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【杂谈】一个简易的静态网页服务器

猫毛·波拿巴 2019-02-07 21:55:00 阅读数:160 评论数:0 点赞数:0 收藏数:0

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;
}
}
}
}
View Code

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;
}
}
View Code

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\r\n" +
"Content-Type:text/html\r\n" +
"Content-Length:"+contentLength +"\r\n" +
"\r\n";
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\r\n" +
"Content-Type:text/html\r\n" +
"Content-Length:23\r\n" +
"\r\n" +
"<h1>File Not Found</h1>";
output.write(errorMessage.getBytes());
}
} catch (Exception e) {
System.out.println(e.toString());
} finally {
if(fis != null)
fis.close();
}
}
}
View Code

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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