一个简单的Web服务器（Web服务器如何工作）-蒲公英云

   HTTP允许Web服务器和浏览器通过Internet发送并接收数据，是一种基于“请求——响应”的协议。HTTP使用的是可靠的TCP连接，TCP协议默认使用TCP 80端口。在HTTP中，总是由客户端通过建立连接并发送HTTP请求来初始化一个事务的。Web服务器端并不负责联系客户端或建立一个到客户端的回调连接。HTTP协议是无状态的协议。         套接字是网络连接的端点。套接字使应用程序可以从网络中读取数据，可以向网络中写入数据。不同计算机上的两个应用程序可以通过连接发送或接收字节流，一次达到相互通信的目的。要创建一个套接字，需要指明其主机名和端口号，如下：
new Socket("www.baidu.com", 80);

一旦创建了Socket的实例，就可以使用该实例发送或接收字节流。要发送字节流，需要调用Socket类的getOutputStream()方法获取一个java.io.OutputStream对象。要发送文本到远程应用程序，通常需要使用返回的OutputStream对象创建一个java.io.PrintWriter对象。若想要从连接的另一端接收字节流，需要调用Socket类的getInputStream()方法，该方法会返回一个java.io.InputStream对象。

如果要想实现一个服务器应用程序，需要使用服务器套接字的实现（java.net.ServerSocket）。ServerSocket类和Socket类不同，服务器套接字要等待来自客户端的连接请求，当服务器套接字收到了连接请求以后，他会创建一个Socket实例来处理与客户端的通信。要创建一个服务器套接字，需要指定其主机名和监听的端口号。服务器套接字还有一个重要属性是backlog，表示在服务器在拒绝接受传入的请求之前，传入的连接请求的最大队列长度。ServerSocket类的实例化方式之一如下：

new ServerSocket(8080, 1, InetAddress.getByName("127.0.0.1"));

创建了ServletSocket实例后，可以使其等待传入的连接请求，该链接请求会通过服务器套接字侦听的端口上绑定地址传入。这些工作可以通过调用ServerSocket类的accept方法完成。只有当接收到连接请求时，该方法才会返回，返回值是一个Socket实例。

Web服务器应用程序实例如下：

1.Request类：

package com.demo.tomcat;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
public class Request {
    /**
     * 从Socket中读取数据的缓冲区大小
     */
    private static final int SOCKET_BUFFER_SIZE = 1024;
    /**
     * 输入流（通过与客户端通信Socket中获取）
     */
    private InputStream input;
    /**
     * Http请求的URI
     */
    private String uri;
    /**
     * Constructor
     * @param input 输入流
     */
    public Request(InputStream input){
        this.input = input;
    }
    /**
     * 解析Http请求的原始数据（例如,GET请求index.html的请求行为:"GET /index.html HTTP/1.1）
     */
    public void parse(){
        //读取Socket中的数据
        StringBuffer sb = new StringBuffer(SOCKET_BUFFER_SIZE);
        int i;
        byte[] buf = new byte[SOCKET_BUFFER_SIZE];
        try {
            i = input.read(buf);
            for(int j = 0; j < i; j++){
                sb.append((char) buf[j]);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        //解析URI
        if(sb.length() > 0){
            uri = parseURI(sb.toString());
        }
    }
    /**
     * 获取请求的URI
     * @param requestStr
     * @return
     */
    private String parseURI(String requestStr){
        if(requestStr == null || requestStr.length() <= 0){
            return null;
        }
        int index1,index2;
        index1 = requestStr.indexOf(' ');
        if(index1 != -1){
            index2 = requestStr.indexOf(' ', index1 + 1);
            if(index2 > index1){
                //截取字符串并返回
                return requestStr.substring(index1 + 1, index2);
            }
        }
        return null;
    }
    public String getUri() {
        return uri;
    }
}

2.Response类：

package com.demo.tomcat;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
public class Response {
    /**
     * 读取数据缓冲区大小
     */
    private static final int BUFFER_SIZE = 1024;
    /**
     * 请求
     */
    private Request request;
    /**
     * 输出流
     */
    private OutputStream output;
    /**
     * Constructor
     * @param output 输出流
     */
    public Response(OutputStream output){
        this.output = output;
    }
    public void setRequest(Request request){
        this.request = request;
    }
    /**
     * 发送一个静态资源到浏览器
     * @throws Exception
     */
    public void sendStaticResource() throws Exception {
        //读取静态资源
        byte[] bytes = new byte[BUFFER_SIZE];
        FileInputStream fis = null;
        try {
            File file = new File(HttpServer.WEB_ROOT, request.getUri());
            if(file.exists()){//文件存在
                fis = new FileInputStream(file);
                //读取静态资源到缓冲区
                int ch = fis.read(bytes, 0, BUFFER_SIZE);
                while( ch != -1){
                    output.write(bytes, 0, ch);
                    ch = fis.read(bytes, 0, BUFFER_SIZE);
                }
            } else {
                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>";
                //发送错误信息
                output.write(errorMessage.getBytes());
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            fis.close();
        }
    }
}

3.HttpServer类：

package com.demo.tomcat;
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.InetAddress;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
public class HttpServer {
    /**
     * 访问的根路径
     */
    public static final String WEB_ROOT = System.getProperty("user.dir") + File.separator + "webroot";
    /**
     * 关闭服务请求命令
     */
    public static final String SHUTDOWN_COMMAND = "/SHUTDOWN";
    /**
     * 是否关闭服务
     */
    private Boolean shutdown = false;
    public static void main(String[] args){
        HttpServer httpServer = new HttpServer();
        httpServer.await();
    }
    /**
     * 从accept方法返回的Socket中获取InputStream对象和OutputStream对象
     */
    public void await(){
        //创建ServerSocket对象
        ServerSocket serverSocket = null;
        //监听端口
        int port = 8080;
        try {
            //实例化ServerSocket对象
            serverSocket = new ServerSocket(port, 1, InetAddress.getByName("127.0.0.1"));
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            System.exit(1);
        }
        while(!shutdown){
            Socket socket = null;
            InputStream input = null;
            OutputStream output = null;
            try {
                socket = serverSocket.accept();
                input = socket.getInputStream();
                output = socket.getOutputStream();
                //创建并解析request
                Request request = new Request(input);
                request.parse();
                //创建response，发送静态资源给浏览器
                Response response = new Response(output);
                response.setRequest(request);
                response.sendStaticResource();
                //关闭socket
                socket.close();
                //是否关闭服务
                shutdown = request.getUri().equals(SHUTDOWN_COMMAND);
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}