How Tomcat Works 1：一个简单的Web 服务器

﹏ヽ暗。殇╰゛Y 2022-05-10 10:06 148阅读 0赞

我们可以将Tomcat 简单理解成一个Web 服务器。这一节主要是讲解Web 服务器是如何工作的。

Web 服务器也可以看作是Http 服务器，主要是因为它是使用Http 来与客户端进行通信的。一个基于Java 的Web 服务器，最重要的两个类是java.net.Socket 和 java.net.ServerSocket ， 并通过Http 消息进行通信。其中前者是Socket 客户端，后者是Socket 服务端。

# 1.Socket 类 #

**套接字（Socket）指的就是网络连接的一个端点**。可以**从网络中读取和写入数据**。

Java 中创建一个Socket 有很多构造方法。可以通过主机名/IP地址、端口创建一个Socket 对象

new Socket("127.0.0.1",80);

Socket 创建以后，就可以使用它来发送和接收数据。

// 1.创建一个Socket 客户端对象
    Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 80); 
    // 2.关闭Socket
    socket.close();

为了从Web 服务器获取适当的响应，需要发送一个遵守Http 协议的 Http 请求。

## 2.ServerSocket 类 ##

上面Socket 类表示的是客户端的套接字，在你需要远程连接到一个服务器的时候，你需要创建的套接字。但是如果，你是创建的服务器应用，那么显然这里的逻辑会有所不同，应为作为服务端，你需要监听客户端的行为。

这里我们采用ServerSocket 类，ServerSocket 会等待客户端发来的请求，一旦ServerSocket 获得一个连接请求，它会创建一个Socket 实例来与客户端进行通信。

创建ServerSocket 也有多个构造方法，构造方法中有一个重要的属性：backlog，表示服务端开始拒绝传入的请求前，可传入的连接请求的最大值。

new ServerSocket(80,3);

在实际工作中，可以通过ServerSocket 的accept 方法监听客户端是否有连接请求，当接收到连接的请求时，accept 方法会返回一个Socket 对象，用来与客户端进行交互。

ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(80,10);
    int count = 0;
    while(true){
    	System.out.println(count++);
    	Socket socket = serverSocket.accept();
    	
    	System.out.println("New connection accepted "+
    		      socket.getInetAddress()+":"+socket.getPort());
    	socket.close();
    }

# 3.模拟简单的Web 服务器 #

三个核心的类：HttpServer、Request、Response。

下面的示例就是这三个核心类的具体代码。

其中主方法main 在HttpServer 中，它初始化了一个ServerSocket 然后一直await 等待监听到客户端的程序。监听到了之后，将输入作为Request ，然后输出Response ，整个过程一直这样监听者直到接收到一个SHUTDOWN 的指令，退出程序。

public class HttpServer {
    
    	// 这里定义的目录是用来存放一些静态的html 文件或者txt 文件或者jpg 等静态文件
    	public static final String WEB_ROOT = System.getProperty("user.dir") 
            + File.separator + "webroot";
    
    	// 关闭命令
    	private static final String SHUTDOWN_COMMAND = "/SHUTDOWN";
    
    	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);
    		}
    
    		// 循环等待请求的到来
    		while (!shutdown) {
    			Socket socket = null;
    			InputStream input = null;
    			OutputStream output = null;
    			try {
    				socket = serverSocket.accept();
    				input = socket.getInputStream();
    				output = socket.getOutputStream();
    
    				// 创建请求对象然后解析
    				Request request = new Request(input);
    				request.parse();
    
    				// 创建响应对象
    				Response response = new Response(output);
    				response.setRequest(request);
    				response.sendStaticResource();
    
    				// 关闭socket
    				socket.close();
    
    				// 判断是否有SHUTDOWN 指令
    				shutdown = request.getUri().equals(SHUTDOWN_COMMAND);
    			} catch (Exception e) {
    				e.printStackTrace();
    				continue;
    			}
    		}
    	}
    }

一个HttpServer 相当于一个ServerSocket 服务端的套接字，等待Socket 客户端的请求。

再收到客户端的请求后（我们这里是浏览器访问 http://localhost:8080/index.html），创建Request对象，并返回Response对象。

public class Request {
    
    	private InputStream input;
    	private String uri;
    
    	public Request(InputStream input) {
    		this.input = input;
    	}
    
    	public void parse() {
    		// 从Socket 中读取字符集合
    		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.println("=================== REQUEST PARSE STRING START  ===");
    		System.out.print(request.toString());
    		System.out.println("=================== REQUEST PARSE STRING END    ===");
    		uri = parseUri(request.toString());
    	}
    
    	/**
    	 * 根据http　请求头的格式，读取出请求的uri
    	 * @param requestString
    	 * @return
    	 */
    	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;
    	}
    
    }

目前这里的请求Request 对象主要是用来解析浏览器的请求uri 。

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();
    		}
    	}
    }

Response 对象主要是用来向浏览器发送静态资源。我们这里可以发送一个静态文本，图片或者html 文件。

**演示：**

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![20180929151215730][]

但是到目前为止，测试 在IE下能够成功，在Google 浏览器下不能成功加载。不知道是不是Google 浏览器做了什么限制。

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