创建一个简单的web服务器

Web服务器也称为超文本传输协议（HTTP）服务器，因为它使用HTTP来跟客户端进行通信的。既然说到通信那就离不了Java里的两个重要的类java.net.Socket和java.net.ServerSocket。这里浏览器一方可以认为是一个客户端，接收HTTP请求的一方可以认为是服务端。在这之前我们先说一下HTTP协议。

HTTP协议允许web服务器和浏览器通过网络来进行发送和接收数据。它是一种请求和响应协议。客户端发送一个请求，服务端响应这个请求。HTTP请求由三部分组成，分别是：请求行、消息报头（请求头）、请求正文（一般是POST请求）。注意：请求头和请求正文中间有一个空行。一个请求行以一个方法开头，一个空格隔开，后面跟着请求的URI和协议的版本。格式如下Method Request-URI HTTP-Version CRLF。其中Method表示请求方法，Request-URI是一个统一资源标识符，HTTP-Version表示请求的HTTP协议版本，CRLF表示回车和换行（除了作为结尾的CRLF之外，不允许出现单独的CR或LF字符）HTTP响应也是由三个部分组成，分别是：状态行、消息报头（响应头）、响应正文。响应头和响应正文中间有一个空行。状态行的格式如下：HTTP-Version
Status-Code Reason-Phrase CRLF。其中，HTTP-Version表示服务器HTTP协议的版本，Status-Code表示服务器发回的响应状态码，Reason-phrase表示状态代码的文本描述。说了这么多可能你看的还是有点晕，通过下面这张图你应该能看得更清楚一点：




OK，我们上面说了浏览器可以当做是一个客户端，那么我们只需要写一个服务端就行了。下面的代码只是简单的模拟了请求静态资源和处理一个简单的Servlet。

服务端代码如下：

package com.zkn.imitate.tomcat.secondchapter.first;

import com.zkn.imitate.tomcat.secondchapter.Request;
import com.zkn.imitate.tomcat.secondchapter.Response;
import com.zkn.imitate.tomcat.secondchapter.StaticResourceProcessor;
import com.zkn.imitate.tomcat.utils.Constants;
import com.zkn.imitate.tomcat.utils.StringUtil;

import java.io.IOException;
import java.net.InetAddress;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

/**
* Created by wb-zhangkenan on 2016/12/29.
*/
public class HttpServer {

public static void main(String[] args){

await();
}

private static void await() {

ServerSocket serverSocket = null;
try {
boolean shutDown = false;
//创建一个服务端
serverSocket = new ServerSocket(8004,1, InetAddress.getByName("127.0.0.1"));
while (!shutDown){
//接收客户端请求
Socket socket = serverSocket.accept();
Request request = new Request(socket.getInputStream());
request.parseRequest();//解析请求信息
Response response = new Response(socket.getOutputStream());
String uri = request.getUri();
if(uri !=null && uri.startsWith("/favicon.ico")){

}else if(!StringUtil.isEmpty(uri) && uri.startsWith("/static/")){
StaticResourceProcessor resouce = new StaticResourceProcessor();
resouce.process(request,response);//处理静态资源
}else{
ServletProcessor servletProcessor = new ServletProcessor();
servletProcessor.process(request,response);//处理Servlet
}
socket.close();
shutDown = Constants.SHUT_DOWN.equals(request.getUri());
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}

模拟的Request主要代码如下：

public class Request implements ServletRequest {
/**
* 输入流
*/
private InputStream inputStream;
/**
* uri
*/
private String uri;

public Request(InputStream inputStream) {
this.inputStream = inputStream;
}

public void parseRequest(){

BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream));
StringBuffer sb = new StringBuffer();
String str = null;
try {
while((str = br.readLine()) != null){
if("".equals(str))
break;
sb.append(str).append("\n");
}
System.out.println(sb.toString());
uri = StringUtil.parserUri(sb.toString()," ");
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}

模拟的Response主要代码如下：

public class Response implements ServletResponse {
/**
* 输出流
*/
private OutputStream outputStream;
/**
* 字符输出流
*/
private PrintWriter printWriter;

public Response(OutputStream outputStream) {
this.outputStream = outputStream;
}

public void sendStaticResource(String path) {

FileInputStream fis = null;
try {
File file = new File(Constants.WEB_PATH, path);
if (file.exists() && !file.isDirectory()) {
if (file.canRead()) {
fis = new FileInputStream(file);
int flag = 0;
byte[] bytes = new byte[1024];
while ((flag = fis.read(bytes)) != -1){
outputStream.write(bytes);
}
}
}else{
PrintWriter printWriter = getWriter();
//这里用PrintWriter字符输出流，设置自动刷新
printWriter.write("HTTP/1.1 404 File Not Found \r\n");
printWriter.write("Content-Type: text/html\r\n");
printWriter.write("Content-Length: 23\r\n");
printWriter.write("\r\n");
printWriter.write("<h1>File Not Found</h1>");
printWriter.close();
}
} catch (FileNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}finally {
if(fis != null)
try {
fis.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}

静态资源处理类：

public class StaticResourceProcessor {

public void process(Request request,Response response){

response.sendStaticResource(request.getUri());
}
}

Servlet处理类如下：

public class FirstServlet implements Servlet{

public void init(ServletConfig servletConfig) throws ServletException {

}

public ServletConfig getServletConfig() {
return null;
}

public void service(ServletRequest servletRequest, ServletResponse servletResponse) throws ServletException, IOException {

PrintWriter out = servletResponse.getWriter();
out.println("Hello. Roses are red.");
}

public String getServletInfo() {
return null;
}

public void destroy() {

}
}

ServletProcessor的代码如下：

package com.zkn.imitate.tomcat.secondchapter.first;

import com.zkn.imitate.tomcat.secondchapter.Request;
import com.zkn.imitate.tomcat.secondchapter.Response;
import com.zkn.imitate.tomcat.utils.Constants;
import com.zkn.imitate.tomcat.utils.StringUtil;

import javax.servlet.Servlet;
import javax.servlet.ServletException;
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.net.URL;
import java.net.URLClassLoader;
import java.net.URLStreamHandler;

/**
* Created by wb-zhangkenan on 2016/12/29.
*/
public class ServletProcessor {
/**
* 处理请求信息
* @param request
* @param response
*/
public void process(Request request, Response response){

String str = request.getUri();
String servletName = null;
if(!StringUtil.isEmpty(str) && str.lastIndexOf("/") >= 0){
servletName = str.substring(str.lastIndexOf("/")+1);
}
URLClassLoader classLoader = null;
URL[] url = new URL[1];

URLStreamHandler streamHandler = null;
File classPath = new File(Constants.WEB_ROOT);

try {
//创建仓库
String repository = (new URL("file", null, classPath.getCanonicalPath() + File.separator)).toString();
url[0] = new URL(null,repository,streamHandler);
classLoader = new URLClassLoader(url);//URL类加载器

Class clazz = classLoader.loadClass(servletName);
Servlet servlet = (Servlet) clazz.newInstance();
servlet.service(request,response);
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} catch (InstantiationException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IllegalAccessException e) {
e.printStackTrace();
} catch (ServletException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
下面我们看一下请求结果如何：
当我们输入：http://localhost:8004/FirstServlet时，请求结果如下所示：



当我们输入：http://localhost:8004/static/image01.jpg时，请求结果如下所示：



从上面的结果可以看到，我们做的简单的web服务器可以正常工作了。当然了这个只是最简单的web服务器了，以后我会把这个写的完整一些强大一些。完整的代码请从这里下载：https://github.com/zhangconan/ImitateTomCat