创作缘由
平时使用 tomcat 等 web 服务器不可谓不多，但是一直一知半解。
于是想着自己实现一个简单版本，学习一下 tomcat 的精髓。
系列教程
从零手写实现 apache Tomcat-02-web.xml 入门详细介绍
从零手写实现 tomcat-03-基本的 socket 实现
从零手写实现 tomcat-06-servlet bio/thread/nio/netty 池化处理
从零手写实现 tomcat-07-war 如何解析处理三方的 war 包？
从零手写实现 tomcat-08-tomcat 如何与 springboot 集成？
从零手写实现 tomcat-10-static resource 静态资源文件
整体思路
模拟实现 servlet 的逻辑处理，而不是局限于上一节的静态文件资源。
整体流程
1）定义 servlet 标准的 接口+实现
2）解析 web.xml 获取对应的 servlet 实例与 url 之间的映射关系。
3）调用请求
1. servlet 实现
api 接口
servlet 接口，我们直接引入 servlet-api 的标准。
<dependency>
<groupId>javax.servlet</groupId>
<artifactId>javax.servlet-api</artifactId>
<version>${javax.servlet.version}</version>
</dependency>
抽象 servlet 定义
package com.github.houbb.minicat.support.servlet;
import com.github.houbb.minicat.constant.HttpMethodType;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.ServletRequest;
import javax.servlet.ServletResponse;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.io.IOException;
public abstract class AbstractMiniCatHttpServlet extends HttpServlet {
public abstract void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response);
public abstract void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response);
@Override
public void service(ServletRequest req, ServletResponse res) throws ServletException, IOException {
HttpServletRequest httpServletRequest = (HttpServletRequest) req;
HttpServletResponse httpServletResponse = (HttpServletResponse) res;
if(HttpMethodType.GET.getCode().equalsIgnoreCase(httpServletRequest.getMethod())) {
this.doGet(httpServletRequest, httpServletResponse);
return;
}
this.doPost(httpServletRequest, httpServletResponse);
}
}
根据请求方式分别处理
简单的实现例子
下面是一个简单的处理实现：
- MyMiniCatHttpServlet.java
package com.github.houbb.minicat.support.servlet;
import com.github.houbb.log.integration.core.Log;
import com.github.houbb.log.integration.core.LogFactory;
import com.github.houbb.minicat.dto.MiniCatResponse;
import com.github.houbb.minicat.util.InnerHttpUtil;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
/**
* 仅用于测试
*
* @since 0.3.0
*/
public class MyMiniCatHttpServlet extends AbstractMiniCatHttpServlet {
private static final Log logger = LogFactory.getLog(MyMiniCatHttpServlet.class);
@Override
public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) {
String content = "MyMiniCatServlet-get";
MiniCatResponse miniCatResponse = (MiniCatResponse) response;
miniCatResponse.write(InnerHttpUtil.http200Resp(content));
}
@Override
public void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) {
String content = "MyMiniCatServlet-post";
MiniCatResponse miniCatResponse = (MiniCatResponse) response;
miniCatResponse.write(InnerHttpUtil.http200Resp(content));
}
}
2. web.xml 解析
说明
web.xml 需要解析处理。
比如这样的：
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<web-app>
<servlet>
<servlet-name>my</servlet-name>
<servlet-class>com.github.houbb.minicat.support.servlet.MyMiniCatHttpServlet</servlet-class>
</servlet>
<servlet-mapping>
<servlet-name>my</servlet-name>
<url-pattern>/my</url-pattern>
</servlet-mapping>
</web-app>
解析方式
接口定义
package com.github.houbb.minicat.support.servlet;
import javax.servlet.Servlet;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
/**
* servlet 管理
*
* @since 0.3.0
*/
public interface IServletManager {
/**
* 注册 servlet
*
* @param url url
* @param servlet servlet
*/
void register(String url, HttpServlet servlet);
/**
* 获取 servlet
*
* @param url url
* @return servlet
*/
HttpServlet getServlet(String url);
}
web.xml
web.xml 的解析方式，核心的处理方式:
//1. 解析 web.xml
//2. 读取对应的 servlet mapping
//3. 保存对应的 url + servlet 示例到 servletMap
private void loadFromWebXml() {
InputStream resourceAsStream = this.getClass().getClassLoader().getResourceAsStream("web.xml");
SAXReader saxReader = new SAXReader();
try {
Document document = saxReader.read(resourceAsStream);
Element rootElement = document.getRootElement();
List<Element> selectNodes = rootElement.selectNodes("//servlet");
//1, 找到所有的servlet标签，找到servlet-name和servlet-class
//2, 根据servlet-name找到<servlet-mapping>中与其匹配的<url-pattern>
for (Element element : selectNodes) {
/**
* 1, 找到所有的servlet标签，找到servlet-name和servlet-class
*/
Element servletNameElement = (Element) element.selectSingleNode("servlet-name");
String servletName = servletNameElement.getStringValue();
Element servletClassElement = (Element) element.selectSingleNode("servlet-class");
String servletClass = servletClassElement.getStringValue();
/**
* 2, 根据servlet-name找到<servlet-mapping>中与其匹配的<url-pattern>
*/
//Xpath表达式：从/web-app/servlet-mapping下查询，查询出servlet-name=servletName的元素
Element servletMapping = (Element) rootElement.selectSingleNode("/web-app/servlet-mapping[servlet-name='" + servletName + "']'");
String urlPattern = servletMapping.selectSingleNode("url-pattern").getStringValue();
HttpServlet httpServlet = (HttpServlet) Class.forName(servletClass).newInstance();
this.register(urlPattern, httpServlet);
}
} catch (Exception e) {
logger.error("[MiniCat] read web.xml failed", e);
throw new MiniCatException(e);
}
}
解析之后的 HttpServlet 全部放在 servletMap 中。
然后在对应的 url 我们选取处理即可。
3. url 的处理
说明
根据 url 找到对应的 servlet 进行处理。
主要分为 3 大类：
1）url 不存在
2）url 为 html 等静态资源
- servlet 的处理逻辑
设计
我们把这部分抽象为接口：
public void dispatch(RequestDispatcherContext context) {
final MiniCatRequest request = context.getRequest();
final MiniCatResponse response = context.getResponse();
final IServletManager servletManager = context.getServletManager();
// 判断文件是否存在
String requestUrl = request.getUrl();
if (StringUtil.isEmpty(requestUrl)) {
emptyRequestDispatcher.dispatch(context);
} else {
// 静态资源
if (requestUrl.endsWith(".html")) {
staticHtmlRequestDispatcher.dispatch(context);
} else {
// servlet
servletRequestDispatcher.dispatch(context);
}
}
}
servlet 例子
如果是 servlet 的话，核心处理逻辑如下：
// 直接和 servlet 映射
final String requestUrl = request.getUrl();
HttpServlet httpServlet = servletManager.getServlet(requestUrl);
if(httpServlet == null) {
logger.warn("[MiniCat] requestUrl={} mapping not found", requestUrl);
response.write(InnerHttpUtil.http404Resp());
} else {
// 正常的逻辑处理
try {
httpServlet.service(request, response);
} catch (Exception e) {
logger.error("[MiniCat] http servlet handle meet ex", e);
throw new MiniCatException(e);
}
}
4. 读取 request 的问题修复
问题
发现 request 读取输入流的时候，有时候读取为空，但是页面明明是正常请求的。
原始代码
private void readFromStream() {
try {
//从输入流中获取请求信息
int count = inputStream.available();
byte[] bytes = new byte[count];
int readResult = inputStream.read(bytes);
String inputsStr = new String(bytes);
logger.info("[MiniCat] readCount={}, input stream {}", readResult, inputsStr);
if(readResult <= 0) {
logger.info("[MiniCat] readCount is empty, ignore handle.");
return;
}
//获取第一行数据
String firstLineStr = inputsStr.split("\\n")[0]; //GET / HTTP/1.1
String[] strings = firstLineStr.split(" ");
this.method = strings[0];
this.url = strings[1];
logger.info("[MiniCat] method={}, url={}", method, url);
} catch (IOException e) {
logger.error("[MiniCat] readFromStream meet ex", e);
throw new RuntimeException(e);
}
}
问题分析
问题其实出在 inputStream.available() 中，网络流（如 Socket 流）与文件流不同，网络流的 available() 方法可能返回 0，即使实际上有数据可读。这是因为网络通讯是间断性的，数据可能分多个批次到达。
修正
由于 available() 方法在网络流中可能不准确，您可以尝试不使用此方法来预分配字节数组。
相反，您可以使用一个固定大小的缓冲区，或者使用 read() 方法的循环来动态读取数据。
/**
* 直接根据 available 有时候读取不到数据
* @since 0.3.0
*/
private void readFromStreamByBuffer() {
byte[] buffer = new byte[1024]; // 使用固定大小的缓冲区
int bytesRead = 0;
try {
while ((bytesRead = inputStream.read(buffer)) != -1) { // 循环读取数据直到EOF
String inputStr = new String(buffer, 0, bytesRead);
// 检查是否读取到完整的HTTP请求行
if (inputStr.contains("\n")) {
// 获取第一行数据
String firstLineStr = inputStr.split("\\n")[0];
String[] strings = firstLineStr.split(" ");
this.method = strings[0];
this.url = strings[1];
logger.info("[MiniCat] method={}, url={}", method, url);
break; // 退出循环，因为我们已经读取到请求行
}
}
if ("".equals(method)) {
logger.info("[MiniCat] No HTTP request line found, ignoring.");
// 可以选择抛出异常或者返回空请求对象
}
} catch (IOException e) {
logger.error("[MiniCat] readFromStream meet ex", e);
throw new RuntimeException(e);
}
}
开源地址
/\_/\
( o.o )
> ^ <
mini-cat 是简易版本的 tomcat 实现。别称【嗅虎】(心有猛虎，轻嗅蔷薇。)
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