tomcat學習筆記(一) 模擬一個簡單的web server

之前看視頻的過程中看到一個講tomcat的視頻，從那之後才知道自己對tomcat可以說是一無所知。我所說的一無所知意思是對tomcat的工作原理一無所知，當然使用tomcat部署項目肯定是沒問題的。我相信肯定有很多朋友和我一樣，雖然每天用tomcat，但是對tomcat基本不瞭解。因此我決定學一學tomcat，網上純粹講tomcat的視頻基本上沒有，昨晚偶然看到一本書，叫做《how tmocat works》，這本書正是我想要的。現在我一邊看書，一邊寫下自己的學習過程，也希望能夠幫到沒時間看那些冗長的書的朋友們。廢話不說了。

一、HTTP協議。

協議的意思其實就是一個約定，比如A和B約定以後把某個餐館叫做C，以後A和B說咱們去C喫飯吧，B就知道A說的是去那個餐館喫飯，這就是個協議。HTTP協議就是類似這個例子的，只不過它的協議雙方是客戶端和服務器，客戶端發送一個請求，有了這個協議後，服務器就知道這個請求的每個部分代表什麼意思，這個客戶端和服務器才能進行交流，否則服務器不知道客戶端在說什麼，客戶端不知道服務器在說什麼，就沒辦法交流了。

簡單來說訪問網站的過程是這個：用戶在瀏覽器輸入一個地址，摁回車之後，就會向服務器發送一個請求，告訴服務器它想要一個頁面，服務器找到這個頁面，然後給瀏覽器發送回來。

1、請求。當我們在頁面上點擊一個提交按鈕的時候，會向服務器發送一個請求，對這個請求，我的理解是它就是個IO流(如果不理解也可以理解爲字符串），就是向服務器發送了個字符串，這個字符串裏面包含了一些信息，關於這個，我可能理解得不太對，但是本質應該就是這樣的。這個字符串的格式如下：

POST /examples/default.jsp HTTP/1.0

Accept: text/plain;text/html

Accept-Language: en-gb

Connection:Keep-Alive

Host: localhost

User-Agent: Mozilla/4.0(compatible;MSIE:4.01;Widows 98)

Content-Length: 33

Content-Type:application/x-www-form-urlencoded

Accept-Encodding:gzip,deflate

lastName=Franks&firstName=Michael

相信大家能夠看懂上面字符串的意思，第一行是請求方法空格請求資源路徑協議/協議版本，中間那部分是請求頭，最後一行是請求體，這裏用的POST方法，所以表單的參數會在請求體中，這行和上面的用一個空行隔開，以便解析此請求的時候能知道往下就是請求體了。

2、響應。服務器接收到用戶的請求之後，會找到用戶所要的資源(頁面，圖片等），然後形成一個字符串，再發送到客戶端。響應的格式如下：

    HTTP/1.1 200 OK
   Server: Microsoft-IIS/4.0
   Date: Mon, 5 Jan 2004 13:13:33 GMT
   Content-Type: text/html
   Last-Modified: Mon, 5 Jan 2004 13:13:12 GMT
   Content-Length: 112

   <html>
   <head>
   <title>HTTP Response Example</title>
   </head>
   <body>
   Welcome to Brainy Software
   </body>
   </html>

第一行的意思：協議/協議版本空格狀態碼（成功，失敗等狀態用數字來表示）空格狀態描述(狀態碼人們看不懂，所以這裏有狀態描述)，接下來是告訴客戶端的一些信息，再接下來就是客戶請求的頁面的內容。

3、寫這麼詳細是擔心有些剛入門的新手不太理解，但是可能在很多人看來都是沒用的，因爲自己都知道了，所以我還是大概寫一寫，如果大家有不理解的地方可以提問。

4、其實web server的原理也很簡單，用的東西都是咱們會的。在服務器上運行一個ServerSocket程序，這個程序可以監控端口，底層的東西說我也不清楚。但是用過socket的人都知道它可以監控，我們在瀏覽器發送一個請求的時候，請求會被傳送到服務器上，如果我們用的端口是這個程序所監控的端口，那麼這個程序就會接收到這個請求，因此請求裏面包含了所需要的頁面，因此程序會解析請求(因爲請求就是IO流，所以可以用JAVA中IO的操作來解析)，解析後會找到請求所需要的頁面，頁面其實就是個文件，所以用JAVA的文件操作，讀出這個頁面，然後通過SOCKET就可以寫到客戶端了，和我們之前做的文件讀寫是一樣，只不過這裏是用SOCKET寫到遠程了。

5、接下來就看代碼吧。以下的代碼是我照着《how tocat works》中的打出來的，已經運行通過，大家可以參考。

需要建三個類：HttpServer、Request、Response。

package com.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 {
	public static final String  WEB_ROOT=System.getProperty("user.dir") + File.separatorChar + "webRoot";
	private static final String SHUTDOWN_COMMAND = "/SHUTDOWN";
	private boolean shutdown = false;
	public static void main(String []args){
		HttpServer server = new HttpServer();
		server.await();
	}
	public void await(){
		ServerSocket serverSocket = null;
		int port = 8080;
		try{
			serverSocket = new ServerSocket(port,1,InetAddress.getByName("127.0.0.1"));
		}catch(Exception e){
			e.printStackTrace();
			System.exit(1);
		}
		while(!shutdown){
			Socket socket = null;
			InputStream in = null;
			OutputStream out = null;
			try {
				socket = serverSocket.accept();
				in = socket.getInputStream();
				out = socket.getOutputStream();
				Request request = new Request(in);
				request.parse();
				Response response = new Response(out);
				response.setRequest(request);
				response.sendStaticResource();
				socket.close();
				shutdown = request.getUri().equals("SHUTDOWN_COMMAND");
			} catch (IOException e) {
				e.printStackTrace();
				continue;
			}
		}
	}
}

package com.tomcat;

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;

public class Request {
	private InputStream input;
	private String uri;
	public Request(InputStream input){
		this.input = input;
	}
	public void parse(){
		StringBuffer request = new StringBuffer(2048);
		int i;
		byte [] buffer = new byte[2048];
		try{
			i = input.read(buffer);
		}catch(IOException e){
			e.printStackTrace();
			i = -1;
		}
		for(int j=0;j<i;j++){
			request.append((char)buffer[j]);
		}
		System.out.println(request.toString());
		uri = parseUri(request.toString());
	}
	private String parseUri(String requestString){
		int index1,index2;
		index1 = requestString.indexOf(' ');
		if(index1 != -1){
			index2 = requestString.indexOf(' ', index1+1);
			if(index2 > index1){
				return requestString.substring(index1+1,index2);
			}
		}
		return null;
	}
	public String getUri(){
		return uri;
	}
}

package com.tomcat;

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;

public class Response {
	private static final int BUFFER_SIZE=1024;
	Request request;
	OutputStream out;
	public Response(OutputStream out){
		this.out = out;
	}
	public void setRequest(Request request){
		this.request = request;
	}
	public void sendStaticResource() throws IOException{
		byte []bytes = new byte[BUFFER_SIZE];
		FileInputStream fis = null;
		try{
			File file = new File(HttpServer.WEB_ROOT,request.getUri());
			if(file.exists()){
				fis = new FileInputStream(file);
				int ch = fis.read(bytes, 0, BUFFER_SIZE);
				while(ch != -1){
					out.write(bytes,0,ch);
					ch = fis.read(bytes,0,BUFFER_SIZE);
				}
			}else{
				String errorMessage = "HTTP/1.1 404 File Not Found\n" + 
					"Content-Type:text/html\n" +
					"Content-Length:23\n" +
					"\n" + 
					"<h1>File not Found</h1>";
				out.write(errorMessage.getBytes());
			} 
		}catch(Exception e){
			System.out.println(e.toString());
		}finally{
			if(fis != null)
				fis.close();
		}
	}
}

相信大家都能看懂這些代碼，其實很簡單，就是Socket和IO讀寫。

建一個webroot目錄，放入一個index.html，這個html代碼可以隨便寫點。

將以上代碼編譯完成後，運行HttpServer類，然後在瀏覽器輸入http://localhost:8080/index.html，即可看到index.html中的內容。

此文章是講的web server的原理，因此是服務於靜態資源的，訪問JSP等動態資源的會在以後的章節中講到。

希望大家能夠指出我的錯誤，如果有問題非常歡迎大家和我討論，共同學習。

tomcat學習筆記(一) 模擬一個簡單的web server

關於遊戲付費的一點想法

我通過CKA和CKS啦！

Thinking in Java之Interfaces

tomcat學習筆記(一) 模擬一個簡單的web server

html中插入視頻和jquery動態修改視頻

操作linux服務器必須要注意的幾點(工作中自己實際犯過的錯誤)

JAVA語言用正則表達式統計代碼量

https://yachay.unat.edu.pe/blog/index.php?comment_area=format_blog&comment_component=blog&comment_co

linux以太網驅動總結