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用Java實現Web服務器

發布時間: 2012/8/9 15:45:56

一、HTTP協議的作用原理

　　WWW是以Internet作為傳輸媒介的一個應用系統，WWW網上最基本的傳輸單位是Web網頁。WWW的工作基于客戶機/服務器計算模型，由Web 瀏覽器(客戶機)和Web服務器(服務器)構成，兩者之間采用超文本傳送協議（HTTP）進行通信。HTTP協議是基于TCP/IP協議之上的協議，是Web瀏覽器和Web服務器之間的應用層協議，是通用的、無狀態的、面向對象的協議。HTTP協議的作用原理包括四個步驟：

　　(1) 連接：Web瀏覽器與Web服務器建立連接，打開一個稱為socket（套接字）的虛擬文件，此文件的建立標志著連接建立成功。

　　(2) 請求：Web瀏覽器通過socket向Web服務器提交請求。HTTP的請求一般是GET或POST命令（POST用于FORM參數的傳遞）。GET命令的格式為：

　　GET 路徑/文件名 HTTP/1.0

　　文件名指出所訪問的文件，HTTP/1.0指出Web瀏覽器使用的HTTP版本。

　　(3) 應答：Web瀏覽器提交請求后，通過HTTP協議傳送給Web服務器。Web服務器接到后，進行事務處理，處理結果又通過HTTP傳回給Web瀏覽器，從而在Web瀏覽器上顯示出所請求的頁面。

例：假設客戶機與www.mycompany.com:8080/mydir/index.html建立了連接，就會發送GET命令：GET /mydir/index.html HTTP/1.0。主機名為www.mycompany.com的Web服務器從它的文檔空間中搜索子目錄mydir的文件index.html。如果找到該文件，Web服務器把該文件內容傳送給相應的Web瀏覽器。

　　為了告知 Web瀏覽器傳送內容的類型，Web服務器首先傳送一些HTTP頭信息，然后傳送具體內容（即HTTP體信息），HTTP頭信息和HTTP體信息之間用一個空行分開。
常用的HTTP頭信息有：

　　① HTTP 1.0 200 OK

　　這是Web服務器應答的第一行，列出服務器正在運行的HTTP版本號和應答代碼。代碼“200 OK”表示請求完成。

　　② MIME_Version:1.0

　　它指示MIME類型的版本。

　　③ content_type:類型

　　這個頭信息非常重要，它指示HTTP體信息的MIME類型。如：content_type:text/html指示傳送的數據是HTML文檔。

　　④ content_length:長度值

　　它指示HTTP體信息的長度（字節）。

　　(4) 關閉連接：當應答結束后，Web瀏覽器與Web服務器必須斷開，以保證其它Web瀏覽器能夠與Web服務器建立連接。

　　二、Java實現Web服務器功能的程序設計

　　根據上述HTTP協議的作用原理，實現GET請求的Web服務器程序的方法如下：

　　(1) 創建ServerSocket類對象，監聽端口8080。這是為了區別于HTTP的標準TCP/IP端口80而取的；

　　(2) 等待、接受客戶機連接到端口8080，得到與客戶機連接的socket；

　　(3) 創建與socket字相關聯的輸入流instream和輸出流outstream；

　　(4) 從與socket關聯的輸入流instream中讀取一行客戶機提交的請求信息，請求信息的格式為：GET 路徑/文件名 HTTP/1.0

　　(5) 從請求信息中獲取請求類型。如果請求類型是GET，則從請求信息中獲取所訪問的HTML文件名。沒有HTML文件名時，則以index.html作為文件名；

　　(6) 如果HTML文件存在，則打開HTML文件，把HTTP頭信息和HTML文件內容通過socket傳回給Web瀏覽器，然后關閉文件。否則發送錯誤信息給Web瀏覽器；

　　(7) 關閉與相應Web瀏覽器連接的socket字。

　　下面的程序是根據上述方法編寫的、可實現多線程的Web服務器，以保證多個客戶機能同時與該Web服務器連接。

　　程序1:WebServer.java文件
// WebServer.java 用JAVA編寫Web服務器
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(); // 接受客戶機的連接請求
new ConnectionThread(client,i).start();
i++;
}
} catch (Exception e) {System.out.println(e);}
}
}

　　/* ConnnectionThread類完成與一個Web瀏覽器的通信 */
class ConnectionThread extends Thread {
Socket client; // 連接Web瀏覽器的socket字
int counter; // 計數器
public ConnectionThread(Socket cl,int c) {
client=cl;
counter=c;
}
public void run() // 線程體
{
try {
String destIP=client.getInetAddress().toString(); // 客戶機IP地址
int destport=client.getPort(); // 客戶機端口號
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(); // 讀取Web瀏覽器提交的請求信息
System.out.println("Received:"+inline);
if (getrequest(inline)) { // 如果是GET請求
String filename=getfilename(inline);
File file=new File(filename);
if (file.exists()) { // 若文件存在，則將文件送給Web瀏覽器
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); // 發送文件
outstream.flush();
} else { // 文件不存在時
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++;} // 延時
client.close();
} catch (IOException e) {
System.out.println("Exception:"+e);
}
}

　　　/* 獲取請求類型是否為“GET” */
boolean getrequest(String s) {
if (s.length()>0)
{
if (s.substring(0,3).equalsIgnoreCase("GET")) return true;
}
return false;
}

　　　/* 獲取要訪問的文件名 */
String getfilename(String s) {
String f=s.substring(s.indexOf(' ')+1);
f=f.substring(0,f.indexOf(' '));
try {
if (f.charAt(0)=='/')
f=f.substring(1);
} catch (StringIndexOutOfBoundsException e) {
System.out.println("Exception:"+e);
}
if (f.equals("")) f="index.html";
return f;
}

　　　/*把指定文件發送給Web瀏覽器 */
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線程子類用來分析一個Web瀏覽器提交的請求，并將應答信息傳回給Web瀏覽器。其中，getrequest()方法用來檢測客戶的請求是否為“GET”；getfilename(s)方法是從客戶請求信息s中獲取要訪問的HTML文件名；sendfile()方法把指定文件內容通過socket傳回給Web瀏覽器。

　　對上述程序的getrequest()方法和相關部分作修改，也能對POST請求進行處理。

　　三、運行實例

　　為了測試上述程序的正確性，將編譯后的WebServer.class、ConnectionThread.class和下面的index.html文件置于網絡的某臺主機的同一目錄中（如：主機NT40SRV的C：\JWEB目錄）。

　　程序2：index.html文件
<HTML>
<HEAD>
<META HTTP-EQUIV="Content-Type" content="text/html; charset=gb_2312-80">
<TITLE>Java Web服務器</TITLE>
</HEAD>
<BODY>
<h3>這是用JAVA寫出的WEB服務器主頁</h3>
1998年8月28日
<hr>
</BODY>
</HTML>
首先在該主機上用java命令運行WebServer.class:
C:\jweb>java webserver

　　然后在客戶機運行瀏覽器軟件，在URL處輸入WebServer程序所屬的URL地址（如：http://nt40srv:8080/index.html），就在瀏覽器窗口顯示出指定的HTML文檔。

　　注意，不能缺省端口號8080，如缺省，則運行該主機的正常WEB服務器。

本文出自：億恩科技【www.laynepeng.cn】

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