基于Java的Web服务器工作原理(三)


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。

matrix开源技术经Onjava授权翻译并发布.
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