用Java 构建您自己的HTTP 服务器（仅限 GET 方法）

川长思鸟来 2023-10-02 09:32 4阅读 0赞

##  ##

## 整个互联网使用频率最高的协议之一\* ##

**\* 在 OSI 模型中，第 7 层**

每次访问网站时，您的 Web 浏览器都会使用**HTTP**协议与 Web**服务器**通信并获取页面内容。此外，当您实现后端应用程序并且必须与其他后端应用程序通信时 - 80%（或更多）的情况下您将使用**HTTP** .

长话短说——当你想成为一名优秀的软件开发人员时，你必须了解**HTTP**协议的工作原理。我认为，连接**HTTP** **服务器**是一种很好的理解方式。

## Web 浏览器向 Web**服务器**发送什么？ ##

好问题。当然，您可以使用“开发人员工具”，我们来做吧。

[![替换文字][4eeed62243cee4fe44dc11b66468a0e1.png]][4eeed62243cee4fe44dc11b66468a0e1.png 1]

嗯……但是现在怎么办？究竟是什么意思？我们可以看到一些 URL、一些方法、一些状态、版本（嗯？）、标题和其他东西。有用？是的，但只能在出现问题时分析 Web 应用程序。我们仍然不知道**HTTP**是如何工作的。

### Wireshark，我的老朋友 ###

真理之源。Wireshark 是用于分析网络流量的应用程序。您可以使用它来查看由您的（或到您的）PC 发送的每个数据包。

[![替换文字][88cfabab4ada955bbb97ce0d5c26616e.png]][88cfabab4ada955bbb97ce0d5c26616e.png 1]

但说实话——如果你知道如何使用 Wireshark——你可能知道**HTTP**和 TCP是如何工作的。这是相当先进的程序。

### 你是对的 - 规范 ###

每个好的（我的意思是 - 被超过 5 人使用）协议都应该有规范。在这种情况下，它称为[RFC][]。但是不要撒谎 - 你永远不会读到这个，它太长了 - [rfc2616][]。

### 只需运行**服务器**并测试 ###

玩笑？不。可能您在 PC 上安装了名为 netcat 的非常强大的工具，它是非常先进的工具。  
netcat 的功能之一是 TCP**服务器**。您可以运行 netcat 来侦听特定端口并打印它得到的每一件事。Netcat 是一个命令行应用程序。

nc -v -l -p 8080

Netcat ( *nc* )，请在端口 8080 ( *-p 8080* )上监听 ( *-l* ) 并打印所有内容 ( *-v* )。

现在打开网络浏览器并输入`http://localhost:8080/`. 您的浏览器会将**HTTP**请求发送到由 netcat 运行的**服务器**。当然`nc`会打印整个请求并忽略它，浏览器会等待响应（很快就会超时）。要杀死`nc`按`ctrl+c`。

[![asciicast][]][asciicast 1]

所以，最后，我们有一个**HTTP**请求！

GET / HTTP/1.1
    Host: localhost:8080
    User-Agent: Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10.15; rv:74.0) Gecko/20100101 Firefox/74.0
    Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,*/*;q=0.8
    Accept-Language: en-US,en;q=0.5
    Accept-Encoding: gzip, deflate
    Connection: keep-alive
    Cookie: JSESSIONID=D3AF43EBFC0C9D92AD9C37823C4BB299
    Upgrade-Insecure-Requests: 1

正如你所看到的 - 它完全文本协议。没有要分析的位，只是纯文本。

## **HTTP**请求 ##

这可能有点令人困惑。也许`nc`在打印之前解析请求？**HTTP**协议应该很复杂，0和1的顺序在哪里？没有。**HTTP**是非常简单的*文本*协议。只有一个小陷阱（我将在本节末尾解释）。

我们可以将请求拆分为 4 个主要部分：

GET / HTTP/1.1

这是*主要的*要求。

`GET`\- 这是**HTTP**方法。可能你知道[有很多方法][Link 1]。  
`GET`方法`give me`

`/`\- 资源。`/`意味着*默认一个*。  
当您打开时`localhost:8080/my_gf_nudes.html`，资源将是`/my_gf_nudes.html`

`HTTP/1.1`\- **HTTP**版本。版本很少，常用的是1.1。

Host: localhost:8080

主持人。一台**服务器**可以托管多个域，使用此字段，浏览器会准确显示它想要哪个域

User-Agent: Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10.15; rv:74.0) Gecko/20100101 Firefox/74.0
    Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,*/*;q=0.8
    Accept-Language: en-US,en;q=0.5
    Accept-Encoding: gzip, deflate
    Connection: keep-alive
    Cookie: JSESSIONID=D3AF43EBFC0C9D92AD9C37823C4BB299
    Upgrade-Insecure-Requests: 1

标题。简而言之：一些附加信息。但我相信你知道标题是什么:)

惊喜 - 空行。意思是：请求结束。通常，**HTTP 中的**空行表示*部分结束*。

### 陷阱 ###

在**HTTP 中，**每一个新的行分隔符都是一个 Window 的新行。`\r\n` **不是** `\n`。记住。

## 回复 ##

好的。我们有一个请求。响应如何？向任何**服务器**发送请求，看看，没有什么比这更简单的了。  
在您的笔记本电脑上，您可以找到另一个非常有用的工具 - `telnet`. 使用 Telenet，您可以打开 TCP 连接，向**服务器**写入内容并打印响应。  
尝试自己做。运行`telnet google.com 80`（80 是默认的**HTTP**端口）并手动键入请求（您知道它应该是什么样子）。要关闭连接，请按`ctrl+]`比键入`quit`。

[![asciicast][asciicast 2]][asciicast_asciicast 2]

好的。我们有回应。

HTTP/1.1 301 Moved Permanently
    Location: http://www.google.com/
    Content-Type: text/html; charset=UTF-8
    Date: Wed, 25 Mar 2020 18:53:12 GMT
    Expires: Fri, 24 Apr 2020 18:53:12 GMT
    Cache-Control: public, max-age=2592000
    Server: gws
    Content-Length: 219
    X-XSS-Protection: 0
    X-Frame-Options: SAMEORIGIN
    
    <HTML><HEAD><meta http-equiv="content-type" content="text/html;charset=utf-8">
    <TITLE>301 Moved</TITLE></HEAD><BODY>
    <H1>301 Moved</H1>
    The document has moved
    <A HREF="http://www.google.com/">here</A>.
    </BODY></HTML>

我们可以把它分成 4 个部分

HTTP/1.1 301 Moved Permanently

`HTTP/1.1`\- 版本  
`301`\-[状态码][Link 2]。我相信您对此很熟悉  
`Moved Permanently`\- 人类可读的状态代码

Location: http://www.google.com/
    Content-Type: text/html; charset=UTF-8
    Date: Wed, 25 Mar 2020 18:53:12 GMT
    Expires: Fri, 24 Apr 2020 18:53:12 GMT
    Cache-Control: public, max-age=2592000
    Server: gws
    Content-Length: 219
    X-XSS-Protection: 0
    X-Frame-Options: SAMEORIGIN

标题

空行，表示内容将在下一节发送。

<HTML><HEAD><meta http-equiv="content-type" content="text/html;charset=utf-8">
    <TITLE>301 Moved</TITLE></HEAD><BODY>
    <H1>301 Moved</H1>
    The document has moved
    <A HREF="http://www.google.com/">here</A>.
    </BODY></HTML>

内容，HTML 或二进制文件或其他内容

空行，表示*请求结束*。

**记住：每个新行都是 `\r\n`**

## 编程时间！ ##

我们知道请求的样子，我们知道响应的样子，是时候实现我们的**服务器了**。

### 我们的期望 ###

我们想要一个非常简单的东西——在浏览器中显示一个 HTML 页面和一张图片。  
让我们准备两个 HTML 文件和一张图片

❯ pwd
    /tmp/www
    
    ❯ ls
    gallery.html index.html   me.jpg
    
    ❯ cat index.html
    <html>
      <header>
        <title>My homepage!</title>
      </header>
      <body>
        <h1>Welcome!</h1>
        <p><a href="gallery.html">Here</a> you can look at my pictures</p>
      </body>
    </html>
    
    ❯ cat gallery.html
    <html>
      <head>
        <title>Gallery</title>
      </head>
      <body>
        <h1>My sexi photos<h1>
        <img src="me.jpg" />
      </body>
    </html>
    
    ❯

### 计划 ###

计划很简单：

1.  打开 TCP 套接字并监听
2.  接受客户端并读取请求
3.  解析请求
4.  在磁盘上查找请求的资源
5.  发送响应
6.  测试

### 打开 TCP 套接字 ###

在本文中，我们将使用`ServerSocket`类来处理 TCP 连接。作为作业，您可以重新实现**服务器**以使用`nio`包中的类。

所以，打开你的IDE，让我们开始吧。

public static void main( String[] args ) throws Exception {
            try (ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8080)) {
                while (true) {
                    // implement client handler here
                }
            }
        }

我想保持代码简洁和干净——这就是为什么我`throws Exception`没有实现良好的异常处理。  
所以正如我所说，我们必须在端口 8080 上打开套接字（为什么不是 80？因为要使用低端口，您需要 root 权限）。  
我们还需要无限循环来“暂停**服务器**”。

用户`telnet`测试套接字： 完美，有效。

[![替换文字][32669e0b31c8a5fa50a2e7e7f8228d35.png]][32669e0b31c8a5fa50a2e7e7f8228d35.png 1]

### 接受客户端连接 ###

try (ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8080)) {
                while (true) {
                    try (Socket client = serverSocket.accept()) {
                        handleClient(client);
                    }
                }
            }

要接受来自客户端的连接，我们必须调用**阻塞** `accept()`方法。**Java**程序将在该行等待客户端。

是时候实现客户端处理程序了：

private static void handleClient(Socket client) throws IOException {
            System.out.println("Debug: got new client " + client.toString());
            BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream()));
    
            StringBuilder requestBuilder = new StringBuilder();
            String line;
            while (!(line = br.readLine()).isBlank()) {
                requestBuilder.append(line + "\r\n");
            }
    
            String request = requestBuilder.toString();
            System.out.println(request);
        }

我们必须阅读请求。如何？只需从客户端的套接字读取输入流。在**Java 中**它不是那么简单，这就是为什么我做了这条丑陋的线

new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream()));

好吧，**Java**。

请求以一个空行 ( `\r\n`) 结束，还记得吗？客户端将发送空行，但输入流仍将打开，我们必须读取它直到一个空行到达。

运行**服务器**，转到`http://localhost:8080/`并观察日志： 它有效！我们可以记录整个请求！

[![替换文字][d0597e34b839fc806c08cbfb13a6d129.png]][d0597e34b839fc806c08cbfb13a6d129.png 1]

### 解析请求 ###

解析请求真的很简单，我觉得没必要再解释了

String request = requestBuilder.toString();
            String[] requestsLines = request.split("\r\n");
            String[] requestLine = requestsLines[0].split(" ");
            String method = requestLine[0];
            String path = requestLine[1];
            String version = requestLine[2];
            String host = requestsLines[1].split(" ")[1];
    
            List<String> headers = new ArrayList<>();
            for (int h = 2; h < requestsLines.length; h++) {
                String header = requestsLines[h];
                headers.add(header);
            }
    
            String accessLog = String.format("Client %s, method %s, path %s, version %s, host %s, headers %s",
                    client.toString(), method, path, version, host, headers.toString());
            System.out.println(accessLog);

只是一些分裂。您可能不明白的唯一一件事是为什么我们从 2 开始循环？因为第一行（索引 0）是，第二行是主机。标头从请求的第三行开始`GET / HTTP/1.1`

### 发送回复 ###

我们将响应发送到客户端的输出流。

OutputStream clientOutput = client.getOutputStream();
            clientOutput.write("HTTP/1.1 200 OK\r\n".getBytes());
            clientOutput.write(("ContentType: text/html\r\n").getBytes());
            clientOutput.write("\r\n".getBytes());
            clientOutput.write("<b>It works!</b>".getBytes());
            clientOutput.write("\r\n\r\n".getBytes());
            clientOutput.flush();
            client.close();

你还记得响应应该是什么样子吗？

version status code
    headers
    (empty line)
    content
    (empty line)

不要忘记关闭输出流。

[![替换文字][0f6b5449e3882e0f0cbd9c9d919a74c3.png]][0f6b5449e3882e0f0cbd9c9d919a74c3.png 1]

哇，真的好用

### 查找请求的资源 ###

我们必须先实现两个方法

private static String guessContentType(Path filePath) throws IOException {
            return Files.probeContentType(filePath);
        }
    
        private static Path getFilePath(String path) {
            if ("/".equals(path)) {
                path = "/index.html";
            }
    
            return Paths.get("/tmp/www", path);
        }

`guessContentType`\- 我们必须告诉浏览器我们正在发送什么样的内容。这是 callend `content type`。幸运的是，**Java**中有为此提供内置机制。我们不必制作一个大的开关块。

`getFilePath`\- 在我们返回文件之前 - 我们需要知道它的位置。  
这种情况值得关注

if ("/".equals(path)) {
                path = "/index.html";
            }

如果用户想要*默认资源，*则返回`index.html`.

### 发送响应 ###

您还记得向用户发送响应的代码（块`clientOutput.write`）吗？我们需要将它移动到方法中

private static void sendResponse(Socket client, String status, String contentType, byte[] content) throws IOException {
            OutputStream clientOutput = client.getOutputStream();
            clientOutput.write(("HTTP/1.1 \r\n" + status).getBytes());
            clientOutput.write(("ContentType: " + contentType + "\r\n").getBytes());
            clientOutput.write("\r\n".getBytes());
            clientOutput.write(content);
            clientOutput.write("\r\n\r\n".getBytes());
            clientOutput.flush();
            client.close();
        }

好了，终于可以返回文件了

Path filePath = getFilePath(path);
            if (Files.exists(filePath)) {
                // file exist
                String contentType = guessContentType(filePath);
                sendResponse(client, "200 OK", contentType, Files.readAllBytes(filePath));
            } else {
                // 404
                byte[] notFoundContent = "<h1>Not found :(</h1>".getBytes();
                sendResponse(client, "404 Not Found", "text/html", notFoundContent);
            }

## 有用！ ##

[![替换文字][eeac17b724763f3d3871348252580ab4.png]][eeac17b724763f3d3871348252580ab4.png 1]

最后，我们可以看到由我们的 Web**服务器**提供的 html 页面！

## 在家工作 ##

1.  使其成为多线程。
    
    1.  创建线程池
    2.  将`handleClient`方法移动到分离的类并在新线程中运行它
2.  使用非阻塞 IO 重写它
3.  实现POST方法
    
    1.  启动网猫
    2.  发送一些 HTML 表单
    3.  分析请求

## 完整的源代码 ##

[4eeed62243cee4fe44dc11b66468a0e1.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/4eeed62243cee4fe44dc11b66468a0e1.png
[4eeed62243cee4fe44dc11b66468a0e1.png 1]: https://res.cloudinary.com/practicaldev/image/fetch/s--UwcMxzQl--/c_limit%2Cf_auto%2Cfl_progressive%2Cq_auto%2Cw_880/https://dev-to-uploads.s3.amazonaws.com/i/nirbu5zd2ht02n5z5y4v.png
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[88cfabab4ada955bbb97ce0d5c26616e.png 1]: https://res.cloudinary.com/practicaldev/image/fetch/s--Ygz-av70--/c_limit%2Cf_auto%2Cfl_progressive%2Cq_auto%2Cw_880/https://dev-to-uploads.s3.amazonaws.com/i/kzy95zlu6zk5gktg37uu.png
[RFC]: https://en.wikipedia.org/wiki/Request_for_Comments
[rfc2616]: https://tools.ietf.org/html/rfc2616
[asciicast]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/ecb67e6ab0b2089250aa76af6a45710b.png
[asciicast 1]: https://asciinema.org/a/313443
[Link 1]: https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/HTTP/Methods
[asciicast 2]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/8dce35cad9445ae9af9ad51595de5b69.png
[asciicast_asciicast 2]: https://asciinema.org/a/313466
[Link 2]: https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/HTTP/Status
[32669e0b31c8a5fa50a2e7e7f8228d35.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/32669e0b31c8a5fa50a2e7e7f8228d35.png
[32669e0b31c8a5fa50a2e7e7f8228d35.png 1]: https://res.cloudinary.com/practicaldev/image/fetch/s--9HrU-p0h--/c_limit%2Cf_auto%2Cfl_progressive%2Cq_auto%2Cw_880/https://dev-to-uploads.s3.amazonaws.com/i/j7o15563jz5wacqsiql2.png
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[d0597e34b839fc806c08cbfb13a6d129.png 1]: https://res.cloudinary.com/practicaldev/image/fetch/s--g1QqERGb--/c_limit%2Cf_auto%2Cfl_progressive%2Cq_auto%2Cw_880/https://dev-to-uploads.s3.amazonaws.com/i/brk5ufjsxg9slfexlcr2.png
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[0f6b5449e3882e0f0cbd9c9d919a74c3.png 1]: https://res.cloudinary.com/practicaldev/image/fetch/s--nDvHO0ih--/c_limit%2Cf_auto%2Cfl_progressive%2Cq_auto%2Cw_880/https://dev-to-uploads.s3.amazonaws.com/i/sovsf8l7txub2sxksa8r.png
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[eeac17b724763f3d3871348252580ab4.png 1]: https://res.cloudinary.com/practicaldev/image/fetch/s--8fp1ox7j--/c_limit%2Cf_auto%2Cfl_progressive%2Cq_auto%2Cw_880/https://dev-to-uploads.s3.amazonaws.com/i/ek7l4fb12a7j5u6pgbuc.png