java实现web服务器

The Hypertext Transfer Protocol(HTTP)

它是一个请求、响应协议--客户端发出一个请求，服务器响应这个请求。HTTP运用可靠的TCP连接，通常用的TCP 80端口。它的第一个版本是HTTP/

0."9，然后被HTTP/

1."0取代。当前的版本是HTTP/

1."1，由RFC2616(.pdf)定义。

本节主要对应HTTP

1."1，足够使你充分理解由Web服务器程序发出的消息。如果你对更加详细的知识有兴趣，可以参考RFC

2616。"

在HTTP中，客户端总是通过建立一个连接与发送一个HTTP请求来发起一个事务。服务器不能主动去与客户端联系，也不能给客户端发出一个回叫连接。客户端与服务器端都可以提前中断一个连接。例如，当用一个浏览器下载一个文件时，你可以通过点击“停止”键来中断文件的下载，关闭与服务器的HTTP连接。

HTTP请求

一个HTTP请求包含三个部分：

Method-URI-Protocol/Version方法-地址-版本

Request header请求头

Entity body请求实体

下面是一个HTTP请求实例：

POST /servlet/default.jsp HTTP/

1."1

Accept:

text/plain; text/html

Accept-Language:

en-gb

Connection:

Keep-Alive

Host:

localhost

Refer:

http:

//localhost/ch8/SendDetails.htm User-Agent:

Mozilla/

4."01; Windows 98)

Content-Length:

33

Content-Type:

Accept-Encoding:

gzip, deflate

LastName=Franks&FirstName=Michael

The Method-URI-Protocol/Version在这个请求的第一行：

POST /servlet/default.jsp HTTP/

1."1

其中POST是请求的类型。每个客户端HTTP请求可以是HTTP规范中指定的许多请求类型中的一种。HTTP

Version指的是该HTTP请求所用到的HTTP协议版本。

在上面的HTTP请求中，实体只是简单以下的一行：

LastName=Franks&FirstName=Michael

在一个典型的HTTP请求中，请求实体内容会长得多。

HTTP响应

与请求相似，HTTP响应也由三部分组成：

Protocol-Status code-Description协议状态描述代码

Response headers响应头

Entity body响应实体

以下是一个HTTP响应的实例：

HTTP/

1."1 200 OK

Server:

Microsoft-IIS/

4."0

Date:

Mon, 3 Jan 1998 13:13:33 GMT

Content-Type:

text/html

Last-Modified:

Mon, 11 Jan 1998 13:23:42 GMT

Content-Length:

112

响应头的第一行类似请求头的第一行，告诉你所用的协议是HTTP

1."1，请求成功(200=success)，以及没有任何问题。

响应头类似请求头也包含了一些有用的信息。响应的实体响应本身的HTML 内容。头与实体之间由回车换行的空行(CRLF)分开。

Socket类

要创建一个socket，你可以用Socket类中几个构建方法中的一个。其中一个接受主机名与端口号作为参数：

一旦你成功地创建了一个Socket类的实例，你就可以用它去发送与接收字节流了。要发送字节流，你需要呼叫Socket类的getOutputStream方法来得到一个java.io.OutputSteam对象。要发送文本到远程的程序，你通常需要从返回的OutputStream创建一个java.io.PrintWriter对象。要从连接的另一端接收字节流，你需要呼叫Socket类的getInputStream方法，它返回一个

java.io.InputStream对象。

以下代码创建一个可以与本地HTTP服务器通信的socket (

127."

0.

0."1表示一个本地的主机)，发送一个HTTP请求，并接收从服务器的响应。它还创建一个StringBuffer对象来接受响应，并打印到控制台。

Socket socket = new Socket("

127."

0.

0."1", "80");

OutputStream os = socket.getOutputStream();

boolean autoflush = true;

PrintWriter out = new PrintWriter( socket.getOutputStream(),

autoflush );

BufferedReader in = new BufferedReader(

new InputStreamReader( socket.getInputStream() ));

// send an HTTP request to the web server

out.println("GET /index.jsp HTTP/

1."1");

out.println("Host:

localhost:80");

out.println("Connection:

Close");

out.println();

// read the response

boolean loop = true;

StringBuffer sb = new StringBuffer

(8096);

while (loop) {

if ( in.ready() ) {

int i=0;

while (i!=-1) {

i = in.read();

sb.append((char) i);}loop = false;}Thread.currentThread().sleep

(50);}// display the response to the out console

System.out.println(sb.toString());

socket.close();

注意要从web服务器得到正确的响应，你必须要发送用HTTP协议编译了的HTTP请求。如果你看了上面的HTTP部分，你应该能够理解上面代码中的HTTP请求。

编者注：

基于Java的Web服务器工作原理2

fajaven译发文时间：

2003."0

9."12 17:00:38

ServerSocket类

Socket类描述的是“客户端”socket，当你需要创建与远程服务程序连接时需要用到它。如果你想实现一个服务程序，如HTTP服务器或者FTP服务器，则需要另外不同的方法。

要创建服务器端socket，需要用到ServerSocket类提供的四个构建方法中的一个。

你需要指定服务器端socket侦听的IP地址与端口号。比较典型地，这个IP 地址可以是12

7."

0.

0."1，意思是该服务器端socket侦听的是本地机器。服务器端socket侦听的IP地址指的是绑定地址。服务器端socket另一个重要的属性是队列长度，即它拒绝请求前所接受的最大请求排队长度。

ServerSocket类的构建方法之一如下：

127."

0.

0."1");

以下行的代码创建了一个服务器端socket，它侦听本地机器的80端口，限制队列长度为

1。"

127."

0.

0."1"));

一旦有了一个ServerSocket实例，就可以通过呼叫其accept方法来让它等待进来的链接请求。这个方法只有当接收到请求时才返回，它返回的是Socket 类的实例。这个Socket对象就可以用来从客户端应用程序发送与接收字节流，正如上节据说的那样。实际上，accept方法是本文例子中用到的唯一方法。

应用实例

我们的web服务器程序是ex

01."pyrmont包的一部分，它包含三个类：

HttpServer;Request;Response。

整个程序的入口（静态main方法）是HttpServer类。它创建一个HttpServer的实例，并呼叫其await方法。正如名字表达的，await在一个特定的端口等待HTTP请求，处理它们，并返回响应给客户端。它保持等待状态，直到收到停止命令。（用方法名await代替wait，是因为System中有一个重要的与线程相关的方法）

这个程序只从一个特定的目录发送静态资源，如HTML与图像文件。它只支持没有文件头（如日期与cookie）的情况。现在我们将在如下的几节中看一下这三个类。

HttpServer类

HttpServer实现了一个web服务器，它可以提供（serve）特定目录及其子目录下的静态资源。这个特定的目录由public static final WEB_ROOT指定。

WEB_ROOT初始化如下：

public static final String WEB_ROOT =

System.getProperty("user.dir") + File.separator + "webroot";

代码列表中包含了一具叫做webroot的目录，里面有一些静态的资源，你可以用来测试本应用。你也可以看到一个servlet，在我的下一篇文章将会被用到：

“Servlets容器是怎样工作的”。

为了请求一个静态的资源，在浏览器的地址栏输入如是地址：

http:

//machinename:

port/staticResources

如果你从不同的机器上发送请求到运行本应用的机器，则machinename是运行应用机器的机器名或IP地址，port是80，staticResources是被请求的文件名称，它必须包含在WEB_ROOT目录内。例如，如果你用同一台电脑来测试这个应用，你想要HttpServer发送index.html这个文件，用以下的地址：

http:

//localhost:80/index.html

要停止服务，只需要从浏览器发送一个停止(shutdown)命令，即在浏览器的地址栏输入host:

port字段后，加上预先定义好的字符串。在我们的HttpServer类中，停止命令被定义为SHUTDOWN，一个static final变量。

private static final String SHUTDOWN_COMMAND = "/SHUTDOWN";

因此，要停止服务，你可以这样：

http:

//localhost:80/SHUTDOWN

现在，让我们看一下列表

1."1中给出的await方法。代码列表后面将对这段代码做一些解释。Listing

1."

1. The HttpServer class' await method

public void await() {

ServerSocket serverSocket = null;

int port = 80;

try {

serverSocket = new ServerSocket(port, 1,

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;

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();

shutdown = request.getUri().equals(SHUTDOWN_COMMAND);}catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

continue;}}}await方法以创建一个ServerSocket实例开始，然后进入一个while的循环。

serverSocket = new ServerSocket(

127."

0.

0."1"));

// Loop waiting for a request

while (!shutdown) {

...}在while循环中的代码，运行到ServerSocket的accept方法即停止。这个方法只有在80端口接收到HTTP请求才返回：

socket = serverSocket.accept();

收到请求后，await方法从accept方法返回的Socket实例中等到

java.io.InputStream与java.io.OutputStream：

input = socket.getInputStream();

output = socket.getOutputStream();

然后await方法创建一个Request对象，呼叫它的parse方法来解析这个原始的HTTP请求：

// create Request object and parse

Request request = new Request(input);

request.parse();

下一步，await方法创建一个Response对象并把Request对象设置给它，呼叫它的sendStaticResource方法：

// create Response object

Response response = new Response(output);

response.setRequest(request);

response.sendStaticResource();

最后，await方法关闭Socket，呼叫Request的getUri方法来检查HTTP请求的地址是否是一个停止命令。如果是，则shutdown变量被设置为true，程序退出while循环：

// Close the socket

socket.close();

shutdown = request.getUri().equals(SHUTDOWN_COMMAND);

基于Java的Web服务器工作原理3

fajaven发文时间：

2003."0

9."12 17:11:54

Request类

Request类对应HTTP请求。创建这个类的实例，并传给它从Socket获得的InputStream对象，从而捕获与客户端的通信。呼叫InputStream对象的read方法中的一个就可以得到HTTP请求的原始数据。

Request类有二个public方法parse与getUri。parse方法解析HTTP请求的原始数据。它做的事情不多－－唯一它使之有效的信息是HTTP请求的URI，这个通过呼叫私有方法parseUri来获得。parseUri方法把URI作为一个变量。调用getUri方法可以得到HTTP请求的URI。

要明白parse与parseUri的工作原理，你需要知道HTTP请求的结构，由RFC2616定义。

一个HTTP请求包括三个部分：

Request line；Headers；Message body。

现在，我们只需要关注HTTP请求的第一部分－－请求行。请求行以方法记号开始，接着是请求的URI与协议版本，以回车换行符结束。请求行的元素之间以空格分开。例如，一个用GET方法的index.html文件的请求行如下：

GET /index.html HTTP/

1."1

parse方法从socket的InputStream传递给Request对象中读取字节流，把这个字节数组存在缓冲里。然后，它把buffer字节数组里的字节放入叫做request的StringBuffer对象中，再把StringBuffer替换成String传递给parseUri 方法。

parse方法的代码如列表

1."2

Listing

1."

2. The Request class' parse method

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; jrequest.append((char)

buffer[j]);}System.out.print(request.toString());

uri = parseUri(request.toString());}parseUri方法查找请求行的第一个与第二个空格，从而从请求行获得了URI。列表

1."3展示了parseUri方法的代码。

Listing

1."

3. The Request class' parseUri method

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;}Response类

Response类描述HTTP响应。它的构建方法接受OutputStream对象，如下：

public Response(OutputStream output) {

this.output = output;}Response对象通过传递从socket获得的OutputStream 对象到HttpServer类的await方法而创建。

Response类有二个公共方法setRequest与setStaticResource。setRequest用来传递Request对象到Response对象。它比较简单，代码如列表

1."4所示：

Listing

1."

4. The Response class' setRequest method

public void setRequest(Request request) {

this.request = request;}sendStaticResource方法用来发送静态的资源，例如HTML文件。它的实现如列表

1."5所示：

Listing

1."

5. The Response class' sendStaticResource method

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(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" +"File Not Found

";

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();}}

SendStaticResource方法非常简单。它首先通过传递父与子目录到File类的构建方法从而实例化java.io.File类。

File file new File(HttpServer.WEB_ROOT, request.getUri());

然后检查这个文件是否存在。如果存在，则sendStaticResource方法传递File对象创建java.io.FileInputStream对象。然后调用FileInputStream的read方法，并把字节数组写到OutputStream对象output。就这样，静态资源的内容作为原始数据被发送到浏览器。

if (file.exists()) {

fis = new FileInputStream(file);

int ch = fis.read(bytes, 0, BUFFER_SIZE);

while (ch != -1) {

output.write(bytes, 0, ch);

ch = fis.read(bytes, 0, BUFFER_SIZE);}}

如果文件不存在，sendStaticResource发送一个错误信息到浏览器。

String errorMessage = "HTTP/

1."1 404 File Not Found\r\n" +

"Content-Type:

text/html\r\n" +

"Content-Length:

23\r\n" +

"\r\n" +"File Not Found

";

output.write(errorMessage.getBytes());

编译与运行应用程序

要编辑与运行本文的应用，首先你需要解压源码zip文件。直接解压出来的目录被称为工作目录，它有三个子目录：

src/，classes/，lib/。要编译应用，从工作目录输入如下命令：javac -d . src/ex01/pyrmont/*.java

-d选项把结果写到当前目录，而不是src/目录。

要运行应用，在当前工作目录输入如下命令：

java ex

01."pyrmont.HttpServer

测试这个应用，打开你的浏览器，在地址栏输入如下地址：http:

//localhost:80/index.html

你将在你的浏览器看到index.html显示出来，如图1所示。

图1：web服务器的输出显示

在控制台，你看到如下的内容：

GET /index.html HTTP/

1."1

Accept:

*/*

Accept-Language:

en-us

Accept-Encoding:

gzip, deflate

User-Agent:

Mozilla/

4."01; Windows 98) Host:

localhost:80 Connection:

Keep-Alive

GET /images/logo.gif HTTP/ 1."1

Accept:

*/*

Refer:

http:

//localhost:80/index.html Accept-Language:

en-us

Accept-Encoding:

gzip, deflate

User-Agent:

Mozilla/

4."01; Windows 98) Host: