Java的网络编程：用Java实现Web服务器

王朝java/jsp·作者佚名 2006-01-09

超文本传输协议（HTTP）是位于TCP/IP 协议的应用层，是最广为人知的协议，也是互连网中最核心的协议之一，同样，HTTP 也是基于 C/S 或 B/S 模型实现的。事实上，我们使用的浏览器如Netscape 或IE 是实现HTTP 协议中的客户端，而一些常用的Web 服务器软件如Apache、IIS 和iPlanet Web Server 等是实现HTTP 协议中的服务器端。Web 页由服务端资源定位，传输到浏览器，经过浏览器的解释后，被客户所看到。

Web 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。

一个完整的HTTP协议会话过程包括四个步骤：

◆ 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；

◆ 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）；

◆ 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；

◆ 关闭连接，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。

Java实现Web服务器功能的程序设计

编程思路

根据上述HTTP协议的会话过程，本实例中实现了GET请求的Web服务器程序的方法,方法如下：

通过创建ServerSocket 类对象，侦听用户指定的端口(为8080)，等待并接受客户机请求到端口。创建与Socket相关联的输入流和输出流，然后读取客户机的请求信息。若请求类型是GET，则从请求信息中获取所访问的HTML 文件名；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。最后关闭与相应Web 浏览器连接的Socket。

用Java编写Web服务器httpServer.java文件的源代码如下：

//httpServer.java

import java.net.*;

import java.io.*;

import java.util.*;

import java.lang.*;

public class httpServer{

public static void main(String args[]) {

int port;

ServerSocket server_socket;

//读取服务器端口号

try {

port = Integer.parseInt(args[0]);

}

catch (Exception e) {

port = 8080;

}

try {

//监听服务器端口，等待连接请求

server_socket = new ServerSocket(port);

System.out.println("httpServer running on port " +

server_socket.getLocalPort());

//显示启动信息

while(true) {

Socket socket = server_socket.accept();

System.out.println("New connection accepted " +

socket.getInetAddress() +

":" + socket.getPort());

//创建分线程

try {

httpRequestHandler request =

new httpRequestHandler(socket);

Thread thread = new Thread(request);

//启动线程

thread.start();

}

catch(Exception e) {

System.out.println(e);

}

catch (IOException e) {

System.out.println(e);

}

class httpRequestHandler implements Runnable

{

final static String CRLF = "\r\n";

Socket socket;

InputStream input;

OutputStream output;

BufferedReader br;

// 构造方法

public httpRequestHandler(Socket socket) throws Exception

{

this.socket = socket;

this.input = socket.getInputStream();

this.output = socket.getOutputStream();

this.br =

new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));

}

// 实现Runnable 接口的run()方法

public void run()

{

try {

processRequest();

}

catch(Exception e) {

System.out.println(e);

}

private void processRequest() throws Exception

{

while(true) {

//读取并显示Web 浏览器提交的请求信息

String headerLine = br.readLine();

System.out.println("The client request is "+headerLine);

if(headerLine.equals(CRLF) || headerLine.equals("")) break;

StringTokenizer s = new StringTokenizer(headerLine);

String temp = s.nextToken();

if(temp.equals("GET")) {

String fileName = s.nextToken();

fileName = "." + fileName ;

// 打开所请求的文件

FileInputStream fis = null ;

boolean fileExists = true ;

try

{

fis = new FileInputStream( fileName ) ;

}

catch ( FileNotFoundException e )

{

fileExists = false ;

}

// 完成回应消息

String serverLine = "Server: a simple java httpServer";

String statusLine = null;

String contentTypeLine = null;

String entityBody = null;

String contentLengthLine = "error";

if ( fileExists )

{

statusLine = "HTTP/1.0 200 OK" + CRLF ;

contentTypeLine = "Content-type: " +

contentType( fileName ) + CRLF ;

contentLengthLine = "Content-Length: "

+ (new Integer(fis.available())).toString()

+ CRLF;

}

else

{

statusLine = "HTTP/1.0 404 Not Found" + CRLF ;

contentTypeLine = "text/html" ;

entityBody = "<HTML>" +

"<HEAD><TITLE>404 Not Found</TITLE></HEAD>" +

"<BODY>404 Not Found"

+" usage:http://yourHostName:port/"

+"fileName.html</BODY></HTML>" ;

}

// 发送到服务器信息

output.write(statusLine.getBytes());

output.write(serverLine.getBytes());

output.write(contentTypeLine.getBytes());

output.write(contentLengthLine.getBytes());

output.write(CRLF.getBytes());

// 发送信息内容

if (fileExists)

{

sendBytes(fis, output) ;

fis.close();

}

else

{

output.write(entityBody.getBytes());

}

//关闭套接字和流

try {

output.close();

br.close();

socket.close();

}

catch(Exception e) {}

}

private static void sendBytes(FileInputStream fis, OutputStream os)

throws Exception

{

// 创建一个 1K buffer

byte[] buffer = new byte[1024] ;

int bytes = 0 ;

// 将文件输出到套接字输出流中

while ((bytes = fis.read(buffer)) != -1 )

{

os.write(buffer, 0, bytes);

}

private static String contentType(String fileName)

{

if (fileName.endsWith(".htm") || fileName.endsWith(".html"))

{

return "text/html";

}

return "fileName";

}

编程技巧说明

◆ 主线程设计

主线程的设计就是在主线程httpServer 类中实现了服务器端口的侦听，服务器接受一个客户端请求之后创建一个线程实例处理请求，代码如下：

import java.net.*;

import java.io.*;

import java.util.*;

import java.lang.*;

public class httpServer{

public static void main(String args[]) {

port;

ServerSocket server_socket;

//读取服务器端口号

try {

port = Integer.parseInt(args[0]);

}

catch (Exception e) {

port = 8080;

}

try {

//监听服务器端口，等待连接请求

server_socket = new ServerSocket(port);

System.out.println("httpServer running on port "

+server_socket.getLocalPort());

..........

◆ 连接处理分线程设计

在分线程httpRequestHandler 类中实现了HTTP 协议的处理，这个类实现了Runnable 接口，代码如下：

class httpRequestHandler implements Runnable

{

final static String CRLF = "\r\n";

Socket socket;

InputStream input;

OutputStream output;

BufferedReader br;

// 构造方法

public httpRequestHandler(Socket socket) throws Exception

{

this.socket = socket;

//得到输入输出流

this.input = socket.getInputStream();

this.output = socket.getOutputStream();

this.br =

new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));

}

// 实现Runnable 接口的run()方法

public void run()

{

try {

processRequest();

}

catch(Exception e) {

System.out.println(e);

}

◆ 构建processRequest()方法来处理信息的接收和发送

作为实现Runnable 接口的主要内容，在run()方法中调用processRequest()方法来处理客户请求内容的接收和服务器返回信息的发送，代码如下：

private void processRequest() throws Exception

{

while(true) {

//读取并显示Web 浏览器提交的请求信息

String headerLine = br.readLine();

System.out.println("The client request is "+ headerLine);

if(headerLine.equals(CRLF) || headerLine.equals("")) break;

//根据请求字符串中的空格拆分客户请求

StringTokenizer s = new StringTokenizer(headerLine);

String temp = s.nextToken();

if(temp.equals("GET")) {

String fileName = s.nextToken();

fileName = "." + fileName ;

.............

在processRequest()方法中得到客户端请求后，利用一个StringTokenizer 类完成了字符串的拆分，这个类可以实现根据字符串中指定的分隔符(缺省为空格)将字符串拆分成为字串的功能。利用nextToken()方法依次得到这些字串；sendBytes()方法完成信息内容的发送，contentType()方法用于判断文件的类型。

显示Web页面

显示 Web 页面的index.html 文件代码如下：

<html>

<head>

</head>

<body>

********* 欢迎你的到来！*********

这是一个用 Java 语言实现的 Web 服务器

<hr>

</body>

</html>

运行实例

为了测试上述程序的正确性，将编译后的httpServer.class、httpRequestHandler.class和上面的index.html文件置于网络的某台主机的同一目录中。

首先运行服务器程序 java httpServer 8080，服务器程序运行后显示端口信息“httpServer runing on port 8080”，然后在浏览器的地址栏中输入http://localhost:8080/index.html，就可以正确显示网页，同时在显示“httpServer runing on port 8080 ”窗口中服务器会出现一些信息。