因为有个不会存在大量连接的小的Web服务器需求，不至于用上重量级服务器，于是自己动手写一个服务器。
同时也提供了一个简单的Web框架。能够简单的使用了。
大体的需求包括
- 能够处理HTTP协议。
- 能够提供接口让使用者编写自己的服务。
会省略一些暂时影响察看的代码。还不够完善，供记录问题和解决办法之用,可能会修改许多地方。
让我们开始吧~
// 更新 2015年09月30日 关于读事件
Project的地址 : Github
从ServerSocket开始
大家都知道HTTP协议使用的是TCP服务。 而要用TCP通信都得从ServerSocket开始。ServerSocket监听指定IP地址指定端口之后,另一端便可以通过连接这个ServerSocket来建立一对一的Socket进行收发数据。
我们先从命令行参数里获得要监听的ip地址和端口号,当然没有的话使用默认的。
1 public static void main(String[] args) { 2 ... 3 InetAddress ip = null; 4 int port; 5 if (args.length == 2 && args[1].matches(".+:\d+")) { 6 ... 7 ip = InetAddress.getByName(address[0]); 8 ... 9 } else { 10 ... 11 ip = InetAddress.getLocalHost(); 12 ... 13 port = 8080; 14 System.out.println("未指定地址和端口,使用默认ip和端口..." + ip.getHostAddress() + ":" + port); 15 } 16 17 Server server = new Server(ip, port); 18 server.start(); 19 }
输入是 start 123.45.67.89:8080 或者直接一个 start
InetAddress.getByName(address[0])通过一个IP地址的字符串构造一个InetAddress对象。
InetAddress.getLocalHost() 获取localhost的InetAddress对象。
接下来看看Server类。
首先,这个服务器要轻量级,不宜创建太多线程。考虑使用NIO来进行IO处理,一个线程处理IO。所以我们需要一个Selector来选择已经就绪的管道,同时用一个线程池来处理任务。(可以用Runtime.getRuntime().availableProcessors()获取可用的处理器核数。)
Server启动时首先进行ServerSocket的绑定以及其他的初始化工作。
1 ServerSocketChannel serverChannel; 2 registerServices(); 3 serverChannel = ServerSocketChannel.open(); 4 serverChannel.bind(new InetSocketAddress(this.ip, this.port)); 5 serverChannel.configureBlocking(false); 6 selector = Selector.open(); 7 serverChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
registerServices() 暂时先忽略，是用来注册用户写的服务的。
由于是NIO,在这里是用的ServerSocketChannel,绑定到ip和端口,设置好非阻塞,注册ACCEPT事件。不设置非阻塞状态是不能使用Selectior的。
然后开始循环监听和处理事件
1 public void start() { 2 init(); 3 while (true) { 4 ... 5 selector.select(); 6 ... 7 Set<SelectionKey> readyKeys = selector.selectedKeys(); 8 Iterator<SelectionKey> iterator = readyKeys.iterator(); 9 while (iterator.hasNext()) { 10 SelectionKey key = iterator.next(); 11 iterator.remove(); 12 if (key.isAcceptable()) { 13 ServerSocketChannel serverSocket = (ServerSocketChannel) key.channel(); 14 ...//处理接受事件 15 } else if (key.isReadable()) { 16 SocketChannel client = (SocketChannel) key.channel(); 17 ...//处理读事件 18 } else if (key.isWritable()) { 19 SocketChannel client = (SocketChannel) key.channel(); 20 ...//处理写事件 21 } 22 ... 23 } 24 } 25 }
在我看来SelectionKey指的就是一个事件,它关联一个channel并且可以携带一个对象。slector.select()会阻塞直到有注册的事件来临。 获取一个SelectionKey之后需要使用iterator.next()将它从selectedKeys中去除，不然下次selector.select()仍然会获取到这个key。
下面来分析每个事件。
Accept事件
Accept事件其实很简单,就是可以来了一个Socket可以建立连接了。 那么就像下面这样,accept创建一个连接后,在SocketChannel监听Read事件,等到有数据可以读的时候就可以进行读取。
1 if (key.isAcceptable()) { 2 ServerSocketChannel serverSocket = (ServerSocketChannel) key.channel(); 3 SocketChannel client = serverSocket.accept(); 4 client.configureBlocking(false); 5 client.register(selector, SelectionKey.OP_READ); 6 }
Read事件
这个事件就可以接收到HTTP请求了。读取到数据之后提交给Controller进行异步的HTTP请求解析,根据FilePath转发给服务处理类。处理完后会给通道注册WRITE的监听。client.register(selector, SelectionKey.OP_WRITE)。
并让key携带Response对象(将在后续章节写出)
1 if (key.isReadable()) { 2 SocketChannel client = (SocketChannel) key.channel(); 3 ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(4096); 4 client.read(buffer); 5 executor.execute(new Controller(buffer, client, selector)); 6 }
这里存在的问题是不知道如何处理过大的请求,或许可以利用传输长度[1]重复读取再合并?
同时还有另一个问题。在 selector.select() 已经阻塞后,在另一个线程注册了事件,select无法获取,在只有一个连接的测试环境下似乎没办法。
所以仍需定一个超时时间。比如 if (selector.select(500) == 0) { continue; }
------更新 2015年09月30日------
多次实验发现,一次请求可能不是一次读完。所以根据读到的http首部中的Content-Length进行持续读取。
所以决定直接把channel直接给Connector(原为Controller)处理。同时取消对读取事件的兴趣。
SocketChannel client = (SocketChannel) key.channel(); executor.execute(new Connector(client, selector));
key.interestOps(key.interestOps() & ~SelectionKey.OP_READ);
另外关于在另一个线程注册事件select已经在阻塞结果无法知道的问题。
可以使用 selector.wakeup(); 进行强制选择。
Write事件
这个事件将Response写入SocketChannel。
SocketChannel client = (SocketChannel) key.channel(); Response response = (Response) key.attachment(); ByteBuffer byteBuffer = response.getByteBuffer(); if (byteBuffer.hasRemaining()) { client.write(byteBuffer); } if (!byteBuffer.hasRemaining()) { key.cancel(); client.close(); }
如果发现什么问题或者有什么建议请指教。谢谢~
附录区:
[1] 当消息主体出现在消息中时，一条消息的传输长度（transfer-length）是消息主体（messagebody）
的长度；也就是说在实体主体被应用了传输编码（transfer-coding）后。当消息中出现
消息主体时，消息主体的传输长度（transfer-length）由下面（以优先权的顺序）决定:
- 任何不能包含消息主体（message-body）的消息（这种消息如1xx，204和304响应和任
何HEAD方法请求的响应）总是被头域后的第一个空行（CRLF）终止，不管消息里是否存在
实体头域（entity-header fields）。 - 如果Transfer-Encoding头域（见14.41节）出现，并且它的域值是非”“dentity”传输编码
值，那么传输长度（transfer-length）被“块”（chunked）传输编码定义，除非消息因为通过
关闭连接而结束。 - 如果出现Content-Length头域（属于实体头域）（见14.13节），那么它的十进制值（以
字节表示）即代表实体主体长度（entity-length，译注：实体长度其实就是实体主体的长度，
以后把entity-length翻译成实体主体的长度）又代表传输长度（transfer-length）。Content-
Length 头域不能包含在消息中，如果实体主体长度（entity-length）和传输长度（transferlength）
两者不相等（也就是说，出现Transfer-Encodind头域）。如果一个消息即存在传输译
码（Transfer-Encoding）头域并且也Content-Length头域，后者会被忽略。 - 如果消息用到媒体类型“multipart/byteranges”，并且传输长度（transfer-length）另外也没
有指定，那么这种自我定界的媒体类型定义了传输长度（transfer-length）。这种媒体类型不能
被利用除非发送者知道接收者能怎样去解析它； HTTP1.1客户端请求里如果出现Range头域
并且带有多个字节范围（byte-range）指示符，这就意味着客户端能解析multipart/byteranges
响应。
一个Range请求头域可能会被一个不能理解multipart/byteranges的HTTP1.0代理（proxy）
再次转发；在这种情况下，服务器必须能利用这节的1，3或5项里定义的方法去定界此消息。 - 通过服务器关闭连接能确定消息的传输长度。（请求端不能通过关闭连接来指明请求消息体
的结束，因为这样可以让服务器没有机会继续给予响应）。
为了与HTTP/1.0应用程序兼容，包含HTTP/1.1消息主体的请求必须包括一个有效的内容长
度（Content-Length）头域，除非服务器是HTTP/1.1遵循的。如果一个请求包含一个消息主体
并且没有给出内容长度（Content-Length），那么服务器如果不能判断消息长度的话应该以
400响应（错误的请求），或者以411响应（要求长度）如果它坚持想要收到一个有效内容长
度（Content-length）。
所有的能接收实体的HTTP/1.1应用程序必须能接受"chunked"的传输编码（3.6节），因此当
消息的长度不能被提前确定时，可以利用这种机制来处理消息。
消息不能同时都包括内容长度（Content-Length）头域和非identity传输编码。如果消息包括了
一个非identity的传输编码，内容长度（Content-Length）头域必须被忽略.
当内容长度（Content-Length）头域出现在一个具有消息主体（message-body）的消息里，
它的域值必须精确匹配消息主体里字节数量。HTTP/1.1用户代理（user agents）当接收了一个
无效的长度时必须能通知用户。