用Java实现Web服务器-技术开发专区

用Java实现Web服务器

作者：Java中文网编辑： JavaWorker 2006-06-29 23:02

　　【IT168 技术文档】

　　一、HTTP协议的作用原理　　

　　WWW是以Internet作为传输媒介的一个应用系统，WWW网上最基本的传输单位是Web网页。WWW的工作基于客户机/服务器计算模型，由Web 浏览器(客户机)和Web服务器(服务器)构成，两者之间采用超文本传送协议（HTTP）进行通信。HTTP协议是基于TCP/IP协议之上的协议，是Web浏览器和Web服务器之间的应用层协议，是通用的、无状态的、面向对象的协议。HTTP协议的作用原理包括四个步骤：

　　(1) 连接：Web浏览器与Web服务器建立连接，打开一个称为Socket（套接字）的虚拟文件，此文件的建立标志着连接建立成功。

　　(2) 请求：Web浏览器通过socket向Web服务器提交请求。HTTP的请求一般是GET或POST命令（POST用于FORM参数的传递）。GET命令的格式为：

　　GET 路径/文件名 HTTP/1.0

　　文件名指出所访问的文件，HTTP/1.0指出Web浏览器使用的HTTP版本。

　　(3) 应答：Web浏览器提交请求后，通过HTTP协议传送给Web服务器。Web服务器接到后，进行事务处理，处理结果又通过HTTP传回给Web浏览器，从而在Web浏览器上显示出所请求的页面。

　　例：假设客户机与www.mycompany.com:8080/mydir/index.html建立了连接，就会发送GET命令：GET /mydir/index.html HTTP/1.0。主机名为www.mycompany.com的Web服务器从它的文档空间中搜索子目录mydir的文件index.html。如果找到该文件，Web服务器把该文件内容传送给相应的Web浏览器。

　　为了告知 Web浏览器传送内容的类型，Web服务器首先传送一些HTTP头信息，然后传送具体内容（即HTTP体信息），HTTP头信息和HTTP体信息之间用一个空行分开。

　　常用的HTTP头信息有：

　　① HTTP 1.0 200 OK

　　这是Web服务器应答的第一行，列出服务器正在运行的HTTP版本号和应答代码。代码“200 OK”表示请求完成。

　　② MIME_Version:1.0

　　它指示MIME类型的版本。

　　③ content_type:类型

　　这个头信息非常重要，它指示HTTP体信息的MIME类型。如：content_type:text/html指示传送的数据是HTML文档。

　　④ content_length:长度值

　　它指示HTTP体信息的长度（字节）。

　　(4) 关闭连接：当应答结束后，Web浏览器与Web服务器必须断开，以保证其它Web浏览器能够与Web服务器建立连接。

　　二、Java实现Web服务器功能的程序设计

　　根据上述HTTP协议的作用原理，实现GET请求的Web服务器程序的方法如下：

　　(1) 创建ServerSocket类对象，监听端口8080。这是为了区别于HTTP的标准TCP/IP端口80而取的；

　　(2) 等待、接受客户机连接到端口8080，得到与客户机连接的socket；

　　(3) 创建与socket字相关联的输入流instream和输出流outstream；

　　(4) 从与socket关联的输入流instream中读取一行客户机提交的请求信息，请求信息的格式为：GET 路径/文件名 HTTP/1.0；

　　(5) 从请求信息中获取请求类型。如果请求类型是GET，则从请求信息中获取所访问的HTML文件名。没有HTML文件名时，则以index.html作为文件名；

　　(6) 如果HTML文件存在，则打开HTML文件，把HTTP头信息和HTML文件内容通过socket传回给Web浏览器，然后关闭文件。否则发送错误信息给Web浏览器；

　　(7) 关闭与相应Web浏览器连接的Socket字。

　　下面的程序是根据上述方法编写的、可实现多线程的Web服务器，以保证多个客户机能同时与该Web服务器连接。

　　程序1:WebServer.java文件

//WebServer.java 用JAVA编写Web服务器 

import java.io.*;

import java.net.*;

public class WebServer ...{

    public static void main(String args[]) ...{

        int i = 1, PORT = 8080;

        ServerSocket server = null;

        Socket client = null;

        try ...{

            server = new ServerSocket(PORT);

            System.out.println("Web Server is listening on port "
                    + server.getLocalPort());

            for (;;) ...{

                client = server.accept(); // 接受客户机的连接请求

                new ConnectionThread(client, i).start();

                i++;

            }

        } catch (Exception e) ...{
            System.out.println(e);
        }

    }

}

/**//* ConnnectionThread类完成与一个Web浏览器的通信 */

class ConnectionThread extends Thread ...{

    Socket client; // 连接Web浏览器的socket字

    int counter; // 计数器

    public ConnectionThread(Socket cl, int c) ...{

        client = cl;

        counter = c;

    }

public void run() // 线程体

...{

try ...{

String destIP=client.getInetAddress().toString(); // 客户机IP地址

int destport=client.getPort(); // 客户机端口号

System.out.println("Connection "+counter+":connected to "+destIP+" on port "+destport+".");

PrintStream outstream=new PrintStream(client.getOutputStream());

DataInputStream instream=new DataInputStream(client.getInputStream());

String inline=instream.readLine(); // 读取Web浏览器提交的请求信息

System.out.println("Received:"+inline);

if (getrequest(inline)) ...{ // 如果是GET请求

String filename=getfilename(inline);

File file=new File(filename);

if (file.exists()) ...{ // 若文件存在，则将文件送给Web浏览器

System.out.println(filename+" requested.");

outstream.println("HTTP/1.0 200 OK");

outstream.println("MIME_version:1.0");

outstream.println("Content_Type:text/html");

int len=(int)file.length();

outstream.println("Content_Length:"+len);

outstream.println("");

sendfile(outstream,file); // 发送文件

outstream.flush();

} else ...{ // 文件不存在时

String notfound="<html><head><title>Not Found</title></head> 

<body><h1>Error 404-file not found</h1></body></html>"; 

outstream.println("HTTP/1.0 404 no found");

outstream.println("Content_Type:text/html");

outstream.println("Content_Length:"+notfound.length()+2);

outstream.println("");

outstream.println(notfound);

outstream.flush();

}

}
long m1=1;

while (m1<11100000) ...{m1++;} // 延时

client.close();

} catch (IOException e) ...{

System.out.println("Exception:"+e);

}

}    /**//* 获取请求类型是否为“GET” */

    boolean getrequest(String s) ...{

        if (s.length() > 0)

        ...{

            if (s.substring(0, 3).equalsIgnoreCase("GET"))
                return true;

        }

        return false;

    }

    /**//* 获取要访问的文件名 */

String getfilename(String s) ...{

String f=s.substring(s.indexOf(&acute; &acute;)+1);

f=f.substring(0,f.indexOf(&acute; &acute;));

try ...{

if (f.charAt(0)==&acute;/&acute;)

f=f.substring(1);

} catch (StringIndexOutOfBoundsException e) ...{

System.out.println("Exception:"+e);

}

if (f.equals("")) f="index.html";

return f;

}    /**//* 把指定文件发送给Web浏览器 */

    void sendfile(PrintStream outs, File file) ...{

        try ...{

            DataInputStream in = new DataInputStream(new FileInputStream(file));

            int len = (int) file.length();

            byte buf[] = new byte[len];

            in.readFully(buf);

            outs.write(buf, 0, len);

            outs.flush();

            in.close();

        } catch (Exception e) ...{

            System.out.println("Error retrieving file.");

            System.exit(1);

        }

    }

}

　　程序中的ConnectionThread线程子类用来分析一个Web浏览器提交的请求，并将应答信息传回给Web浏览器。其中，getrequest()方法用来检测客户的请求是否为“GET”；getfilename(s)方法是从客户请求信息s中获取要访问的HTML文件名；sendfile()方法把指定文件内容通过socket传回给Web浏览器。

　　对上述程序的getrequest()方法和相关部分作修改，也能对POST请求进行处理。

　　三、运行实例

　　为了测试上述程序的正确性，将编译后的WebServer.class、ConnectionThread.class和下面的index.html文件置于网络的某台主机的同一目录中（如：主机NT40SRV的C：\JWEB目录）。

　　程序2：index.html文件

<HTML>

<HEAD>

<META HTTP-EQUIV="Content-Type" content="text/html; charset=gb_2312-80">

<TITLE>Java Web服务器</TITLE>

</HEAD>

<BODY>

<h3>这是用JAVA写出的WEB服务器主页</h3>

1998年8月28日

<hr>

</BODY>

</HTML>

　　首先在该主机上用java命令运行WebServer.class:

　　C:\jweb>java webserver

　　然后在客户机运行浏览器软件，在URL处输入WebServer程序所属的URL地址（如：http://nt40srv:8080/index.html），就在浏览器窗口显示出指定的HTML文档。

　　注意，不能缺省端口号8080，如缺省，则运行该主机的正常WEB服务器。

　　说明，不具备网络条件的可在安装了Windows 95的单机上进行测试，方法是用localhost或127.0.0.1代替URL地址的域名部分，即URL地址为http://localhost:8080。

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