http服务器tornado demo 搭建

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编程小匠人传奇 2024-12-03 12:33:32

最近学习了Java NIO技术，觉得不能再去写一些Hello World的学习demo了，而且也不想再像学习IO时那样编写一个控制台（或者带界面）聊天室。我们是做WEB开发的，整天围着tomcat、nginx转，所以选择了一个新的方向，就是自己开发一个简单的Http服务器，在总结Java NIO的同时，也加深一下对http协议的理解。

项目实现了静态资源（html、css、js和图片）和简单动态资源的处理，可以实现监听端口、部署目录、资源过期的配置。涉及到了NIO缓冲区、通道和网络编程的核心知识点，还是比较基础的。

之前的两篇文章介绍了项目的部署、运行和开发环境等，从本篇文章开始详细介绍下项目的代码，本文首先讲核心的配置类、配置文件和http请求的封装。

一、核心配置类

1、ContentTypeUtil工具类

这个类使用一个静态Map保存资源后缀和ContentType的对应关系，主要支持：html、css、js、jpg、jpeg、png、gif、ico、txt

提供一个静态方法通过资源后缀获取对应的ContentType

1 public static String getContentType(String suffix) {
 2     // 如果资源uri后缀为空，直接返回text/html
 3     if (StringUtil.isNullOrEmpty(suffix)) {
 4         return contentTypes.get(HTML);
 5     }
 6     // 根据后缀从contentTypes获取
 7     String contentType = contentTypes.get(suffix);
 8     // 如果没有获取到，返回application/octet-stream
 9     if (contentType == null) {
10         return APPLICATION_OCTET_STREAM;
11     }
12     return contentType;
13 }

2、ResponseUtil工具类

这个类定义了一些常用的响应状态码和响应首行字符串，如下：

1 public static final int RESPONSE_CODE_200 = 200;
2 public static final int RESPONSE_CODE_304 = 304;
3 public static final int RESPONSE_CODE_404 = 404;
4 public static final int RESPONSE_CODE_500 = 500;
5 
6 public static final String RESPONSE_LINE_200 = "HTTP/1.1 200 OK";
7 public static final String RESPONSE_LINE_304 = "HTTP/1.1 304 Not Modified";
8 public static final String RESPONSE_LINE_404 = "HTTP/1.1 404 Not Found";
9 public static final String RESPONSE_LINE_500 = "HTTP/1.1 500 Internal Server Error";

其他的WEB_ROOT、RESPONSE_PAGE_404、CHARSET都不再使用，已经被配置文件替代

提供一个静态方法根据指定状态码获取对应的响应首行字符串

1 public static String getResponseLine(int status) {
 2     switch (status) {
 3     case RESPONSE_CODE_200:
 4         return RESPONSE_LINE_200;
 5     case RESPONSE_CODE_304:
 6         return RESPONSE_LINE_304;
 7     case RESPONSE_CODE_404:
 8         return RESPONSE_LINE_404;
 9     case RESPONSE_CODE_500:
10         return RESPONSE_LINE_500;
11     }
12     return RESPONSE_LINE_200;
13 }

3、HttpServerConfig和server.properties配置文件

先看一下server.properties配置文件

1 # 服务监听端口
 2 server.port=8082
 3 # 服务部署根目录
 4 server.root=WebContent
 5 # 404页面
 6 server.404.page=WebContent/404.html
 7 
 8 # 编码
 9 request.charset=utf-8
10 response.charset=utf-8
11 
12 # 静态资源过期设置
13 expires.jpg=120000
14 expires.jpeg=120000
15 expires.png=120000
16 expires.js=60000
17 expires.css=60000
18 expires.ico=7200000
19 
20 # 动态资源配置
21 servlet.test.do=org.net5ijy.nio.servlet.TestServlet

配置比较简单，其中

server.root配置web站点的部署目录，默认使用当前工作目录下面的WebContent目录

server.404.page配置资源404时的响应页面

expires.xxx可以配置一些静态资源的过期时间，单位为毫秒。响应时会在header中添加Expires响应头

servlet.xxx可以配置动态资源的处理类型，xxx部分配置资源的uri，值为处理这个请求的类的全限定名

然后看一下HttpServerConfig类，这个会读取server.properties配置文件，使用单例模式保存配置，对外提供相关方法获取配置信息以便程序使用

代码比较简单，就不再做过多的介绍了

二、Request接口和HttpRequest类

1、Request接口

该接口定义了Request对象需要有的核心方法

1 // 获取请求方法
 2 String getMethod();
 3 // 获取请求资源uri
 4 String getRequestURI();
 5 // 获取客户端请求的协议版本
 6 String getProtocol();
 7 // 获取请求的主机名
 8 String getHost();
 9 // 获取请求的端口
10 int getPort();
11 // 获取请求资源的Content-Type
12 String getContentType();
13 // 获取全部请求参数
14 Map<String, String> getParameters();
15 // 获取指定的请求参数的值
16 String getParameter(String paramaterName);
17 // 获取全部请求头
18 Map<String, String> getHeaders();
19 // 获取指定的请求头的值
20 String getHeader(String headerName);
21 // 获取请求里面携带的cookie
22 List<Cookie> getCookies();

2、HttpRequest类

该类实现了Request接口

内部保存请求的uri、请求方法、协议版本、host、port、参数、请求头和cookie

构造方法需要传入客户端请求的字符串，内部进行解析

3、解析请求uri、请求方法、协议版本

1 // 所在平台的行分隔符
 2 String lineSeparator = System.getProperty("line.separator");
 3 
 4 // 获取请求行
 5 String requestLine = body.substring(0, body.indexOf(lineSeparator));
 6 // 获取请求方法和资源uri
 7 String[] requestLines = requestLine.split("\\s+");
 8 this.method = requestLines[0];
 9 this.protocol = requestLines[2];
10 
11 // 解析请求uri
12 String[] uri = requestLines[1].split("\\?");
13 this.requestURI = uri[0];

4、获取请求头

1 // 截取请求头和请求主体
 2 body = body.substring(body.indexOf(lineSeparator) + 2);
 3 
 4 // 获取请求头
 5 int num = 0;
 6 String[] headerAndParameter = body.split(lineSeparator);
 7 for (; num < headerAndParameter.length; num++) {
 8     String headerLine = headerAndParameter[num];
 9     // 遍历到请求主体上面的空白行就停止
10     if (StringUtil.isNullOrEmpty(headerLine)) {
11         break;
12     }
13     // 获取第一个“:”的下标
14     int indexOfMaohao = headerLine.indexOf(":");
15     if (indexOfMaohao == -1) {
16         continue;
17     }
18     String headerName = headerLine.substring(0, indexOfMaohao).trim();
19     String headerValue = headerLine.substring(indexOfMaohao + 1).trim();
20     this.headers.put(headerName, headerValue);
21 }

把请求头和请求参数从请求字符串中截取出来
按行分割
遍历分割后的字符串数组
解析出请求头的行，再使用“:”进行分割
最后把请求头放入Map中

5、获取请求cookie

1 String cookieHeader = headers.get("Cookie");
 2 if (!StringUtil.isNullOrEmpty(cookieHeader)) {
 3     String[] cookiesArray = cookieHeader.split(";\\s*");
 4     for (int i = 0; i < cookiesArray.length; i++) {
 5         String cookieStr = cookiesArray[i];
 6         if (!StringUtil.isNullOrEmpty(cookieStr)) {
 7             String[] cookieArray = cookieStr.split("=");
 8             if (cookieArray.length == 2) {
 9                 Cookie c = new Cookie(cookieArray[0], cookieArray[1], -1);
10                 this.cookies.add(c);
11                 if (log.isDebugEnabled()) {
12                     log.debug("Recieve request cookie " + c);
13                 }
14             }
15         }
16     }
17 }

从headers中获取出Cookie的头
使用空白分割Cookie头
遍历分割后的数组
再使用“=”分割每一个元素
创建Cookie对象并放入List中

6、获取请求参数

获取请求参数分为两部分

第一部分是解析uri后面的如arg1=val1&arg2=val2形式的参数，代码如下：

// 解析uri后面跟的请求参数
if (uri.length > 1) {
    this.parameters.putAll(resolveRequestArgs(uri[1]));
}

此处使用了一个私有方法解析如arg1=val1&arg2=val2形式的参数，方法如下：

1 private Map<String, String> resolveRequestArgs(String args) {
 2     Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();
 3     if (!StringUtil.isNullOrEmpty(args)) {
 4         String[] argss = args.split("&+");
 5         for (int i = 0; i < argss.length; i++) {
 6             String arg = argss[i];
 7             String[] nameAndValue = arg.split("\\s*=\\s*");
 8             if (nameAndValue.length == 2) {
 9                 map.put(nameAndValue[0], nameAndValue[1]);
10             } else if (nameAndValue.length == 1) {
11                 map.put(nameAndValue[0], "");
12             }
13         }
14     }
15     return map;
16 }

使用“&+”分割参数字符串
遍历分割后的数组
再使用“=”分割元素
把分割后的数据放入Map中并返回

另外一部分是使用POST方式发送的请求参数，支持JSON和arg1=val1&arg2=val2形式的参数，代码如下：

1 // 获取请求参数
 2 num++;
 3 StringBuilder builder = new StringBuilder();
 4 for (; num < headerAndParameter.length; num++) {
 5     builder.append(headerAndParameter[num]);
 6 }
 7 String requestArgs = builder.toString();
 8 
 9 if (!StringUtil.isNullOrEmpty(requestArgs)) {
10     if (requestArgs.indexOf("{") > -1) {
11         ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();
12         try {
13             @SuppressWarnings("unchecked")
14             Map<String, String> map = mapper.readValue(requestArgs, Map.class);
15             this.parameters.putAll(map);
16         } catch (Exception e) {
17         }
18     } else if (requestArgs.indexOf("&") > -1) {
19         this.parameters.putAll(resolveRequestArgs(requestArgs));
20     }
21 }

此处使用了jackson库

1 <dependency>
 2     <groupId>com.fasterxml.jackson.core</groupId>
 3     <artifactId>jackson-core</artifactId>
 4     <version>2.9.4</version>
 5 </dependency>
 6 <dependency>
 7     <groupId>com.fasterxml.jackson.core</groupId>
 8     <artifactId>jackson-databind</artifactId>
 9     <version>2.9.4</version>
10 </dependency>

7、几个核心方法实现方式

getHost()方法

1 public String getHost() {
2     String host = this.headers.get("Host");
3     if (!StringUtil.isNullOrEmpty(host)) {
4         this.host = host.split(":")[0];
5     }
6     return this.host;
7 }

getPort()方法

1 public int getPort() {
2     String host = this.headers.get("Host");
3     if (!StringUtil.isNullOrEmpty(host) && host.indexOf(":") > -1) {
4         this.port = Integer.parseInt(host.split(":")[1]);
5     }
6     return this.port;
7 }

getContentType()方法

1 public String getContentType() {
2     if (this.requestURI.indexOf(".") == -1) {
3         return ContentTypeUtil.getContentType(ContentTypeUtil.HTML);
4     }
5     String suffix = this.requestURI.substring(this.requestURI.lastIndexOf(".") + 1);
6     return ContentTypeUtil.getContentType(suffix);
7 }

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