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[转载]基于Java的Web服务器工作原理(一)

原创 Linux操作系统 作者:dinner1007 时间:2019-02-10 15:42:06 0 删除 编辑
基于Java的Web服务器工作原理(一)
编者注:这篇文章节选自 budi 自己出版的书<Tomcat 内幕>。你可以在他的网站得到更多的相关资料。

   一个 Web 服务器也被称为 HTTP 服务器,它通过 HTTP 协议与客户端通信。这个客户端通常指的是 Web 浏览器。一个基于 Java 的 Web 服务器用到二个重要的类,java.net.Socket 与 java.net.ServerSocket ,并通过 HTTP 消息通 信。因此,本文从讨论 HTTP 与这二个类开始,然后我将解释一个与本文相关的简单的 Web 应用。

The Hypertext Transfer Protocol(HTTP)

   HTTP 是一种让 Web 服务器与浏览器(客户端)通过 Internet 发送与接收数据的协议。它是一个请求、响应协议--客户端发出一个请 求,服务器响应这个请求。HTTP 运用可靠的 TCP 连接,通常用的 TCP 80 端口。它的第一个版本是 HTTP/0.9 ,然后被 HTTP/1.0 取代。当前的版本是 HTTP/1.1 ,由 RFC2616(.pdf) 定义。

  本节主要对应 HTTP 1.1 ,足够使你充分理解由 Web 服务器程序发出的消息。如果你对更加详细的知识有兴趣,可以参考 RFC2616 。

   在 HTTP 中,客户端总是通过建立一个连接与发送一个 HTTP 请求来发起一个事务。服务器不能主动去与客户端联系,也不能给客户端发出一个回叫 连接。客户端与服务器端都可以提前中断一个连接。例如,当用一个浏览器下载一个文件时,你可以通过点击“停止”键来中断文件的下载,关闭与服务器的 HTTP 连接。

HTTP 请求

  一个 HTTP 请求包含三个部分:
Method-URI-Protocol/Version 方法-地址-版本
Request header 请求头
Entity body 请求实体

  下面是一个 HTTP 请求实例:
POST /servlet/default.jsp HTTP/1.1
Accept: text/plain; text/html
Accept-Language: en-gb
Connection: Keep-Alive
Host: localhost
Referer:
http://localhost/ch8/SendDetails.htm ;
User-Agent: Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 4.01; Windows 98)
Content-Length: 33
Content-Type: application/x-www-form-urlencoded
Accept-Encoding: gzip, deflate

LastName=Franks&FirstName=Michael

  The Method-URI-Protocol/Version 在这个请求的第一行:
POST /servlet/default.jsp HTTP/1.1

   其中 POST 是请求的类型。每个客户端 HTTP 请求可以是 HTTP 规范中指定的许多请求类型中的一种。HTTP 1.1 支持七种类型的请 求,它们是 GET,POST,HEAD,OPTIONS,PUT,DELETE,TRACE。其中 GET 与 POST 是 Internet 应用 中经常用到的二种请求类型。

  URI 完整地指定了 Internet 资源。一个 URI 通常被解析为相对服务器的根目录。这样,它应该总是以一个 '/' 前缀开始。一个 URL 实际上是 URI 的一种类型。

  Version 指的是该 HTTP 请求所用到的 HTTP 协议版本。

  请求头包含了客户端环境与请求实体的一些有用的信息。例如它包含浏览器设定的语言、实体的长度等等。每条请求头用回车换行符(CRLF)分开。

  一个非常重要的空行分开了请求头与实体,它标志着实体内容的开始。一些 Internet 开发书籍认为这个 CRLF 空行是 HTTP 请求的第四个部分。

  在上面的 HTTP 请求中,实体只是简单以下的一行:
LastName=Franks&FirstName=Michael

  在一个典型的 HTTP 请求中,请求实体内容会长得多。

HTTP 响应

  与请求相似,HTTP 响应也由三部分组成:
Protocol-Status code-Description 协议状态 描述代码
Response headers 响应头
Entity body 响应实体

  以下是一个 HTTP 响应的实例:
HTTP/1.1 200 OK
Server: Microsoft-IIS/4.0
Date: Mon, 3 Jan 1998 13:13:33 GMT
Content-Type: text/html
Last-Modified: Mon, 11 Jan 1998 13:23:42 GMT
Content-Length: 112



HTTP Response Example
Welcome to Brainy Software



  响应头的第一行类似请求头的第一行,告诉你所用的协议是 HTTP 1.1 ,请求成功(200=success),以及没有任何问题。

  响应头类似请求头也包含了一些有用的信息。响应的实体响应本身的 HTML 内容。头与实体之间由回车换行的空行(CRLF)分开。

Socket 类

   一个 socket 是一个网络连接的端点,它使得一个应用可以从网络读与写。在不同电脑上的二个应用软件能够通过收发字节流而彼此通信。要发一个信息 到另一个应用程序,你需要知道它的IP地址,以及它的 socket 端口号。在 Java 中,一个 socket 用 java.net.Socket 来实现。

  要创建一个 socket ,你可以用 Socket 类中几个构建方法中的一个。其中一个接受主机名与端口号作为参数:
new Socket("yahoo.com", 80);

   一旦你成功地创建了一个 Socket 类的实例,你就可以用它去发送与接收字节流了。要发送字节流,你需要呼叫 Socket 类的 getOutputStream 方法来得到一个 java.io.OutputSteam 对象。要发送文本到远程的程序,你通常需要从返回的 OutputStream 创建一个 java.io.PrintWriter 对象。要从连接的另一端接收字节流,你需要呼叫 Socket 类的 getInputStream 方法,它返回一个 java.io.InputStream 对象。

  以下代码创建一个可以与本地 HTTP 服务器通信的 socket (127.0.0.1 表示一个本地的主机),发送一个 HTTP 请求,并接收从服务器的响应。它还创建一个 StringBuffer 对象来接受响应,并打印到控制台。
Socket socket = new Socket("127.0.0.1", "8080");
OutputStream os = socket.getOutputStream();
boolean autoflush = true;
PrintWriter out = new PrintWriter( socket.getOutputStream(), autoflush );
BufferedReader in = new BufferedReader(
new InputStreamReader( socket.getInputStream() ));

// send an HTTP request to the web server
out.println("GET /index.jsp HTTP/1.1");
out.println("Host: localhost:8080");
out.println("Connection: Close");
out.println();

// read the response
boolean loop = true;
StringBuffer sb = new StringBuffer(8096);

while (loop) {
if ( in.ready() ) {
int i=0;
while (i!=-1) {
i = in.read();
sb.append((char) i);
}
loop = false;
}
Thread.currentThread().sleep(50);
}

// display the response to the out console
System.out.println(sb.toString());
socket.close();

  注意要从 web 服务器得到正确的响应,你必须要发送用 HTTP 协议编译了的 HTTP 请求。如果你看了上面的 HTTP 部分,你应该能够理解上面代码中的 HTTP 请求。

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