Java实现Web Server

作者: 木木彬 | 来源:发表于2015-06-16 15:52 被阅读2514次

day01
Java实现Web Server
年薪20万Python工程师进阶（3）：Python开发之理解W
用java写一个最简单的http Server
Netty编写web server-01
springboot跨域配置
WSGI学习笔记
一行代码启动 Web server
eclipse中运行时java application与java
JSP/Servlet

一直以来都是用Java写Web，但是呢，还没好好去了解实现一个Web Server，由此开始要逐步写出一个完善的WebServer，努力实现高性能的Web站点。

一、什么是Web服务器##

网页服务器（Web server）一词有两个意思：
一台负责提供网页的电脑，主要是各种编程语言构建而成，通过HTTP协议传给客户端（一般是指网页浏览器）。
一个提供网页的服务器程序。

虽然每个网页服务器程序有很多不同，但有一些共同的特点：每一个网页服务器程序都需要从网络接受HTTP request，然后提供HTTP response给请求者。HTTP回复一般包含一个HTML文件，有时也可以包含纯文本文件、图像或其他类型的文件。

二、HTTP协议##

简介

HTTP是一个属于应用层的面向对象的协议，由于其简捷、快速的方式，适用于分布式超媒体信息系统。它于1990年提出，经过几年的使用与发展，得到不断地完善和扩展。目前在WWW中使用的是HTTP/1.0的第六版，HTTP/1.1的规范化工作正在进行之中，而且HTTP-NG(Next Generation of HTTP)的建议已经提出。

HTTP协议的主要特点可概括如下：

1.支持客户/服务器模式。

2.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。请求方法常用的有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，使得HTTP服务器的程序规模小，因而通信速度很快。

3.灵活：HTTP允许传输任意类型的数据对象。正在传输的类型由Content-Type加以标记。

4.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，并收到客户的应答后，即断开连接。采用这种方式可以节省传输时间。

5.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，这样可能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。

HTTP协议详解-请求

http请求由三部分组成，分别是：请求行、消息报头、请求正文

1、请求行以一个方法符号开头，以空格分开，后面跟着请求的URI和协议的版本，格式如下：Method Request-URI HTTP-Version CRLF
其中 Method表示请求方法；Request-URI是一个统一资源标识符；HTTP-Version表示请求的HTTP协议版本；CRLF表示回车和换行（除了作为结尾的CRLF外，不允许出现单独的CR或LF字符）。

请求方法（所有方法全为大写）有多种，各个方法的解释如下：
　　　　GET 请求获取Request-URI所标识的资源
　　　　POST 在Request-URI所标识的资源后附加新的数据
　　　　HEAD 请求获取由Request-URI所标识的资源的响应消息报头
　　　　PUT 请求服务器存储一个资源，并用Request-URI作为其标识
　　　　DELETE 请求服务器删除Request-URI所标识的资源
　　　　TRACE 请求服务器回送收到的请求信息，主要用于测试或诊断
　　　　CONNECT 保留将来使用
　　　　OPTIONS 请求查询服务器的性能，或者查询与资源相关的选项和需求
　　应用举例：
　　　　GET方法：在浏览器的地址栏中输入网址的方式访问网页时，浏览器采用GET方法向服务器获取资源，eg:GET /form.html HTTP/1.1 (CRLF)

POST方法要求被请求服务器接受附在请求后面的数据，常用于提交表单。
　　　　eg：POST /reg.jsp HTTP/ (CRLF)
　　　　Accept:image/gif,image/x-xbit,... (CRLF)
　　　　...
　　　　HOST:www.guet.edu.cn (CRLF)
　　　　Content-Length:22 (CRLF)
　　　　Connection:Keep-Alive (CRLF)
　　　　Cache-Control:no-cache (CRLF)
　　　　(CRLF) //该CRLF表示消息报头已经结束，在此之前为消息报头
　　　　user=jeffrey&pwd=1234 //此行以下为提交的数据

HEAD方法与GET方法几乎是一样的，对于HEAD请求的回应部分来说，它的HTTP头部中包含的信息与通过GET请求所得到的信息是相同的。利用这个方法，不必传输整个资源内容，就可以得到Request-URI所标识的资源的信息。该方法常用于测试超链接的有效性，是否可以访问，以及最近是否更新。
　　2、请求报头后述
　　3、请求正文(略)

详情请转到另一篇博文：http://blog.csdn.net/gueter/article/details/1524447

三、实现自己WebServer

1、实现一个单线程的SingleThreadWebServer

首先开启一个ServerSocket来监听9000端
一但获得一个连接请求，回复一条信息

public class SingleThreadWebServer implements Runnable{
    protected int          serverPort   = 8080;
    protected ServerSocket serverSocket = null;
    protected Thread       runningThread= null;

    public SingleThreadWebServer(int port){
        this.serverPort = port;
    }

    public void run(){
        synchronized(this){
            this.runningThread = Thread.currentThread();
        }
        openServerSocket();
        System.out.println("Web服务器开启了");
        while(true){
            Socket clientSocket = null;
            try {
                clientSocket = this.serverSocket.accept();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            try {
                processClientRequest(clientSocket);
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

    }

    private void processClientRequest(Socket clientSocket)
            throws IOException {
        InputStream input  = clientSocket.getInputStream();
        OutputStream output = clientSocket.getOutputStream();
        long time = System.currentTimeMillis();

        output.write(("HTTP/1.1 200 OK\n\n<html><body>" +
                "木木彬的singleThreadWebServer: " +
                time +
                "</body></html>").getBytes());
        output.close();
        input.close();
        System.out.println("接收到请求: " + time);
    }



    private void openServerSocket() {
        try {
            this.serverSocket = new ServerSocket(this.serverPort);
        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException("Cannot open port 8080", e);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        SingleThreadWebServer singleThreadWebServer = new SingleThreadWebServer(9000);
        new Thread(singleThreadWebServer).start();
    }
}

单线程的WebServer，接受connection连接和处理请求都在一个线程中，因此一次只能相应一个请求

2、实现MultiThreadWebServer

首先开启一个ServerSocket来监听9000端口
一单获得一个连接请求，把它传递给另一个处理线程，这样才能让你的ServerSocket去接受其它的请求
写一个响应。
实现很简单，把单线程的processClientRequest函数改成WorkThread就好

public class MultiThreadWebServer implements Runnable{
    protected int          serverPort   = 8080;
    protected ServerSocket serverSocket = null;
    protected boolean      isStopped    = false;
    protected Thread       runningThread= null;

    public MultiThreadWebServer(int port){
        this.serverPort = port;
    }

    public void run(){
        synchronized(this){
            this.runningThread = Thread.currentThread();
        }
        openServerSocket();
        while(true){
            Socket clientSocket = null;
            try {
                clientSocket = this.serverSocket.accept();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            new Thread(
                    new WorkThread(
                            clientSocket, "mumubin's Multithreaded Server")
            ).start();
        }
    }
    private void openServerSocket() {
        try {
            this.serverSocket = new ServerSocket(this.serverPort);
        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException("Cannot open port 8080", e);
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        MultiThreadWebServer multiThreadWebServer = new MultiThreadWebServer(9090);
        new Thread(multiThreadWebServer).start();
    }

}
public class WorkThread implements Runnable {
    protected Socket clientSocket = null;
    protected String serverText = null;

    public WorkThread(Socket clientSocket, String serverText) {
        this.clientSocket = clientSocket;
        this.serverText = serverText;
    }

    @Override
    public void run() {
        try {
            InputStream inputStream = clientSocket.getInputStream();
            OutputStream outputStream = clientSocket.getOutputStream();
            long time = System.currentTimeMillis();
            outputStream.write(("HTTP/1.1 200 OK\n\nWorkerThread: " +
                    this.serverText + " - " +
                    time +
                    "").getBytes());
            inputStream.close();
            outputStream.flush();
            System.out.println("接收到请求");
            outputStream.close();
        }
        catch (Exception e)
        {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

但是呢，之前那些，都没实现HTTP最基本的GET、POST请求，

3、实现Post、Get方法

流程如下：

首先开启一个ServerSocket来监听10000端口
一单获得一个连接请求，把它传递给另一个处理线程，这样才能让你的ServerSocket去接受其它的请求
解析请求，看它是GET还是POST，还有传递过来的参数
根据相应的请求写一个响应。
接下来我们先看下其实现代码

InputStream inputStream = clientSocket.getInputStream();
InputStream input  = clientSocket.getInputStream();
byte[] byteBuffer = new byte[1000];

do{
    input.read(byteBuffer);
    for (byte a :byteBuffer)
        System.out.print((char)a);
}
while (input.read() != -1);

Request的具体信息

  GET / HTTP/1.1
  Host: 127.0.0.1:9090
  Connection: keep-alive 
Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,*/*;q=0.8
  User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 6.3; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/42.0.2311.90 Safari/537.36
  Accept-Encoding: gzip, deflate, sdch
  Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.8
  Cookie: _ga=GA1.1.413734972.1430379491

因此通过解析Request就可以构建doPost和doGet方法,修改后的WorkThread

public class WorkThread implements Runnable {
    protected Socket clientSocket = null;
    protected String serverText = null;

    public WorkThread(Socket clientSocket, String serverText) {
        this.clientSocket = clientSocket;
        this.serverText = serverText;
    }

    public void doPost()
    {
        try {
            OutputStream outputStream = clientSocket.getOutputStream();
            outputStream.write(("HTTP/1.1 200 OK\n\nWorkerThread: " +
                    "this is by post").getBytes());
            outputStream.flush();
            outputStream.close();
        }
        catch (Exception e)
        {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public void doGet()
    {
        try {
            OutputStream outputStream = clientSocket.getOutputStream();
            outputStream.write(("HTTP/1.1 200 OK\n\nWorkerThread: " +
                    "this is by get").getBytes());
            outputStream.flush();
            outputStream.close();
        }
        catch (Exception e)
        {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    @Override
    public void run() {
        try {
            InputStream input  = clientSocket.getInputStream();
            byte[] byteBuffer = new byte[1000];

                input.read(byteBuffer);
                for (byte a :byteBuffer)
                    System.out.print((char)a);

            if(byteBuffer[0] == 'G' && byteBuffer[1] == 'E' && byteBuffer[2] == 'T')
            {
                doGet();
            }
            else {
                doPost();
            }
            input.close();
            System.out.println("接收到请求");
        }
        catch (Exception e)
        {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

4、基于JDK实现简单的Web服务器

其实JDK中已经有了对HTTPServer的支持，我们来简单应用下

public class APITest {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        HttpServer server = HttpServer.create(new InetSocketAddress(8000), 0);
        server.createContext("/test", new MyHandler());
        server.setExecutor(null); // creates a default executor
        server.start();
    }
 
    static class MyHandler implements HttpHandler {
        @Override
        public void handle(HttpExchange t) throws IOException {
            String response = "This is the APITest";
            t.sendResponseHeaders(200, response.length());
            OutputStream os = t.getResponseBody();
            os.write(response.getBytes());
            os.close();
        }
    }
}

day01
Java Web编程 Tomcat 服务器是 Apache 提供的 Web Server, 可以实现Http协议...
Java实现Web Server
一直以来都是用Java写Web，但是呢，还没好好去了解实现一个Web Server，由此开始要逐步写出一个完善的W...
年薪20万Python工程师进阶（3）：Python开发之理解W
本文目录什么是WSGI? 如何实现Application？如何实现Web Server？ Web Server...
用java写一个最简单的http Server
How to create HTTP Server in Java 建立web server，监听8080端口上的...
Netty编写web server-01
Echo Server a web server for java 2021年06月09号分支dev_210...
springboot跨域配置
/* project:web-server filename:CorsConfig.java @descripti...
WSGI学习笔记
首先实现一个web serverhttp_server.py 接下来要实现WSGI server了applicat...
一行代码启动 Web server
一行代码启动 Web server 实现 Python3 实现: NodeJS 实现: NodeJS 实现...
eclipse中运行时java application与java
run java application 是运行 java main方法run on server是启动一个web...
JSP/Servlet
1、JSP（Java Server Page）和Servlet是Java EE规范的两个成员，他们Java Web...