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自己模拟的一个简单的web服务器

IP云
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首先我为大家推荐一本书：How Tomcat Works。这本书讲的很详细的，虽然实际开发中我们并不会自己去写一个tomcat，但是对于了解Tomcat是如何工作的还是很有必要的。





  • Servlet容器是如何工作的

servlet容器是一个复杂的系统。不过，一个servlet容器要为一个servlet的请求提供服务，基本上有三件事要做:

1，创建一个request对象并填充那些有可能被所引用的servlet使用的信息，如参数、头部、 cookies、查询字符串、 URI 等等。一个 request 对象是javax.servlet.ServletRequest 或 javax.servlet.http.ServletRequest 接口的一个实例。

2，创建一个response对象，所引用的servlet使用它来给客户端发送响应。一个 response对象 javax.servlet.ServletResponse 或 javax.servlet.http.ServletResponse 接口的一个实例。

3，调用servlet的service方法，并传入 request 和 response 对象。在这里servlet会从 request 对象取值，给response写值。

  • Catalina 架构

Catalina是一个非常复杂的，并优雅的设计开发出来的软件，同时它也是模块化的。基于“Servlet 容器是如何工作的” 这个问题，我们可以把Catalina看成是由两个主要模块所组成的：连接器(connector) 和容器(container) 。多个连接器对应一个容器，然后放在一起组成一个service对外提供服务。连接器是用来“ 连接” 容器里边的请求的。它的工作是为接收到每一个HTTP请求构造一个request 和 response对象。然后它把流程传递给容器。容器从连接器接收到requset和response对象之后调用servlet的service方法用于响应。值得注意的是，这个描述仅仅是冰山一角而已。这里容器做了相当多事情。例如，在它调用servlet的service方法之前，它必须加载这个servlet，验证用户
(假如需要的话) ，更新用户会话等等。一个容器为了处理这个进程使用了很多不同的模块，这也并不奇怪。例如，管理模块是用来处理用户会话，而加载器是用来加载servlet类等等。

现在我自己模拟了一个简单的web服务器，如果下面这些代码很容易的理解了的话，那么对于web容器是如何工作的就基本没啥大问题了。我先简单的说下：web服务器就是在某一台虚拟主机上建立一个特定端口的服务器端socket，然后一直等待连接进来，一旦有连接连进来就new一个request和一个response，然后按照HTTP协议去解析request里面的请求参数，然后找到实际的资源文件，通过IO来读写，最后用response也按照HTTP协议去返回给客户端，就这样子就完成了一次请求和相应。下面的代码是入门级的一个web服务器，代码如下： 

package linkin;

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 LinkinPark

 * @Date   2015-3-11

 * Http服务器。

 */

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();

	}

	/**

	 * 服务器的等待方法

	 */

	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

			{

				//如果得到一个请求的话，就分别来建立一个输入流和输出流，然后分别建立一个请求和响应。

				socket = serverSocket.accept();

				input = socket.getInputStream();

				output = socket.getOutputStream();

				// create Request object and parse

				Request request = new Request(input);

				//控制台答应一下请求，然后解析出对应URL里面的请求路径

				request.parse();

				// create Response object

				Response response = new Response(output);

				response.setRequest(request);

				//返回响应，发送数据

				response.sendStaticResource();

				// Close the socket

				socket.close();

				// check if the previous URI is a shutdown command

				//控制这个循环什么时候结束

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

			}

			catch (Exception e)

			{

				e.printStackTrace();

				continue;

			}

		}

	}

}
package linkin;

import java.io.IOException;

import java.io.InputStream;

public class Request

{

	private InputStream input;

	private String uri;

	public Request(InputStream input)

	{

		this.input = input;

	}

	public String getUri()

	{

		return uri;

	}

	//这里控制台打印一下请求的内容，方便我们查看

	public void parse()

	{

		// Read a set of characters from the socket

		StringBuffer request = new StringBuffer(2048);

		byte[] buffer = new byte[2048];

		int i;

		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());

	}

	//     发过来的请求里面第一行是信息头，类似如下：GET /linkin.html HTTP/1.1

	private String parseUri(String requestString)

	{

		//http://localhost:8080/SHUTDOWN

		int index1, index2;

		index1 = requestString.indexOf(' ');

		if (index1 != -1)

		{

			index2 = requestString.indexOf(' ', index1 + 1);

			if (index2 > index1)

				//截取2个空格之间的内容，注意这里没有应用名了

				return requestString.substring(index1 + 1, index2);

		}

		return null;

	}

}

package linkin;

import java.io.File;

import java.io.FileInputStream;

import java.io.IOException;

import java.io.OutputStream;

/**

 * @author LinkinPark

 * @Date   2015-3-11

 *

 */

public class Response

{

	private static final int BUFFER_SIZE = 1024;

	Request request;//请求，主要是用请求URL里面的请求资源路径

	OutputStream output;//输出流

	public Response(OutputStream output)

	{

		this.output = output;

	}

	public void setRequest(Request request)

	{

		this.request = request;

	}

	//这里是需要一个方法，就是说发送响应回去

	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" + "<h1>File 11Not 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();

		}

	}

}

ok，代码写完了，直接运行HttpServer的主方法启动服务器，现在要访问应用应该输入一个URL，前面代码也看到了，默认的目录就是在自己项目下面的webroot目录下，在这里我丢一个简单的HTML页面进去，用来访问： 

<!DOCTYPE html>

<html>

  <head>

    <title>linkin.html</title>

    <meta http-equiv="keywords" content="keyword1,keyword2,keyword3">

    <meta http-equiv="description" content="this is my page">

    <meta http-equiv="content-type" content="text/html; charset=UTF-8">

    <!--<link rel="stylesheet" type="text/css" href="./styles.css">-->

  </head>

  <body>

   愿有人陪你一起颠沛流离。。。<br>

  </body>

</html>

输入URL：http://localhost:8080/linkin.html





输入URL：http://localhost:8080/SHUTDOWN   后台服务器停止了（因为服务器那段代码走完了，程序结束了）

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