第一章:一个简单的Web服务器
本章说明java web服务器是如何工作的。Web服务器也成为超文本传输协议(HTTP)服务器，因为它使用HTTP来跟客户端进行通信的，这通常是个web浏览器。
一个基于java的web服务器使用两个重要的类：java.net.Socket和java.net.ServerSocket，并通过HTTP消息进行通信。因此这章就自然是从HTTP和这两个类的讨论开始的。接下去，解释这章附带的一个简单的web服务器。
1.1超文本传输协议(HTTP)
HTTP是一种协议，允许web服务器和浏览器通过互联网进行来发送和接受数据。它是一种请求和响应协议。客户端请求一个文件而服务器响应请求。HTTP使用可靠的TCP连接--TCP默认使用80端口。第一个HTTP版是HTTP/0.9，然后被HTTP/1.0所替代。正在取代HTTP/1.0的是当前版本HTTP/1.1，它定义于征求意见文档(RFC) 2616，可以从http://www.w3.org/Protocols/HTTP/1.1/rfc2616.pdf下载。
注意：本节涵盖的HTTP 1.1只是简略的帮助你理解web服务器应用发送的消息。假如你对更多详细信息感兴趣，请阅读RFC 2616。
在HTTP中，始终都是客户端通过建立连接和发送一个HTTP请求从而开启一个事务。web服务器不需要联系客户端或者对客户端做一个回调连接。无论是客户端或者服务器都可以提前终止连接。举例来说，当你正在使用一个web浏览器的时候，可以通过点击浏览器上的停止按钮来停止一个文件的下载进程，从而有效的关闭与web服务器的HTTP连接。
1.2HTTP请求
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
下面是一个HTTP请求的例子：
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
方法—统一资源标识符(URI)—协议/版本出现在请求的第一行。
POST /examples/default.jsp HTTP/1.1
这里POST是请求方法，/examples/default.jsp是URI，而HTTP/1.1是协议/版本部分。
每个HTTP请求可以使用HTTP标准里边提到的多种方法之一。HTTP 1.1支持7种类型的请求：GET, POST,HEAD, OPTIONS, PUT, DELETE和TRACE。
GET和POST在互联网应用里边最普遍使用的。
URI完全指明了一个互联网资源。URI通常是相对服务器的根目录解释的。因此，始终一斜线/开头。统一资源定位器(URL)其实是一种URI(查看http://www.ietf.org/rfc/rfc2396.txt)来的。该协议版本代表了正在使用的HTTP协议的版本。
请求的头部包含了关于客户端环境和请求的主体内容的有用信息。例如它可能包括浏览器设置的语言，主体内容的长度等等。每个头部通过一个回车换行符(CRLF)来分隔的。
对于HTTP请求格式来说，头部和主体内容之间有一个回车换行符(CRLF)是相当重要的。CRLF告诉HTTP服务器主体内容是在什么地方开始的。在一些互联网编程书籍中，CRLF还被认为是HTTP请求的第四部分。
在前面一个HTTP请求中，主体内容只不过是下面一行：
lastName=Franks&firstName=Michael
实体内容在一个典型的HTTP请求中可以很容易的变得更长。
1.3 HTTP Response
与HTTP Request类似，HTTP Response也由三部分组成：
协议-状态-描述
Response 头
Response 体
举例如下：
HTTP/1.1 200 OK Server: Microsoft-IIS/4.0 Date: Mon, 5 Jan 2004 13:13:33 GMT Content-Type: text/html Last-Modified: Mon, 5 Jan 2004 13:13:12 GMT Content-Length: 112 <html> <head> <title>HTTP Response Example</title> </head> <body> Welcome to Brainy Software </body> </html>
注意响应实体（entity）与响应头（header）之间有一个空白行（CRLF）。
1.4 Socket 类
套接字socket代表客户端与服务器连接，你可以通过他与服务器建立连接，可以指定host和port，Java中用Socket类来建立，有多个构造函数。
可以通过ServerSocket建立http服务器或者ftp服务器。
socket 通信的实例代码如下：
Socket socket = new Socket("127.0.0.1", "8080"); //建立连接
OutputStream os = socket.getOutputStream(); //获取输出流
boolean autoflush = true;
PrintWriter out = new PrintWriter(
socket.getOutputStream(), autoflush); //设置自动flush
BufferedReader in = new BufferedReader(
new InputStreamReader( socket.getInputstream() ));
// send an HTTP request to the web server
out.println("GET /index.jsp HTTP/1.1"); //拼装HTTP请求信息
out.println("Host: localhost:8080");
out.println("Connection: Close");
out.println();
// read the response
boolean loop = true;
StringBuffer sb = new StringBuffer(8096);
while (loop) {
if ( in.ready() ) {
int i=0;
while (i!=-1) {
i = in.read();
sb.append((char) i);
}
loop = false;
}
Thread.currentThread().sleep(50); //由于是阻塞写入，暂停50ms，保证可以写入。
}
// display the response to the out console
System.out.println(sb.toString());
socket.close();
1.5 ServerSocket 类
Socket类表示一个客户端socket，相应的ServerSocket类表示了一个服务器端应用。服务器端socket需要等待来自客户端的连接请求。一旦ServerSocket接收到来自客户端的连接请求，它会实例化一个Socket类的对象来处理与客户端的通信。
1.6 应用举例
该程序包括三个部分，HttpServer、Request和Response。该程序只能发送静态资源，如HTML文件，图片文件，但不会发送响应头信息。
代码文件如下：
服务器：
socket = serverSocket.accept();
input = socket.getInputStream();
output = socket.getOutputStream();
服务器Request将inputStream请求解析为字符串，从中拿到URI
服务器Response拼接服务器路径和URI，得到文件路径，判断是否存在，存在则输出到outputStream请求中，不存在则输出错误字符串到outputstream中
package ex01.pyrmont;
import java.net.Socket;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.InetAddress;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.File;
public class HttpServer {
/** WEB_ROOT is the directory where our HTML and other files reside.
* For this package, WEB_ROOT is the "webroot" directory under the
* working directory.
* The working directory is the location in the file system
* from where the java command was invoked.
*/
public static final String WEB_ROOT =
System.getProperty("user.dir") + File.separator + "webroot";
// shutdown command
private static final String SHUTDOWN_COMMAND = "/SHUTDOWN";
// the shutdown command received
private boolean shutdown = false;
public static void main(String[] args) {
HttpServer server = new HttpServer();
server.await();
}
public void await() {
ServerSocket serverSocket = null;
int port = 8080;
try {
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 {
socket = serverSocket.accept();
input = socket.getInputStream();
output = socket.getOutputStream();
// create Request object and parse
Request request = new Request(input);
request.parse();
// create Response object
Response response = new Response(output);
response.setRequest(request);
response.sendStaticResource();
// Close the socket
socket.close();
//check if the previous URI is a shutdown command
shutdown = request.getUri().equals(SHUTDOWN_COMMAND);
}
catch (Exception e) {
e.printStackTrace ();
continue;
}
}
}
}
package ex01.pyrmont;
import java.io.InputStream;
import java.io.IOException;
public class Request {
private InputStream input;
private String uri;
public Request(InputStream input) {
this.input = input;
}
public void parse() {
// Read a set of characters from the socket
StringBuffer request = new StringBuffer(2048);
int i;
byte[] buffer = new byte[2048];
try {
i = input.read(buffer);
}
catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
i = -1;
}
for (int j=0; j<i; j++) {
request.append((char) buffer[j]);
}
System.out.print(request.toString());
uri = parseUri(request.toString());
}
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;
}
public String getUri() {
return uri;
}
}
package ex01.pyrmont;
import java.io.OutputStream; import java.io.IOException;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.File;
/*
HTTP Response = Status-Line
*(( general-header | response-header | entity-header ) CRLF)
CRLF
[ message-body ]
Status-Line = HTTP-Version SP Status-Code SP Reason-Phrase CRLF
*/
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 {
File file = new File(HttpServer.WEB_ROOT, request.getUri());
if (file.exists()) {
fis = new FileInputStream(file);
int ch = fis.read(bytes, 0, BUFFER_SIZE);
while (ch!=-1) {
output.write(bytes, 0, ch);
ch = fis.read(bytes, 0, BUFFER_SIZE);
}
}
else {
// file not found
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) {
// thrown if cannot instantiate a File object
System.out.println(e.toString() );
}
finally {
if (fis!=null)
fis.close();
}
}
}
...
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