Tomcat 源码解析 （二）自己写服务器

      首先原谅我上次《How Tomcat Works 1》的粗制滥造， 这次给必要的代码都给上必要注释。

第二章是说明简单的servlet容器是如何工作的。这一章带有2个servlet容器应用，可以处

理静态资源和简单的servlet请求。尤其是你将会学到如何创建request和response对象，然

后把它们传递给被请求的servlet的service方法。在servlet容器里边还有一个servlet，你

可以从一个web浏览器中调用它。

      一个基于java Web的服务器， 两个重中之重的类便是java.net.Socket 和 java.net.ServerSocket,

Socket即套接字，为了发送数据到另一台机器， 首先要知道那台机器的IP及套接字端口。

有更深入兴趣的可以继续深入了解Socket用法。

上面的Socket代表客户端套接字，那么同样的就应该有服务端的套接字：ServerSocket

我们这边使用的构造方法是 public ServerSocket(int port, int backLog, InetAddress bindingAddress);

port就是端口， backLog为输入连接指示（对连接的请求）的最大队列长度，我们这里设置为1，bindingAddress便是绑定地址，我们这里通过InetAddress.getByName("127.0.0.1")来获取。

      另外我们还需要了解一下HTTP协议的基本概念：

一个HTTP请求包括三个组成部分： 
  方法—统一资源标识符(URI)—协议/版本 
  请求的头部 
  主体内容 

     下面是给一个栗子：

POST /examples/default.jsp HTTP/1.1
Accept: text/plain; text/html
Accept-Language: en-gb
Connection: Keep-Alive
Host: localhost
User-Agent: Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 4.01; Windows 98)
Content-Length: 33
Content-Type: application/x-www-form-urlencoded
Accept-Encoding: gzip, deflate
lastName=Franks&firstName=Michael

      其中第一句包含了 method(POST), uri(/examples/default.jsp) 和version(HTTP/1.1)

然后最后一句便是请求主题(Body)

没错， 中间那长长的一坨就是http请求的头部（实际上请求主题可以很长，这边我们简化了）

更详细的可以看这篇文章 http 协议详解

      我们要知道，servlet实现服务基本上要有3件事情要做:

1:Servlet;

通过service()方法接受和处理request， response

对于此， 我们创建类HttpServer:

package chap1_ASimpleWebServer;
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 {
    // getProperty("user.dir")就是返回当前目录， File.separator就是'\'; 
    // 以博主机子为例， WEB_ROOT的内容就是"D:/workspace/howTomcatWorks/chap1_ASimpleWebServer/webroot" 
    public static final String WEB_ROOT = System.getProperty("user.dir") + File.separator + "webroot";
    
    // 如果要关闭服务器， 则在浏览器地址栏中输入 http://localhost:8080/SHUTDOWN
    private static final String SHUTDOWN_COMMAND = "/SHUTDOWN";
    
    private boolean shutdown = false;
    
    // 类似Severlet.service()， 现在只是简单的了解下概念：
    public void await() {
        ServerSocket serverSocket = null;
        int port = 8080;
        try {
            // port就是端口， backLog为输入连接指示（对连接的请求）的最大队列长度，我们这里设置为1，
            // bindingAddress便是绑定地址，我们这里通过InetAddress.getByName("127.0.0.1")来获取。
            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 {
                // 先是通过ServerSocket实例 得到 Socket实例
                socket = serverSocket.accept();
                // 再通过Socket实例来获取InputStream和OutputStream的实例
                input = socket.getInputStream();
                output = socket.getOutputStream();
                // create Request object & parse
                // 通过input创建request
                Request request = new Request(input);
                request.parse();
                // create Response object
                // 通过request创建response
                Response response = new Response(output);
                response.setRequest(request);
                response.sendResource();
                // close socket
                socket.close();
                // check if the previous URI is a shutdown command
                shutdown = request.getUri().equals(SHUTDOWN_COMMAND);
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
                continue;
            }
        }
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(WEB_ROOT);
        HttpServer server = new HttpServer();
        server.await();
    }
}

 

2:Request;

包含http头等信息， 是javax.Servlet.http.ServletRequest 接口的实例

package chap1_ASimpleWebServer;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;

/*
 * 在这一章中，我们仅仅关注HTTP请求的第一部分，请求行。请求行从
 * 一个方法标记开始，接下去是请求的URI和协议版本，最后是用回车换
 * 行符(CRLF)结束。请求行里边的元素是通过一个空格来分隔的。例如，
 * 使用GET方法来请求index.html文件的请求行如下所示：
 *
 * GET /index.html HTTP/1.1
 */
public class Request {
    private InputStream input;
    private String uri;
    
    public Request (InputStream input) {
        this.input = input;
    }
    
    public void parse() {
        // 新建StringBuffer request, 用于接收字节转化的字符
        StringBuffer request = new StringBuffer(2048);
        int len;
        // 新建字节数组buffer, 用于接收套接字的InputStream字节流
        byte[] buffer = new byte[2048];
        try {
            len = input.read(buffer);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            len = -1;
        }
        for (int i = 0; i < len; i++) {
            // 这里不要忘了强制转型（byte -> char)
            request.append((char)buffer[i]); 
        }
        System.out.println(request.toString());
        // 得到URI的值
        uri = parseUri(request.toString());
    }
    
    // 从HTTP请求行里截取URI， 即 "GET /index.html HTTP/1.1" 中的 "/index.html"
    private String parseUri(String requestString) {
        int index1, index2;
        index1 = requestString.indexOf(' ');
        if (index1 != -1) {
            index2 = requestString.indexOf(' ', index1 + 1);
            if (index2 > index1) {
                return requestString.substring(index1 + 1, index2);
            }
        }
        return null;
    }
    
    // 返回URI
    public String getUri() {
        return uri;
    }
}

 

3:Response

通过service()处理赋值后，生成对于客户的响应，对应于Request，, 它是javax.Servlet.http.ServletResponse接口的实例

 

package chap1_ASimpleWebServer;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;


public class Response {
    // 设置默认响应信息长度
    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;
    }
    
    // 用来发送一个静态资源，例如一个HTML文件。它首先通过传递上一级
    // 目录的路径和子路径给File累的构造方法来实例化java.io.File类
    public void sendResource() throws IOException {
        // 创建byte数组bytes用于接收文件流数据
        byte[] bytes = new byte[BUFFER_SIZE];
        FileInputStream fis = null;
        try {
            // 根据当前目录和URI获取文件
            File file = new File(HttpServer.WEB_ROOT, request.getUri());
            if (file.exists()) {
                fis = new FileInputStream(file);
                int len = fis.read(bytes, 0, BUFFER_SIZE);
                while (len != -1) {
                    // 写到output流中
                    output.write(bytes, 0, len);
                    len = fis.read(bytes, 0, BUFFER_SIZE);
                }
            } else { 
                // 如果文件不存在，页面提示File Not Found信息（404）
                String errorMessage = "HTTP/1.1 404 File Not Found\r\n" +
                                      "ContentType: text/html\r\n" +
                                      "ContentLength: 23\r\n\r\n" +
                                      "<head>File Not Found</head>";
                output.write(errorMessage.getBytes());
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            // 最后别忘记关闭文件流
            if (fis != null) {
                fis.close();
            }
        }
    }
}

       现在在项目文件夹下建立一个webroot文件夹：

         先运行主程序HttpServer, 然后打开浏览器，输入地址：http://localhost:8080/index.html：

         另外， 控制台结果显示了HTTP信息：

         到此为止， 我们已经简单的了解到了一个简单web服务器是如何工作的。这一次仅仅由三个类组

成，所以并不是功能是十*限的。下一次是真的要将要讨论动态内容的处理过程了。。。。。。。