????? 本文先講解一下Java web server都是怎么工作的。web server也叫HTTP server——顧名思義它是用HTTP協議和客戶端交互的。客戶端一般就是各種各樣的瀏覽器了。相信所有朋友都清楚這個基本事實，否則你也不會看到這個系列文章了。
????? 基于Java的web server必然用到兩個極其重要的類：java.net.Socket和java.net.ServerSocket，然后以HTTP消息進行交互。
1. HTTP協議簡介(The Hypertext Transfer Protocol)
????? HTTP是用于web server和瀏覽器之間發送、接收數據的基礎核心協議——客戶端發起請求然后服務端進行響應。它使用應答式TCP連接，默認情況下監聽在80端口上。第一版協議是HTTP/0.9，然后又被HTTP/1.0重寫了，隨后HTTP/1.1又替換掉了HTTP/1.0——當前我們使用的正是HTTP/1.1，它的協議文件叫RFC2616，有興趣的可以去w3網站上下載回來研究一下，對你理解和掌握HTTP以及整個互聯網的核心有著無可替代的作用。接地氣的說法就是：明白了RFC2616，你就明白了易筋經和九陽神功，自此之后橫行天下無所顧忌。。。
????? HTTP里，永遠都是客戶端主動發起請求，然后服務端才有可能和它建立連接。web server永遠不會主動連接或者回調客戶端，但是兩邊都可以直接斷開連接。
????? 總結成一句話就是：服務端永遠處于絕對優勢地位，客戶端你不連我我就絕對不會連你，只有你客戶端發起請求了，我服務端才會和你連接，當然，心情不好時我也照樣可以不對你的請求做出任何響應。像極了男人追女人的戀愛過程吧。。。
1.1 HTTP請求
????? 它由以下部分組成：
????? 第一部分：方式 — URI — 協議/版本號
????? 第二部分：請求頭
????? 第三部分：實體數據
????? 典型例如如下：
1:
POST /baidu.com/小蘋果歌詞.txt HTTP/1.1
2:
?
3:
Accept: text/plain; text/html
4:
Accept-Language: en-gb
5:
Connection: Keep-Alive
6:
Host: localhost
7:
User-Agent: Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 4.01; Windows 98)
8:
Content-Length: 33
9:
Content-Type: application/x-www-form-urlencoded
10:
Accept-Encoding: gzip, deflate
11:
?
12:
lastName=Franks&firstName=Michael
?
???? 對應的第一部分就是這段請求信息的第一行，下面再詳細講解下：
???? POST /baidu.com/小蘋果歌詞.txt HTTP/1.1
???? 這一行的“POST”是請求方式，“/baidu.com/小蘋果歌詞.txt”是對應的URI，而“HTTP/1.1”就是對應的協議/版本號了。
???? HTTP協議定義了很多請求方式，每一個HTTP請求都可以使用其中的一種。HTTP 1.1 支持7種請求類型：GET，POST，HEAD，OPTIONS，PUT，DELETE以及TRACE。一般情況下，我們只用到GET和POST就足夠了。
???? URI完整的指定了一個網絡資源，一般情況下它都是相對于服務器的根目錄進行資源定位，你看到的URI才經常以斜杠“/”開頭，當然，通常我們只知道URL，URL實際上只是URI的一種而已（細節可研究RFC2396協議）。第一行的協議版本號，顧名思義就是當前使用的是哪版HTTP協議了。
???? 請求頭包含了一些關于客戶端環境和請求體的有用信息。例如，它可以指示瀏覽器使用的語言、請求體的數據長度等等。每一個請求頭和請求體之間都通過回車換行符（CRLF）分隔。
???? 請求頭和請求體之間的空白行（CRLF）是HTTP請求格式中不可或缺的一部分，它用于指明請求體數據開始的w位置。甚至在一些網絡編程書中，這個空白行（CRLF）直接被當作了HTTP請求標準格式的第四個組成部分。
???? 在上面那個例子中，請求體的實體數據只有簡單的一行，不過實際應用中實體數據往往比較多：
???? lastName=Franks&firstName=Michael
???? 1.2 HTTP響應
???? 和HTTP請求相似，HTTP響應也由三部分組成：
???? 第一部分：協議 -- 狀態碼 --描述
???? 第二部分：響應頭
???? 第三部分：響應體
???? 舉個例子：
1:
HTTP/1.1 200 OK
2:
Server: Microsoft-IIS/4.0
3:
Date: Mon, 5 Jan 2004 13:13:33 GMT
4:
Content-Type: text/html
5:
Last-Modified: Mon, 5 Jan 2004 13:13:12 GMT
6:
Content-Length: 112
7:
?
8:
<
html
>
9:
<
head
>
10:
<
title
>
HTTP Response Example
</
title
>
11:
</
head
>
12:
<
body
>
13:
Welcome to Brainy Software
14:
</
body
>
15:
</
html
>
?
???? 響應頭第一行和請求頭極為相似，它指示了當前使用的協議是HTTP/1.1版本，而且請求成功了（200=成功），一切順利。
響應頭包含的有用信息類似于請求頭的。響應體是一段HTML內容，響應頭和響應體之間以CRLF分隔。
2. Socket類
????? socket是網絡連接的一個端點，它賦予應用程序讀寫網絡流的能力。兩臺電腦通過發送和接收基于連接的字節流來進行交流溝通。若要發消息給另一個程序，你需要知道這個程序socket的ip地址和端口號。在java里，socket指的是java.net.Socket類。
????? 你可以使用Socket類的諸多構造器中任意一個來創建socket，下面這個構造器接收主機名和端口號作為參數：
????? public Socket (java.lang.String host, int port)
????? 在此，host可以是主機名或者ip地址，端口號就是對應的程序占用的端口。例如，要想連接80端口上的yahoo.com，你需要如下構造方式：
????? new Socket("yahoo.com", 80);
????? 一旦成功創建Socket實例，你就可以用它來發送接收字節流了。要發送字節流，你必須首先調用Socket類的getOutputStream方法獲取java.io.OutputStream對象，要發送純文本的話，我們通常構造一個OutputStream對象返回的java.io.PrintWriter對象。要接收字節流，你就應該調用Socket類的getInputStream方法來獲取 java.io.InputStream。
下面就是代碼展示了，各位看官請好：
1:
Socket socket =
new
Socket(
"127.0.0.1"
,
"8080"
);
2:
OutputStream os = socket.getOutputStream();
3:
boolean autoflush =
true
;
4:
PrintWriter
out
=
new
PrintWriter( socket.getOutputStream(), autoflush);
5:
BufferedReader
in
=
new
BufferedReader(
new
InputStreamReader( socket.getInputstream() ));
6:
?
7:
// 向web server發送HTTP請求
8:
out
.println(
"GET /index.jsp HTTP/1.1"
);
9:
out
.println(
"Host: localhost:8080"
);
10:
out
.println(
"Connection: Close"
);
11:
out
.println();
12:
?
13:
// 讀取響應
14:
boolean loop =
true
;
15:
StringBuffer sb =
new
StringBuffer(8096);
16:
while
(loop) {
17:
if
(
in
.ready() ) {
18:
int
i=0;
19:
while
(i!=-1) {
20:
i =
in
.read();
21:
sb.append((
char
) i);
22:
}
23:
loop =
false
;
24:
}
25:
Thread.currentThread().sleep(50);
26:
}
27:
?
28:
// 輸出響應內容
29:
System.
out
.println(sb.toString());
30:
socket.close();
?
3. ServerSocket類
????? Socket類代表的是客戶端Socket，例如IE瀏覽器、chrome、火狐、safari等發起的連接。如果你想實現一個服務器應用程序，像HTTP server或者FTP server的話，你就必須使用不同的方法了。這是因為服務端根本不知道客戶端會發起請求建立連接，它必須永不停歇的等待客戶端請求。為此，你必須使用java.net.ServerSocket類，它是服務端socket的實現。
????? ServerSocket不同于Socket，服務端的ServerSocket必須一直等著客戶端請求的到來。一旦server socket接到連接請求，它必須創建一個Socket實例來處理和客戶端的交互。
????? 要創建server socket，你得用ServerSocket類提供的四個構造器之一。它需要你指明IP地址和server socket要監聽的端口號。經典的127.0.0.1意味著server socket將監聽本機。server socket監聽的IP地址通常也叫綁定地址。另一個重要的屬性是backlog，它意味著接入的連接請求超過此數值之后server socket就會拒絕后續請求。
????? public ServerSocket(int port, int backlog, InetAddress bindingAddress);
????? 值得注意的是，這個構造器的綁定地址必須是java.net.InetAddress類的實例。構造InetAddress對象的簡易方法就是調用它的靜態方法getByname,并傳一個主機名字符創參數，如下所示：
????? InetAddress.getByName("127.0.0.1");
????? 下面這行代碼構造了一個ServerSocket，監聽本機8080端口，同時backlog為1：
????? new ServerSocket(8080, 1, InetAddress.getByName("127.0.0.1"));
????? 一旦ServerSocket實例構造完成，它就可以一直監聽在綁定地址的對應端口上等待請求的到來，你需要做的就是調用ServerSocket類的accept方法來啟動這個監聽過程。這個方法只返回何時產生了連接請求并且返回值是一個Sokcet類的實例。然后通過這個Socket可以發送和接收字節流。
4. 動手實現自己的山寨版web server
????? 這個山寨web server由三個類組成：HttpServer、Request、Response。
????? HttpServer的main方法創建一個HttpServer實例并調用它的await方法，顧名思義，這個await方法一直等著請求到來，然后處理請求、發送響應信息到客戶端。它會一直等，直到程序終止或停機。
????? 這個山寨版的server目前只能發送靜態資源，它會在控制臺顯示HTTP請求的字節流，但不能發送任何響應頭，比如data、cookie之類的。
4.1 HTTPServer.java
?
1:
import java.io.File;
2:
import java.io.IOException;
3:
import java.io.InputStream;
4:
import java.io.OutputStream;
5:
import java.net.InetAddress;
6:
import java.net.ServerSocket;
7:
import java.net.Socket;
8:
?
9:
public
class
HttpServer {
10:
?
11:
/**
12:
* WEB_ROOT is the directory where our HTML and other files reside. For this
13:
* package, WEB_ROOT is the "webroot" directory under the working directory.
14:
* The working directory is the location in the file system from where the
15:
* java command was invoked.
16:
*/
17:
public
static
final String WEB_ROOT = System.getProperty(
"user.dir"
) + File.separator +
"webroot"
;
18:
?
19:
// 關機命令
20:
private
static
final String SHUTDOWN_COMMAND =
"/SHUTDOWN"
;
21:
?
22:
// the shutdown command received
23:
private
boolean shutdown =
false
;
24:
?
25:
public
static
void
main(String[] args) {
26:
HttpServer server =
new
HttpServer();
27:
server.await();
28:
}
29:
?
30:
public
void
await() {
31:
ServerSocket serverSocket =
null
;
32:
int
port = 8080;
33:
try
{
34:
serverSocket =
new
ServerSocket(port, 1, InetAddress.getByName(
"127.0.0.1"
));
35:
}
catch
(IOException e) {
36:
e.printStackTrace();
37:
System.exit(1);
38:
}
39:
// 輪詢是否有請求進來
40:
while
(!shutdown) {
41:
Socket socket =
null
;
42:
InputStream input =
null
;
43:
OutputStream output =
null
;
44:
try
{
45:
socket = serverSocket.accept();
46:
input = socket.getInputStream();
47:
output = socket.getOutputStream();
48:
// create Request object and parse
49:
Request request =
new
Request(input);
50:
request.parse();
51:
// create Response object
52:
Response response =
new
Response(output);
53:
response.setRequest(request);
54:
response.sendStaticResource();
55:
// Close the socket
56:
socket.close();
57:
// check if the previous URI is a shutdown command
58:
shutdown = request.getUri().equals(SHUTDOWN_COMMAND);
59:
}
catch
(Exception e) {
60:
e.printStackTrace();
61:
continue
;
62:
}
63:
}
64:
}
65:
}
4.2 Request.java
1:
package ex01.pyrmont;
2:
?
3:
import java.io.IOException;
4:
import java.io.InputStream;
5:
?
6:
public
class
Request {
7:
?
8:
private
InputStream input;
9:
?
10:
private
String uri;
11:
?
12:
public
Request(InputStream input) {
13:
this
.input = input;
14:
}
15:
?
16:
public
void
parse() {
17:
// Read a set of characters from the socket
18:
StringBuffer request =
new
StringBuffer(2048);
19:
int
i;
20:
byte
[] buffer =
new
byte
[2048];
21:
try
{
22:
i = input.read(buffer);
23:
}
catch
(IOException e) {
24:
e.printStackTrace();
25:
i = -1;
26:
}
27:
for
(
int
j = 0; j < i; j++) {
28:
request.append((
char
)buffer[j]);
29:
}
30:
System.
out
.print(request.toString());
31:
uri = parseUri(request.toString());
32:
}
33:
?
34:
private
String parseUri(String requestString) {
35:
int
index1, index2;
36:
index1 = requestString.indexOf(
' '
);
37:
if
(index1 != -1) {
38:
index2 = requestString.indexOf(
' '
, index1 + 1);
39:
if
(index2 > index1)
40:
return
requestString.substring(index1 + 1, index2);
41:
}
42:
return
null
;
43:
}
44:
?
45:
public
String getUri() {
46:
return
uri;
47:
}
48:
}
49:
?
4.3 Response.java
1:
package ex01.pyrmont;
2:
?
3:
import java.io.File;
4:
import java.io.FileInputStream;
5:
import java.io.IOException;
6:
import java.io.OutputStream;
7:
?
8:
/*
9:
* HTTP Response = Status-Line (( general-header | response-header |
10:
* entity-header ) CRLF) CRLF [ message-body ] Status-Line = HTTP-Version SP
11:
* Status-Code SP Reason-Phrase CRLF
12:
*/
13:
public
class
Response {
14:
?
15:
private
static
final
int
BUFFER_SIZE = 1024;
16:
?
17:
Request request;
18:
?
19:
OutputStream output;
20:
?
21:
public
Response(OutputStream output) {
22:
this
.output = output;
23:
}
24:
?
25:
public
void
setRequest(Request request) {
26:
this
.request = request;
27:
}
28:
?
29:
public
void
sendStaticResource() throws IOException {
30:
byte
[] bytes =
new
byte
[BUFFER_SIZE];
31:
FileInputStream fis =
null
;
32:
try
{
33:
File file =
new
File(HttpServer.WEB_ROOT, request.getUri());
34:
if
(file.exists()) {
35:
fis =
new
FileInputStream(file);
36:
int
ch = fis.read(bytes, 0, BUFFER_SIZE);
37:
while
(ch != -1) {
38:
output.write(bytes, 0, ch);
39:
ch = fis.read(bytes, 0, BUFFER_SIZE);
40:
}
41:
}
else
{
42:
// file not found
43:
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>"
;
44:
output.write(errorMessage.getBytes());
45:
}
46:
}
catch
(Exception e) {
47:
// thrown if cannot instantiate a File object
48:
System.
out
.println(e.toString());
49:
}
finally
{
50:
if
(fis !=
null
)
51:
fis.close();
52:
}
53:
}
54:
}
55:
?
5. 總結
???? 本文講解了web server的基本原理，同時代碼貼出來了一個粗糙山寨的web server。它只有三個類構成，當然不是全功能的，不過呢，畢竟剛開始，我們會不斷的逐步完善這個web server，到本系列結束時，基本上就有一個完整的web server了。
?
文檔信息
- 譯者：張大爺
- 原文網址： http://www.cnblogs.com/flance/
- 版權聲明：自由轉載-非商用-非衍生-保持署名 | Creative Commons BY-NC-ND 3.0
更多文章、技術交流、商務合作、聯系博主
微信掃碼或搜索：z360901061
微信掃一掃加我為好友
QQ號聯系： 360901061
您的支持是博主寫作最大的動力，如果您喜歡我的文章，感覺我的文章對您有幫助，請用微信掃描下面二維碼支持博主2元、5元、10元、20元等您想捐的金額吧，狠狠點擊下面給點支持吧，站長非常感激您！手機微信長按不能支付解決辦法：請將微信支付二維碼保存到相冊，切換到微信，然后點擊微信右上角掃一掃功能，選擇支付二維碼完成支付。
【本文對您有幫助就好】元
