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tomcat之一个简单的web服务器

浏览量(96757) 时间:2020-09-09

HTTP 是一种协议,允许 web 永定服务器和浏览器通过互联网进行来发送和接受数据。它是一种 请求和响应协议。客户端请求一个文件而永定服务器响应请求。HTTP 使用可靠的 TCP 连接--TCP 默认 使用 80 端口。

第一个 HTTP 版是 HTTP/0.9,然后被 HTTP/1.0 所替代。正在取代 HTTP/1.0 的是 当前版本 HTTP/1.1。

在 HTTP 中,始终都是客户端通过建立连接和发送一个 HTTP 请求从而开启一个事务。web 服 务器不需要联系客户端或者对客户端做一个回调连接。无论是客户端或者永定服务器都可以提前终止 连接。举例来说,当你正在使用一个 web 浏览器的时候,可以通过点击浏览器上的停止按钮来停 止一个文件的下载进程,从而有效的关闭与 web 服务器的 HTTP 连接。
HTTP 请求

一个 HTTP 请求包括三个组成部分:

    方法—统一资源标识符(URI)—协议/版本
    请求的头部
    主体内容

下面是一个 HTTP 请求的例子:

POST /examples/default.jsp HTTP/1.1
Accept: text/plain; text/html
Accept-Language: en-gb
Connection: Keep-Alive
Host: localhost
User-Agent: Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 4.01; Windows 98) Content-Length: 33
Content-Type: application/x-www-form-urlencoded Accept-Encoding: gzip, deflate

lastName=Franks&firstName=Michael

方法—统一资源标识符(URI)—协议/版本出现在请求的第一行。
POST /examples/default.jsp HTTP/1.1

这里 POST 是请求方法,/examples/default.jsp 是 URI,而 HTTP/1.1 是协议/版本部分。

每个 HTTP 请求可以使用 HTTP 标准里边提到的多种方法之一。HTTP 1.1 支持 7 种类型的请求:GET, POST,HEAD, OPTIONS, PUT, DELETE 和 TRACE。GET 和 POST 在互联网应用里边最普遍使用的。

URI 完全指明了一个互联网资源。URI 通常是相对服务器的根目录解释的。因此,始终一斜 线/开头。

请求的头部包含了关于客户端环境和请求的主体内容的有用信息。例如它可能包括浏览器设置的语言,主体内容的长度等等。每个头部通过一个回车换行符(CRLF)来分隔的。

对于 HTTP 请求格式来说,头部和主体内容之间有一个回车换行符(CRLF)是相当重要的。CRLF 告诉 HTTP 服务器主体内容是在什么地方开始的

在前面一个 HTTP 请求中,主体内容只不过是下面一行:

lastName=Franks&firstName=Michael
HTTP 响应

类似于 HTTP 请求,一个 HTTP 响应也包括三个组成部分:

    方法—统一资源标识符(URI)—协议/版本
    响应的头部
    主体内容

下面是一个 HTTP 响应的例子:

HTTP/1.1 200 OK
Server: Microsoft-IIS/4.0
Date: Mon, 5 Jan 2004 13:13:33 GMT Content-Type: text/html
Last-Modified: Mon, 5 Jan 2004 13:13:12 GMT Content-Length: 112

<html>
<head>
<title>HTTP Response Example</title> </head>
<body>
Welcome to Brainy Software
</body>
</html>

响应头部的第一行类似于请求头部的第一行。第一行告诉你该协议使用 HTTP 1.1,请求成 功(200=成功),表示一切都运行良好。

响应头部和请求头部类似,也包括很多有用的信息。响应的主体内容是响应本身的 HTML 内 容。头部和主体内容通过 CRLF 分隔开来。
Socket 类

套接字是网络连接的一个端点。套接字使得一个应用可以从网络中读取和写入数据。放在两 个不同计算机上的两个应用可以通过连接发送和接受字节流。为了从你的应用发送一条信息到另 一个应用,你需要知道另一个应用的 IP 地址和套接字端口。在 Java 里边,套接字指的是java.net.Socket 类。

要创建一个套接字,你可以使用 Socket 类众多构造方法中的一个。其中一个接收主机名称和端口号:

public Socket (java.lang.String host, int port)
在这里主机是指远程机器名称或者 IP 地址,端口是指远程应用的端口号。例如,要连接yahoo.com 的 80 端口,你需要构造以下的 Socket 对象:

new Socket ("yahoo.com", 80);

一旦你成功创建了一个 Socket 类的实例,你可以使用它来发送和接受字节流。要发送字节流,你首先必须调用 Socket 类的 getOutputStream 方法来获取一个 java.io.OutputStream 对象。
要发送文本到一个远程应用,你经常要从返回的 OutputStream 对象中构造一个 java.io.PrintWriter 对象。要从连接的另一端接受字节流,你可以调用 Socket 类的 getInputStream 方法用来返回一个 java.io.InputStream 对象。
ServerSocket 类

Socket 类代表一个客户端套接字,即任何时候你想连接到一个远程服务器应用的时候你构造的套接字,现在,假如你想实施一个服务器应用,例如一个 HTTP 服务器或者 FTP 服务器,你需要一种不同的做法。这是因为你的服务器必须随时待命,因为它不知道一个客户端应用什么时候会尝试去连接它。为了让你的应用能随时待命,你需要使用 java.net.ServerSocket 类。这是 服务器套接字的实现.

ServerSocket 和 Socket 不同,服务器套接字的角色是等待来自客户端的连接请求。一旦服 务器套接字获得一个连接请求,它创建一个 Socket 实例来与客户端进行通信。

要创建一个服务器套接字,你需要使用 ServerSocket 类提供的四个构造方法中的一个。你 需要指定 IP 地址和服务器套接字将要进行监听的端口号。通常,IP 地址将会是 127.0.0.1,也 就是说,服务器套接字将会监听本地机器。服务器套接字正在监听的 IP 地址被称为是绑定地址。 服务器套接字的另一个重要的属性是 backlog,这是服务器套接字开始拒绝传入的请求之前,传 入的连接请求的最大队列长度。

其中一个 ServerSocket 类的构造方法如下所示:

public ServerSocket(int port, int backLog, InetAddress bindingAddress);

对于这个构造方法,绑定地址必须是 java.net.InetAddress 的一个实例。一种构造 InetAddress 对象的简单的方法是调用它的静态方法 getByName,传入一个包含主机名称的字符
串,就像下面的代码一样。

InetAddress.getByName("127.0.0.1");

下面一行代码构造了一个监听的本地机器 8080 端口的 ServerSocket,它的 backlog 为 1。

new ServerSocket(8080, 1, InetAddress.getByName("127.0.0.1"));

一旦你有一个 ServerSocket 实例,你可以让它在绑定地址和服务器套接字正在监听的端口
上等待传入的连接请求。你可以通过调用 ServerSocket 类的 accept 方法做到这点。这个方法只 会在有连接请求时才会返回,并且返回值是一个 Socket 类的实例。Socket 对象接下去可以发送 字节流并从客户端应用中接受字节流.

HttpServer.java

package org.how.tomcat.works.ex01;
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.InetAddress;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

/**
 * @author : Ares
 * @createTime : Aug 21, 2012 9:45:01 PM
 * @version : 1.0
 * @description :
 */
public class HttpServer {

    /**
     * WEB_ROOT is the directory where our HTML and other files reside. For this
     * package, WEB_ROOT is the "webroot" directory under the working directory.
     * The working directory is the location in the file system from where the
     * java command was invoked.
     */
    public static final String WEB_ROOT = System.getProperty("user.dir")
            + File.separator + "webroot";

    // shutdown command
    private static final String SHUTDOWN_COMMAND = "/SHUTDOWN";

    // the shutdown command received
    private boolean shutdown = false;

    public static void main(String[] args) {
        HttpServer server = new HttpServer();
        server.await();
    }

    public void await() {
        ServerSocket serverSocket = null;
        int port = 8080;
        try {
            serverSocket = new ServerSocket(port, 1, InetAddress
                    .getByName("127.0.0.1"));
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            System.exit(1);
        }
        // Loop waiting for a request
        while (!shutdown) {
            Socket socket = null;
            InputStream input = null;
            OutputStream output = null;

            try {
                socket = serverSocket.accept();
                input = socket.getInputStream();
                output = socket.getOutputStream();
                // create Request object and parse
                Request request = new Request(input);
                request.parse();

                // create Response object
                Response response = new Response(output);
                response.setRequest(request);
                response.sendStaticResource();

                // Close the socket
                socket.close();
                // check if the previous URI is a shutdown command
                shutdown = request.getUri().equals(SHUTDOWN_COMMAND);
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
                continue;
            }
        }
    }
}


Request

package org.how.tomcat.works.ex01;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;

/**
 * @author : Ares
 * @createTime : Aug 21, 2012 9:48:45 PM
 * @version : 1.0
 * @description :
 */
public class Request {
    private InputStream input;
    private String uri;

    public Request(InputStream input) {
        this.input = input;
    }

    public void parse() {
        // Read a set of characters from the socket
        StringBuffer request = new StringBuffer(2048);
        int i;
        byte[] buffer = new byte[2048];
        try {
            i = input.read(buffer);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            i = -1;
        }
        for (int j = 0; j < i; j++) {
            request.append((char) buffer[j]);
        }
        System.out.print(request.toString());
        uri = parseUri(request.toString());
    }

    private String parseUri(String requestString) {
        int index1, index2;
        index1 = requestString.indexOf(' ');
        if (index1 != -1) {
            index2 = requestString.indexOf(' ', index1 + 1);
            if (index2 > index1)
                return requestString.substring(index1 + 1, index2);
        }
        return null;
    }

    public String getUri() {
        return uri;
    }
}

Response

package org.how.tomcat.works.ex01;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;

/**
 * @author : Ares
 * @createTime : Aug 21, 2012 9:51:37 PM
 * @version : 1.0
 * @description :
 *
 * HTTP Response = Status-Line (( general-header | response-header |
 * entity-header ) CRLF) CRLF [ message-body ] Status-Line = HTTP-Version SP
 * Status-Code SP Reason-Phrase CRLF
 *
 */
public class Response {
    private static final int BUFFER_SIZE = 1024;
    Request request;
    OutputStream output;

    public Response(OutputStream output) {
        this.output = output;
    }

    public void setRequest(Request request) {
        this.request = request;
    }

    public void sendStaticResource() throws IOException {
        byte[] bytes = new byte[BUFFER_SIZE];
        FileInputStream fis = null;
        try {
            File file = new File(HttpServer.WEB_ROOT, request.getUri());
            if (file.exists()) {
                fis = new FileInputStream(file);
                int ch = fis.read(bytes, 0, BUFFER_SIZE);
                while (ch != -1) {
                    output.write("HTTP/1.0 200 OK\r\nContent-Type: text/html\r\n\r\n".getBytes());
                    output.write(bytes, 0, ch);
                    ch = fis.read(bytes, 0, BUFFER_SIZE);
                }
            } else {
                // file not found
                String errorMessage = "HTTP/1.1 404 File Not Found\r\n"
                        + "Content-Type: text/html\r\n"
                        + "Content-Length: 23\r\n" + "\r\n"
                        + "<h1>File Not Found</h1>";
                output.write(errorMessage.getBytes());
            }
        } catch (Exception e) {
            // thrown if cannot instantiate a File object
            System.out.println(e.toString());
        } finally {
            if (fis != null){
                fis.close();
            }
        }
    }
}



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