基于Java的Web服务器工作原理（三）

2022-10-29 12:22:47

内容摘要

Request 类对应 HTTP 请求。创建这个类的实例，并传给它从 Socket 获得的 InputStream 对象，从而捕获与客户端的通信。呼叫 InputStream 对象的 read 方法中的

文章正文

Request 类

　　Request 类对应 HTTP 请求。创建这个类的实例，并传给它从 Socket 获得的 InputStream 对象，从而捕获与客户端的通信。呼叫 InputStream 对象的 read 方法中的一个就可以得到 HTTP 请求的原始数据。
　　Request 类有二个 public 方法 parse 与 getUri。parse 方法解析 HTTP 请求的原始数据。它做的事情不多－－唯一它使之有效的信息是 HTTP 请求的 URI ，这个通过呼叫私有方法 parseUri 来获得。parseUri 方法把 URI 作为一个变量。调用 getUri 方法可以得到 HTTP 请求的 URI 。
　　要明白 parse 与 parseUri 的工作原理，你需要知道 HTTP 请求的结构，由 RFC2616 定义。
　　一个 HTTP 请求包括三个部分：
Request line
Headers
Message body
　　现在，我们只需要关注 HTTP 请求的第一部分－－请求行。请求行以方法记号开始，接着是请求的 URI 与协议版本，以回车换行符结束。请求行的元素之间以空格分开。例如，一个用 GET 方法的 index.html 文件的请求行如下：
GET /index.html HTTP/1.1
　　parse 方法从 socket 的 InputStream 传递给 Request 对象中读取字节流，把这个字节数组存在缓冲里。然后，它把 buffer 字节数组里的字节放入叫做 request 的 StringBuffer 对象中，再把 StringBuffer 替换成 String 传递给 parseUri 方法。
　　parse 方法的代码如列表 1.2
Listing 1.2. The Request class' parse method

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());
}

　　parseUri 方法查找请求行的第一个与第二个空格，从而从请求行获得了 URI 。列表 1.3 展示了 parseUri 方法的代码。
Listing 1.3. The Request class' parseUri method

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;
}

　　response 类

　　Response 类描述 HTTP 响应。它的构建方法接受 OutputStream 对象，如下：
public Response(OutputStream output) {
this.output = output;
}
　　Response 对象通过传递从 socket 获得的 OutputStream 对象到 HttpServer 类的 await 方法而创建。
　　Response 类有二个公共方法 setRequest 与 setStaticResource 。setRequest 用来传递 Request 对象到 Response 对象。它比较简单，代码如列表 1.4 所示：
Listing 1.4. The Response class' setRequest method

public void setRequest(Request request) {
this.request = request;
}

　　sendStaticResource 方法用来发送静态的资源，例如 HTML 文件。它的实现如列表 1.5 所示：
Listing 1.5. The Response class' sendStaticResource method

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();
    }
}

　　SendStaticResource 方法非常简单。它首先通过传递父与子目录到 File 类的构建方法从而实例化 java.io.File 类。
File file = new File(HttpServer.WEB_ROOT, request.getUri());
　　然后检查这个文件是否存在。如果存在，则 sendStaticResource 方法传递 File 对象创建 java.io.FileInputStream 对象。然后调用 FileInputStream 的 read 方法，并把字节数组写到 OutputStream 对象 output 。就这样，静态资源的内容作为原始数据被发送到浏览器。
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);
    }
}
　　如果文件不存在，sendStaticResource 发送一个错误信息到浏览器。
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());

　　编译与运行应用程序

　　要编辑与运行本文的应用，首先你需要解压源码 zip 文件。直接解压出来的目录被称为工作目录，它有三个子目录：src/，classes/，lib/。要编译应用，从工作目录输入如下命令：
javac -d . src/ex01/pyrmont/*.java
　　-d 选项把结果写到当前目录，而不是 src/ 目录。
　　要运行应用，在当前工作目录输入如下命令：
java ex01.pyrmont.HttpServer
　　测试这个应用，打开你的浏览器，在地址栏输入如下地址：
http://localhost:8080/index.html
　　你将在你的浏览器看到 index.html 显示出来。

在控制台，你看到如下的内容：
GET /index.html HTTP/1.1
Accept: */*
Accept-Language: en-us
Accept-Encoding: gzip, deflate
User-Agent: Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 4.01; Windows 98)
Host: localhost:8080
Connection: Keep-Alive

GET /images/logo.gif HTTP/1.1
Accept: */*
Referer: http://localhost:8080/index.html
Accept-Language: en-us
Accept-Encoding: gzip, deflate
User-Agent: Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 4.01; Windows 98)
Host: localhost:8080
Connection: Keep-Alive

　　总结

　　在这篇文章中（分为三个部分），你看到了一个简单的 web 服务器的工作原理。本文相关的应用只包括了三个类，功能是不全面的。然而，它仍不失为一个好的学习工具。

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