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  • 【杂谈】一个简易的静态网页服务器

    前言

      上一篇随笔【杂谈】一个回车下去,浏览器做了什么?讲了浏览器的处理,这里再用一个例子讲解一下,也不算讲解,算是梳理一下服务端处理浏览器请求的过程。当然实际过程要比这复杂多了。下文的例子,其实就是《How Tomcat Works》这本书的第一个例子,感兴趣的可以去看这本书。不过书上的例子有问题,我下文中会提到。

    注:此项目不需要用tomcat,纯Java底层代码写就可以了。

    概述

    程序有三个类HttpServer,Request,Response。

    HttpServer  => 负责监听socket连接,创建Request、Response对象

    Request => 用于获取请求信息的URI(利用Socket的InputStream),这里URI就是静态网页文件的相对路径

    Response => 用于发送响应数据报(利用Request获取请求信息,利用OutputStream写出数据)

    程序包图

    完整代码

    由于贴完整代码都会使篇幅略显过长,所以下面都折叠起来了,看客可以逐个展开查看。

    HttpServer.java

    package com.wze.ex01.pyrmont;
    
    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;
    
    public class HttpServer {
        public static final String WEB_ROOT = System.getProperty("user.dir") + File.separator + "webroot";
    
        private static final String SHUTDOWN_COMMAND = "/SHUTDOWN";
    
        private boolean shutdown = false;
    
        public static void main(String[] args) {
            System.out.println(WEB_ROOT);
            HttpServer server = new HttpServer();
            server.await();
        }
    
        public void await() {
            ServerSocket serverSocket = null;
            int port = 8080;
            try {
                //之所以要绑定监听的IP地址,是因为一个电脑可能有多个网卡
                serverSocket = new ServerSocket(port, 1, InetAddress.getByName("127.0.0.1"));
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
                //如果绑定失败,那么这个程序也就没有运行下去的必要了。
                System.exit(1);
            }
            while(!shutdown) {
                Socket socket = null;
                InputStream input  = null;
                OutputStream output = null;
                try {
                    //接收一个请求,处理完毕后关闭连接
                    socket = serverSocket.accept();
                    input = socket.getInputStream();
                    output = socket.getOutputStream();
                    Request request = new Request(input);
                    request.parse();
                    Response response = new Response(output);
                    response.setRequest(request);
                    response.sendStaticResource();
                    socket.close();
                    shutdown = request.getUri().equals(SHUTDOWN_COMMAND);
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                    continue;
                }
            }
        }
    
    }
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    Request.java

    package com.wze.ex01.pyrmont;
    
    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 void parse() {
            //之所以是大小是2048,是因为请求行的大小一般就是2048
            StringBuffer request = new StringBuffer(2048);
            int i;
            byte[] buffer = new byte[2048];
            try {
                i = input.read(buffer); //读入数据到buffer,并返回请求行的实际长度
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
                i = -1;
            }
            for(int j = 0; j < i; j++) {
                request.append((char)buffer[j]);
            }
            System.out.println(request.toString());
            uri = parseUri(request.toString()); //从请求行中把uri取出来
            System.out.println(uri);
        }
    
        /**
         * 获取请求行中的uri
         *
         * 请求行格式:Method URI Version
         * 用空格做分隔符
         * @param requestString
         * @return
         */
        private String parseUri(String requestString) {
            int index1, index2;
            index1 = requestString.indexOf(' ');
            if(index1 != -1) {
                index2 = requestString.indexOf(' ', index1+1);
                System.out.println(index1 + " " + index2);
                if(index2 > index1)
                    return requestString.substring(index1 + 1, index2);
            }
            return null;
        }
    
        public String getUri() {
            return uri;
        }
    }
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    Response.java

    package com.wze.ex01.pyrmont;
    
    import java.io.File;
    import java.io.FileInputStream;
    import java.io.IOException;
    import java.io.OutputStream;
    
    public class Response {
        private static final int BUFFER_SIZE = 1024;
        Request request;
        OutputStream output;
    
        public Response(OutputStream output) {
            this.output = output;
        }
    
        public void setRequest(Request request) {
            this.request = request;
        }
    
        public void sendStaticResource() throws IOException {
            byte[] bytes = new byte[BUFFER_SIZE];
            FileInputStream fis = null;
            try {
                //获取用户请求文件的实际路径
                File file = new File(HttpServer.WEB_ROOT + request.getUri());
                System.out.println(file);
                if(file.exists()) { //如果文件存在,则读取到缓冲数组,再利用socket的outputstream写出数据
                    long contentLength = file.length();
                    String successMessage = "HTTP/1.1 200 success
    " +
                            "Content-Type:text/html
    " +
                            "Content-Length:"+contentLength +"
    " +
                            "
    ";
                    output.write(successMessage.getBytes());
                    fis = new FileInputStream(file);
                    //每次最多读写1024字节,直到全部读完
                    int ch = fis.read(bytes, 0, BUFFER_SIZE);
                    System.out.println(ch);
                    while(ch != -1) {
                        output.write(bytes, 0, ch);
                        ch = fis.read(bytes, 0, BUFFER_SIZE);
                    }
                } else {
                    String errorMessage = "HTTP/1.1 404 File Not Found
    " +
                            "Content-Type:text/html
    " +
                            "Content-Length:23
    " +
                            "
    " +
                            "<h1>File Not Found</h1>";
                    output.write(errorMessage.getBytes());
                }
            } catch (Exception e) {
                System.out.println(e.toString());
            } finally {
                if(fis != null)
                    fis.close();
            }
    
        }
    }
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    运行效果

    运行HttpServer的主方法,然后在浏览器地址栏键入localhost:8080/index.html,你就可以在浏览器看见网页内容了。到这一步就相当于实现了一个apache服务器。

    注意:index.html是你自己创建的,你随便写点内容。我是只在body里面写了hello。

    代码解析

    Request对象中缓冲大小为什么是2048?

    因为大多数浏览器请求行最大长度就是2048字节,所以读取2048字节,里面必然完全包含了请求行的数据。这也是parameter传参长度限制的原因,因为parameter在URI中,而URI又是组成请求行的元素之一。

    注:HTTP请求报文的请求行由三部分组成,请求方法,URI,协议版本,且这三个参数用空格隔开。

    前面说的例子有问题在哪里?

    上面的例子是正常的,不过书本里面少了一部分,那就是响应头的编写,如果没有发送响应头给浏览器,它无法识别发送给它的数据是什么。

    Content-Length在上文中起什么作用?

    细心的朋友会发现,我在响应头中添加了Content-Length的头信息,指明了文件的长度,也就是字节数。有了这个头信息,浏览器就可以知道什么时候数据接收完成。这跟浏览器的加载提示有关。

    怎么让别人也能访问到这个网页?

    如果你的电脑有公网IP的话,那你要做的只是把程序跑起来挂着,然后开放端口。开放端口是什么意思?默认情况下,防火墙会为了安全,其他电脑是不能随便访问本机的端口(例外,80端口是默认开启的)。开启的方法就是进入防火墙设置进站规则,开放8080端口。

    感悟

      其实涉及到网络通信,底层传递的就是一堆字节,而"协议"从一个角度来说,其实就是双方共同遵守的数据格式,它指明从哪里到哪里的字节数据表示的是什么,应用程序根据这些进行处理。想来,其实这些东西在上《计算机网络》的时候都讲到了,只是当时没有现在这种感觉吧。

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/longfurcat/p/10355514.html
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