Socket——实现一个简单的静态网页服务器

整体结构就是使用ServerSocket监听一个地址，当有接受到请求之后，解析请求中的资源路径。服务器资源路径存放在项目下的一个目录中，服务器会到这个目录中根据请求的路径去寻找相应的资源。如果找到了则返回该文件内容，否则提示找不到文件。

功能主要分为三块，一块是监听IP和端口号；一块是接受HTTP请求报文，并解析报文；最后是处理和返回响应。

HttpServer.java

package com.oolong.webserver;

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.separator  + "webroot";
    private final int port = 8080;
    private boolean isShutdown = false;    // 表示服务器是否关闭
    
    public void waiting() {
        ServerSocket serverSocket = null;
        
        try {
            serverSocket = new ServerSocket(port, 1, 
                    InetAddress.getByName("127.0.0.1"));
        } catch (IOException ex) {
            ex.printStackTrace();
            System.exit(1);
        }
        
        // 循环等待请求
        while(!isShutdown) {
            Socket socket = null;
            InputStream input = null;
            OutputStream output = null;
            
            try {
                // 从服务器等待队列中获取一个连接
                socket = serverSocket.accept();
                input = socket.getInputStream();
                output = socket.getOutputStream();
                
                // 从输入中解析请求字符串，生成一个请求对象
                HttpRequest request = new HttpRequest(input);
                request.parse();
                
                // 创建一个响应对象返回内容
                HttpResponse response = new HttpResponse(output);
                response.setRequest(request);
                response.sendStaticResource();
                
                // 关闭socket
                socket.close();
                
            } catch (Exception ex) {
                ex.printStackTrace();
            }
        }
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        HttpServer server = new HttpServer();
        server.waiting();
    }
}

这里利用ServerSocket接受请求的Socket：

socket = serverSocket.accept();

然后从请求的Socket中获取到输入流和输出流：

input = socket.getInputStream();
output = socket.getOutputStream();

将输入流交给一个HttpRequest对象处理，进行解析请求：

HttpRequest request = new HttpRequest(input);
request.parse();

将解析后的请求对象和输出流交给HttpResponse对象，用来返回响应：

HttpResponse response = new HttpResponse(output);
response.setRequest(request);
response.sendStaticResource();

下面分别看看请求对象和响应对象的实现。

HttpRequest.java

package com.oolong.webserver;

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

public class HttpRequest {

    private InputStream input;
    private String uri;
    
    public HttpRequest(InputStream input) {
        this.input = input;
    }
    
    public void parse() {
        // 从socket中读取字符流
        StringBuffer requestStr = new StringBuffer(2048);
        int i;
        byte[] buffer = new byte[2048];
        
        try {
            i = input.read(buffer);
        } catch (IOException ex) {
            ex.printStackTrace();
            i = -1;
        }
        
        for (int j = 0; j < i; j++) {
            requestStr.append((char) buffer[j]);
        }
        
        System.out.println(requestStr.toString());
        uri = parseUri(requestStr.toString());
        System.out.println(uri);
    }
    
    private String parseUri(String requestStr) {
        int index1, index2;
        index1 = requestStr.indexOf(' ');
        
        if (index1 != -1) {
            index2 = requestStr.indexOf(' ', index1 + 1);
            
            if (index2 > index1) {
                return requestStr.substring(index1 + 1, index2);
            }
        }
        
        return null;
    }
    
    public String getUri() {
        return uri;
    }
}

可以看到这个请求对象中主要就是parse()这个解析请求字符的方法，以及parseUri()这个解析URI的方法。

首先看parse()，它创建了一个缓冲区，然后从输入流中读取请求字符串。然后调用parseUri()解析请求路径。

HttpResponse.java

这个是处理响应的类，看起来稍显复杂。其实只是根据请求解析的URI到资源目录中去寻找对应的文件，然后将文件写入Socket的输出流中。

如果没有找到，则输出一段错误信息即可。

package com.oolong.webserver;

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

public class HttpResponse {

    private static final int BUFFER_SIZE = 1024;
    private HttpRequest request;
    private OutputStream output;
    
    public HttpResponse(OutputStream output) {
        this.output = output;
    }
    
    public void setRequest(HttpRequest request) {
        this.request = request;
    }
    
    public void sendStaticResource() throws IOException {
        byte[] bytes = new byte[BUFFER_SIZE];
        FileInputStream fis = null;
        String filePath = request.getUri() == null ? "" : request.getUri().trim();
        
        // 处理根路径
        if (filePath.equals("/")) {
            filePath = "/index.html";
        }
        
        try {
            String page = null;
            File file = new File(HttpServer.WEB_ROOT, filePath);
            Long fileLength = file.length();
            byte[] fileContent = new byte[fileLength.intValue()];
            
            if (file.exists()) {
                fis = new FileInputStream(file);
                fis.read(fileContent);
                fis.close();
                
                page = new String(fileContent);
                page = warpMessage("200", page);
                output.write(page.getBytes());
                    
            } else {
                String errorMessage = warpMessage("404", "404 File Not Found!");
                output.write(errorMessage.getBytes());
            }
        } catch(Exception ex) {
            ex.printStackTrace();
        }
    }
    
    private String warpMessage(String statusCode, String message) {
        return "HTTP/1.1 " + statusCode + "
" +
                  "Content-Type: text/html
" +
                  "Content-Length: " + message.length() + "
" +
                  "
" + message;
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(HttpServer.WEB_ROOT);
    }
}

测试

在项目的根目录下的webroot目录中创建一个简单的index.html页面。

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <title></title>
</head>
<body>
    Hello World!
</body>
</html>

运行HttpServer。然后在浏览器中输入http://127.0.0.1:8080/ 或者http://127.0.0.1:8080/index.html

可以看到：

如果输入其他地址，如：http://127.0.0.1:8080/home.html

注意

你可能在调试的时候会发现，在浏览器发起一次请求的时候，

socket = serverSocket.accept();

可能会执行两次，这是因为浏览器会自动发起一次对icon的请求。这个是浏览器的特性，与代码无关，不是bug。