(TAG, local_response_buffer, strlen(local_response_buffer));
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```
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上面这段代码执行了一个HTTP GET请求，并根据执行结果打印相应的日志信息。
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###### POST请求
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```c
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// POST
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const char *post_data = "{\"field1\":\"value1\"}";
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||||
esp_http_client_set_url(client, "http://" CONFIG_EXAMPLE_HTTP_ENDPOINT "/post");
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||||
esp_http_client_set_method(client, HTTP_METHOD_POST);
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||||
esp_http_client_set_header(client, "Content-Type", "application/json");
|
||||
esp_http_client_set_post_field(client, post_data, strlen(post_data));
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||||
err = esp_http_client_perform(client);
|
||||
if (err == ESP_OK)
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||||
{
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||||
ESP_LOGI(TAG, "HTTP POST Status = %d, content_length = %" PRId64,
|
||||
esp_http_client_get_status_code(client),
|
||||
esp_http_client_get_content_length(client));
|
||||
}
|
||||
else
|
||||
{
|
||||
ESP_LOGE(TAG, "HTTP POST request failed: %s", esp_err_to_name(err));
|
||||
}
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```
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##### 2.2.3 关闭链接，并释放系统资源
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```c
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esp_http_client_cleanup(client);
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```
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完成**esp_http_client的**任务后，这是最后一个要调用的函数。它将关闭连接（如果有）并释放分配给HTTP客户端的所有内存
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### 三、案例
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> 使用HTTP get请求获取我的博客首页
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```c
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#include <string.h>
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||||
#include <sys/param.h>
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||||
#include <stdlib.h>
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||||
#include <ctype.h>
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||||
#include "esp_log.h"
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||||
#include "nvs_flash.h"
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||||
#include "esp_event.h"
|
||||
#include "esp_netif.h"
|
||||
#include "esp_tls.h"
|
||||
#include "freertos/FreeRTOS.h"
|
||||
#include "freertos/task.h"
|
||||
#include "esp_system.h"
|
||||
#include "esp_wifi.h"
|
||||
#include "esp_mac.h"
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||||
#include <sys/socket.h>
|
||||
#include "esp_http_client.h"
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||||
// 要连接的WIFI
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#define ESP_WIFI_STA_SSID "duruofu_win10"
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#define ESP_WIFI_STA_PASSWD "1234567890"
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static const char *TAG = "main";
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||||
// 最大http输出缓冲区
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#define MAX_HTTP_OUTPUT_BUFFER 2048
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||||
// WIFI事件回调
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||||
void WIFI_CallBack(void *event_handler_arg, esp_event_base_t event_base, int32_t event_id, void *event_data)
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||||
{
|
||||
static uint8_t connect_count = 0;
|
||||
// WIFI 启动成功
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||||
if (event_base == WIFI_EVENT && event_id == WIFI_EVENT_STA_START)
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||||
{
|
||||
ESP_LOGI("WIFI_EVENT", "WIFI_EVENT_STA_START");
|
||||
ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_connect());
|
||||
}
|
||||
// WIFI 连接失败
|
||||
if (event_base == WIFI_EVENT && event_id == WIFI_EVENT_STA_DISCONNECTED)
|
||||
{
|
||||
ESP_LOGI("WIFI_EVENT", "WIFI_EVENT_STA_DISCONNECTED");
|
||||
connect_count++;
|
||||
if (connect_count < 6)
|
||||
{
|
||||
vTaskDelay(1000 / portTICK_PERIOD_MS);
|
||||
ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_connect());
|
||||
}
|
||||
else
|
||||
{
|
||||
ESP_LOGI("WIFI_EVENT", "WIFI_EVENT_STA_DISCONNECTED 10 times");
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
// WIFI 连接成功(获取到了IP)
|
||||
if (event_base == IP_EVENT && event_id == IP_EVENT_STA_GOT_IP)
|
||||
{
|
||||
ESP_LOGI("WIFI_EVENT", "WIFI_EVENT_STA_GOT_IP");
|
||||
ip_event_got_ip_t *info = (ip_event_got_ip_t *)event_data;
|
||||
ESP_LOGI("WIFI_EVENT", "got ip:" IPSTR "", IP2STR(&info->ip_info.ip));
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 连接WIFI
|
||||
static void wifi_sta_init(void)
|
||||
{
|
||||
ESP_ERROR_CHECK(esp_netif_init());
|
||||
|
||||
// 注册事件(wifi启动成功)
|
||||
ESP_ERROR_CHECK(esp_event_handler_instance_register(WIFI_EVENT, WIFI_EVENT_STA_START, WIFI_CallBack, NULL, NULL));
|
||||
// 注册事件(wifi连接失败)
|
||||
ESP_ERROR_CHECK(esp_event_handler_instance_register(WIFI_EVENT, WIFI_EVENT_STA_DISCONNECTED, WIFI_CallBack, NULL, NULL));
|
||||
// 注册事件(wifi连接失败)
|
||||
ESP_ERROR_CHECK(esp_event_handler_instance_register(IP_EVENT, IP_EVENT_STA_GOT_IP, WIFI_CallBack, NULL, NULL));
|
||||
|
||||
// 初始化STA设备
|
||||
esp_netif_create_default_wifi_sta();
|
||||
|
||||
/*Initialize WiFi */
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||||
wifi_init_config_t cfg = WIFI_INIT_CONFIG_DEFAULT();
|
||||
// WIFI_INIT_CONFIG_DEFAULT 是一个默认配置的宏
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||||
|
||||
ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_init(&cfg));
|
||||
|
||||
//----------------配置阶段-------------------
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||||
// 初始化WIFI设备( 为 WiFi 驱动初始化 WiFi 分配资源，如 WiFi 控制结构、RX/TX 缓冲区、WiFi NVS 结构等，这个 WiFi 也启动 WiFi 任务。必须先调用此API，然后才能调用所有其他WiFi API)
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||||
ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_set_mode(WIFI_MODE_STA));
|
||||
|
||||
// STA详细配置
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||||
wifi_config_t sta_config = {
|
||||
.sta = {
|
||||
.ssid = ESP_WIFI_STA_SSID,
|
||||
.password = ESP_WIFI_STA_PASSWD,
|
||||
.bssid_set = false,
|
||||
},
|
||||
};
|
||||
ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_set_config(WIFI_IF_STA, &sta_config));
|
||||
|
||||
//----------------启动阶段-------------------
|
||||
ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_start());
|
||||
|
||||
//----------------配置省电模式-------------------
|
||||
// 不省电(数据传输会更快)
|
||||
ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_set_ps(WIFI_PS_NONE));
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
// HTTP事件回调
|
||||
esp_err_t _http_event_handler(esp_http_client_event_t *evt)
|
||||
{
|
||||
switch (evt->event_id)
|
||||
{
|
||||
case HTTP_EVENT_ERROR: // 错误事件
|
||||
ESP_LOGI(TAG, "HTTP_EVENT_ERROR");
|
||||
break;
|
||||
case HTTP_EVENT_ON_CONNECTED: // 连接成功事件
|
||||
ESP_LOGI(TAG, "HTTP_EVENT_ON_CONNECTED");
|
||||
break;
|
||||
case HTTP_EVENT_HEADER_SENT: // 发送头事件
|
||||
ESP_LOGI(TAG, "HTTP_EVENT_HEADER_SENT");
|
||||
break;
|
||||
case HTTP_EVENT_ON_HEADER: // 接收头事件
|
||||
ESP_LOGI(TAG, "HTTP_EVENT_ON_HEADER");
|
||||
printf("%.*s", evt->data_len, (char *)evt->data);
|
||||
break;
|
||||
case HTTP_EVENT_ON_DATA: // 接收数据事件
|
||||
ESP_LOGI(TAG, "HTTP_EVENT_ON_DATA, len=%d", evt->data_len);
|
||||
if (!esp_http_client_is_chunked_response(evt->client))
|
||||
{
|
||||
printf("%.*s", evt->data_len, (char *)evt->data);
|
||||
}
|
||||
break;
|
||||
case HTTP_EVENT_ON_FINISH: // 会话完成事件
|
||||
ESP_LOGI(TAG, "HTTP_EVENT_ON_FINISH");
|
||||
break;
|
||||
case HTTP_EVENT_DISCONNECTED: // 断开事件
|
||||
ESP_LOGI(TAG, "HTTP_EVENT_DISCONNECTED");
|
||||
break;
|
||||
case HTTP_EVENT_REDIRECT:
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||||
ESP_LOGD(TAG, "HTTP_EVENT_REDIRECT");
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}
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return ESP_OK;
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}
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// HTTP客户端任务
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static void http_client_task(void)
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{
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// 等待wifi连接成功(暂时这样处理)
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vTaskDelay(5000 / portTICK_PERIOD_MS);
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ESP_LOGI("http_client_task", "http_client_task start");
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// 初始化HTTP客户端
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char local_response_buffer[MAX_HTTP_OUTPUT_BUFFER + 1] = {0};
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// 配置HTTP客户端目标
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esp_http_client_config_t config = {
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//.method = HTTP_METHOD_GET, // get请求
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.url = "http://www.duruofu.top", // 请求url
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.event_handler = _http_event_handler, // 事件回调
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.user_data = local_response_buffer, // Pass address of local buffer to get response
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};
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esp_http_client_handle_t client = esp_http_client_init(&config);
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// GET
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esp_http_client_set_method(client, HTTP_METHOD_GET);
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esp_err_t err = esp_http_client_perform(client);
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if (err == ESP_OK)
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{
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ESP_LOGI(TAG, "HTTP GET Status = %d, content_length = %" PRId64,
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esp_http_client_get_status_code(client),
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||||
esp_http_client_get_content_length(client));
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}
|
||||
else
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{
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ESP_LOGE(TAG, "HTTP GET request failed: %s", esp_err_to_name(err));
|
||||
}
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ESP_LOG_BUFFER_HEX(TAG, local_response_buffer, strlen(local_response_buffer));
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esp_http_client_cleanup(client);
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vTaskDelete(NULL);
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}
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void app_main(void)
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{
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// Initialize NVS
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esp_err_t ret = nvs_flash_init();
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if (ret == ESP_ERR_NVS_NO_FREE_PAGES || ret == ESP_ERR_NVS_NEW_VERSION_FOUND)
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{
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ESP_ERROR_CHECK(nvs_flash_erase());
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||||
ret = nvs_flash_init();
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}
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||||
ESP_ERROR_CHECK(ret);
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// 创建默认事件循环
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ESP_ERROR_CHECK(esp_event_loop_create_default());
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// 配置启动WIFI
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wifi_sta_init();
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// 创建HTTP客户端任务
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xTaskCreate(http_client_task, "http_client_task", 1024*8, NULL, 5, NULL);
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}
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```
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效果：
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成功获取到了博客网站的内容：
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内容一致：
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# 参考链接
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1. https://docs.espressif.com/projects/esp-idf/zh_CN/latest/esp32/api-reference/protocols/esp_http_client.html#_CPPv424esp_http_client_config_t
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2.
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Reference in New Issue
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