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tomcat之一個簡單的web服務器

瀏覽量(78340) 時間:2020-09-09

HTTP 是一種協議,允許 web 服務器和瀏覽器通過互聯網進行來發送和接受數據。它是一種 請求和響應協議??蛻舳苏埱笠粋€文件而服務器響應請求。HTTP 使用可靠的 TCP 連接--TCP 默認 使用 80 端口。

第一個 HTTP 版是 HTTP/0.9,然后被 HTTP/1.0 所替代。正在取代 HTTP/1.0 的是 當前版本 HTTP/1.1。

在 HTTP 中,始終都是客戶端通過建立連接和發送一個 HTTP 請求從而開啟一個事務。web 服 務器不需要聯系客戶端或者對客戶端做一個回調連接。無論是客戶端或者服務器都可以提前終止 連接。舉例來說,當你正在使用一個 web 瀏覽器的時候,可以通過點擊瀏覽器上的停止按鈕來停 止一個文件的下載進程,從而有效的關閉與 web 服務器的 HTTP 連接。
HTTP 請求

一個 HTTP 請求包括三個組成部分:

    方法—統一資源標識符(URI)—協議/版本
    請求的頭部
    主體內容

下面是一個 HTTP 請求的例子:

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—統一資源標識符(URI)—協議/版本出現在請求的第一行。
POST /examples/default.jsp HTTP/1.1

這里 POST 是請求方法,/examples/default.jsp 是 URI,而 HTTP/1.1 是協議/版本部分。

每個 HTTP 請求可以使用 HTTP 標準里邊提到的多種方法之一。HTTP 1.1 支持 7 種類型的請求:GET, POST,HEAD, OPTIONS, PUT, DELETE 和 TRACE。GET 和 POST 在互聯網應用里邊最普遍使用的。

URI 完全指明了一個互聯網資源。URI 通常是相對服務器的根目錄解釋的。因此,始終一斜 線/開頭。

請求的頭部包含了關于客戶端環境和請求的主體內容的有用信息。例如它可能包括瀏覽器設置的語言,主體內容的長度等等。每個頭部通過一個回車換行符(CRLF)來分隔的。

對于 HTTP 請求格式來說,頭部和主體內容之間有一個回車換行符(CRLF)是相當重要的。CRLF 告訴 HTTP 服務器主體內容是在什么地方開始的

在前面一個 HTTP 請求中,主體內容只不過是下面一行:

lastName=Franks&firstName=Michael
HTTP 響應

類似于 HTTP 請求,一個 HTTP 響應也包括三個組成部分:

    方法—統一資源標識符(URI)—協議/版本
    響應的頭部
    主體內容

下面是一個 HTTP 響應的例子:

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>

響應頭部的第一行類似于請求頭部的第一行。第一行告訴你該協議使用 HTTP 1.1,請求成 功(200=成功),表示一切都運行良好。

響應頭部和請求頭部類似,也包括很多有用的信息。響應的主體內容是響應本身的 HTML 內 容。頭部和主體內容通過 CRLF 分隔開來。
Socket 類

套接字是網絡連接的一個端點。套接字使得一個應用可以從網絡中讀取和寫入數據。放在兩 個不同計算機上的兩個應用可以通過連接發送和接受字節流。為了從你的應用發送一條信息到另 一個應用,你需要知道另一個應用的 IP 地址和套接字端口。在 Java 里邊,套接字指的是java.net.Socket 類。

要創建一個套接字,你可以使用 Socket 類眾多構造方法中的一個。其中一個接收主機名稱和端口號:

public Socket (java.lang.String host, int port)
在這里主機是指遠程機器名稱或者 IP 地址,端口是指遠程應用的端口號。例如,要連接yahoo.com 的 80 端口,你需要構造以下的 Socket 對象:

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

一旦你成功創建了一個 Socket 類的實例,你可以使用它來發送和接受字節流。要發送字節流,你首先必須調用 Socket 類的 getOutputStream 方法來獲取一個 java.io.OutputStream 對象。
要發送文本到一個遠程應用,你經常要從返回的 OutputStream 對象中構造一個 java.io.PrintWriter 對象。要從連接的另一端接受字節流,你可以調用 Socket 類的 getInputStream 方法用來返回一個 java.io.InputStream 對象。
ServerSocket 類

Socket 類代表一個客戶端套接字,即任何時候你想連接到一個遠程服務器應用的時候你構造的套接字,現在,假如你想實施一個服務器應用,例如一個 HTTP 服務器或者 FTP 服務器,你需要一種不同的做法。這是因為你的服務器必須隨時待命,因為它不知道一個客戶端應用什么時候會嘗試去連接它。為了讓你的應用能隨時待命,你需要使用 java.net.ServerSocket 類。這是 服務器套接字的實現.

ServerSocket 和 Socket 不同,服務器套接字的角色是等待來自客戶端的連接請求。一旦服 務器套接字獲得一個連接請求,它創建一個 Socket 實例來與客戶端進行通信。

要創建一個服務器套接字,你需要使用 ServerSocket 類提供的四個構造方法中的一個。你 需要指定 IP 地址和服務器套接字將要進行監聽的端口號。通常,IP 地址將會是 127.0.0.1,也 就是說,服務器套接字將會監聽本地機器。服務器套接字正在監聽的 IP 地址被稱為是綁定地址。 服務器套接字的另一個重要的屬性是 backlog,這是服務器套接字開始拒絕傳入的請求之前,傳 入的連接請求的最大隊列長度。

其中一個 ServerSocket 類的構造方法如下所示:

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

對于這個構造方法,綁定地址必須是 java.net.InetAddress 的一個實例。一種構造 InetAddress 對象的簡單的方法是調用它的靜態方法 getByName,傳入一個包含主機名稱的字符
串,就像下面的代碼一樣。

InetAddress.getByName("127.0.0.1");

下面一行代碼構造了一個監聽的本地機器 8080 端口的 ServerSocket,它的 backlog 為 1。

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

一旦你有一個 ServerSocket 實例,你可以讓它在綁定地址和服務器套接字正在監聽的端口
上等待傳入的連接請求。你可以通過調用 ServerSocket 類的 accept 方法做到這點。這個方法只 會在有連接請求時才會返回,并且返回值是一個 Socket 類的實例。Socket 對象接下去可以發送 字節流并從客戶端應用中接受字節流.

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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