day02-实现01
实现01
1.实现任务阶段1
编写mytomcat，该服务器能给浏览器返回“你好，我是服务器！”的简单信息。
根据之前的tomcat框架整体分析，我们将浏览器发送请求，tomcat服务器处理请求，返回资源的整个过程分为三个部分。现在来分析并初步实现第一部分的功能。
1.1基于socket开发服务端流程
1.2需求分析/图解
工作：先打通自定义web服务器和浏览器之间的通道。
如浏览器请求http://localhost:8080/Xxx，服务器可以接收请求并返回简单数据。
注意：这里的交互是都建立在http协议之上的。服务器获取到的数据是http格式的，返回的数据也要封装成http格式，浏览器才能正常解析。
http格式详见javaweb-day14-HTTP协议
1.3代码实现
MyTomcatV1：
package com.li.MyTomcat;
import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
/**
* @author 李
* @version 1.0
* 这是第一个版本的tomcat，可以完成接收浏览器请求，并返回信息功能
*/
public class MyTomcatV1 {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//1.创建ServerSocket,在8080端口监听
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8080);
System.out.println("==========mytomcat在8080端口监听=========");
while (!serverSocket.isClosed()) {
//等待浏览器或客户端的连接
//如果有连接来，就创建socket
//这个socket就是浏览器和服务器之间的连接（通道）
Socket socket = serverSocket.accept();
//先接收浏览器发送的数据
InputStream inputStream = socket.getInputStream();//字节流
//为了方便，将其转成字符流(InputStreamReader==>转换流，将一个字节流转换成字符流)
//BufferedReader==>字符处理流
BufferedReader bufferedReader =
new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream, "utf-8"));
String mes = null;
System.out.println("========接收到浏览器发送的数据=======");
//循环地读取
while ((mes = bufferedReader.readLine()) != null) {//按行读取数据，如果已到达流末尾，则返回 null
//判断mes的长度是否为0
if (mes.length() == 0) {
break;//退出while
}
System.out.println(mes);
}
//我们的tomcat回送数据-按照http格式
//关闭资源
inputStream.close();
socket.close();
}
}
}
运行代码，在浏览器中发送请求http://localhost:8080/cal.html，后端输出如下：
可以看到，程序成功接收到了浏览器的请求（http格式）
下面以http格式响应浏览器请求：
package com.li.MyTomcat;
import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
/**
* @author 李
* @version 1.0
* 这是第一个版本的tomcat，可以完成接收浏览器请求，并返回信息功能
*/
public class MyTomcatV1 {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//1.创建ServerSocket,在8080端口监听
/**
* ..........
*/
//mytomcat服务器回送数据-按照http格式
OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
//模仿响应头
//\r\n表示回车换行：因为响应头最后一行和响应体中间要隔一个空行，
// 所以最后一行要写两个\r\n（响应头换行是空行，空行再换行才是响应体）
//即 http响应体前面需要有两个换行\r\n\r\n
String respHeader = "HTTP/1.1 200 OK\r\n" +
"Content-Type: text/html;charset=utf-8\r\n\r\n";
String resp = respHeader + "你好，我是服务器！";
System.out.println("=====MyTomcat给浏览器回送的数据=====");
System.out.println(resp);
//注意：这里返回数据要以字节流方式返回
outputStream.write(resp.getBytes());//将resp字符串以byte[]方式返回
//关闭资源
outputStream.flush();
outputStream.close();
inputStream.close();
socket.close();
}
}
}
1.4测试
运行代码，在浏览器中发送请求http://localhost:8080/，后台输出如下：
浏览器输出如下：
2.实现任务阶段2-使用BIO线程模型，支持多线程
2.1BIO线程模型介绍
这里为了简单，使用方式一来完成操作，每次请求都会创建一个线程。
2.2需求分析/图解
- 需求分析如图所示，浏览器请求http://localhost:8080/，服务器返回“你好，我是服务器”。
- 后台mytomcat使用BIO线程模型，支持多线程，对数据的返回和处理移至线程里处理。
阶段1存在一个问题：当一个客户端被服务端在等待读取数据的时候，服务端会卡在那里，使得别的客户端无法与服务端连接以及收发数据。
解决方案是让等待接收数据的那块让子线程去做，主线程只需要一直监听是否有客户端连接即可，这样每个客户端就相互不影响了。
2.3代码实现
RequestHandler：
package com.li.MyTomcat.hander;
import java.io.*;
import java.net.Socket;
/**
* @author 李
* @version 1.0
* RequestHandler是一个线程对象
* 用来处理一个http请求
*/
public class RequestHandler implements Runnable {
//定义一个Socket
private Socket socket = null;
//在创建RequestHandler对象的时候，将主线程的socket传给线程对象来使用
public RequestHandler(Socket socket) {
this.socket = socket;
}
@Override
public void run() {
//对客户端进行交互
try {
System.out.println("当前线程="+Thread.currentThread().getName());
InputStream inputStream = socket.getInputStream();
//将字节流转成字符流--方便按行读取浏览器请求
BufferedReader bufferedReader =
new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream, "utf-8"));
System.out.println("=====MyTomcat接收浏览器数据=====");
String mes = null;
while ((mes = bufferedReader.readLine()) != null) {
//如果读取到的长度为零，即空串""
if (mes.length() == 0) {
break;//退出循环
}
System.out.println(mes);
}
//将数据返回给浏览器/客户端（注意要将数据封装成http响应的格式，浏览器才能解析）
//构建http响应头（注意换行-响应头和响应体之间有一个空行，需要两个换行）
String respHeader = "HTTP/1.1 200 OK\r\n" +
"Content-Type: text/html;charset=utf-8\r\n\r\n";
String resp = respHeader + "<h1>Hello，我是服务器！<h1>";
System.out.println("=====MyTomcatV2给浏览器回送的数据=====");
System.out.println(resp);
//获取输出流
OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
outputStream.write(resp.getBytes());//将字符串转成字节数组
//关闭流
outputStream.flush();
outputStream.close();
inputStream.close();
socket.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
//一定要确保socket关闭
if (socket != null) {
try {
socket.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
}
MyTomcatV2：
package com.li.MyTomcat;
import com.li.MyTomcat.hander.RequestHandler;
import java.io.IOException;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
public class MyTomcatV2 {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//监听
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8080);
System.out.println("==========MyTomcatV2在8080端口监听=========");
//只要serverSocket没有关闭，就会一直等待客户端来连接
while (!serverSocket.isClosed()) {
//每接收一个浏览器连接，就会得到一个socket对象（这个socket就是服务器和浏览器的数据通道）
Socket socket = serverSocket.accept();
//创建一个线程，将该socket传给该线程，启动线程
new Thread(new RequestHandler(socket)).start();
}
}
}
2.4测试
运行代码，在浏览器输入http://localhost:8080/，输出如下：
后台输出：
3.实现任务阶段3-处理Servlet
- Servlet声明周期
3.1需求分析/图解
问题分析：第二阶段只是简单地返回结果，没有和Servlet，web.xml关联起来
下面来完成第三阶段实现：
- 自定义Servlet规范
要完成Servlet的调用就要先制定好Servlet规范，我们模仿Servlet的规范来制订一套自己的Servlet。
如下，模仿实际的Servlet来编写MyServlet及其抽象类MyHttpServlet，实现类MyCalServlet
- 模拟实现request和response
另外，在真实的tomcat服务器中，接收http请求后会将其封装成HttpServletRequest对象，返回数据则是通过HttpServletResponse对象。
因此，除了自定义Servlet规范外，还要定义用于与http协议交互的两个对象
这里为了简化，就不使用实现接口的形式一层层封装了，直接用两个类来实现。
- 在实现上面两个工作之前，先来看一个需求
我们现在做一个简单的需求：
浏览器请求http://localhost:8080/calServlet，提交数据，完成计算任务，如果该Servlet不存在，就返回404。大致的界面如下：
由于真正的HttpServletRequest和HttpServletResponse方法以及Servlet方法很多，这里为了简化，上述模拟的Servlet和自定义的request，response等只实现满足此需求的部分方法。
3.2模拟实现request和response
3.2.1MyRequest
package com.li.MyTomcat.http;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.HashMap;
/**
* @author 李
* @version 1.0
* 1.MyRequest的作用是封装http请求的数据
* 2.比如 method,uri,还有参数列表等
* 3.MyRequest 的作用相当于原生的Servlet中的HttpServletRequest
* 4.这里先考虑get请求
*/
public class MyRequest {
private String method;
private String uri;
//存放参数列表 参数名-参数值=>HashMap
private HashMap<String, String> parametersMapping = new HashMap<>();
private InputStream inputStream = null;
//构造器==>对http请求进行封装
//在构造 MyRequest对象的时候，将关联的socket的InputStream传进来
// 这样就可以拿到该http请求的数据
public MyRequest(InputStream inputStream) {
this.inputStream = inputStream;
packageHttp();
}
/**
* 将http请求的相关参数进行封装，然后提供相关的方法，进行获取
*/
public void packageHttp() {
System.out.println("MyRequest packageHttp()被调用...");
try {
//将字节流转成字符流
BufferedReader bufferedReader =
new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream, "utf-8"));
/**
* GET /myCalServlet?num1=11&num2=12 HTTP/1.1
* Host: localhost:8080
* User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64; rv:106.0) Gecko/20100101 Firefox/106.0
* ......
*/
//1.先读取第一行（请求行）
String requestLine = bufferedReader.readLine();
//第0组：GET 第1组：/myCalServlet?num1=11&num2=12 第2组：HTTP/1.1
String[] requestLineArr = requestLine.split(" ");
//2.得到method
method = requestLineArr[0];
//3.解析得到uri=/myCalServlet
//先看看uri有没有参数列表
int index = requestLineArr[1].indexOf("?");//找到?号的索引
if (index == -1) {//没有问号，说明uri没有参数列表
uri = requestLineArr[1];
} else {
//截取到?号的前一位,即为uri
uri = requestLineArr[1].substring(0, index);
//获取参数列表
String parameters = requestLineArr[1].substring(index + 1);//parameters => num1=11&num2=12
String[] parametersPair = parameters.split("&");//parametersPair=["num1=11","num2=12",...]
//防止浏览器的提交的地址为 /myCalServlet?
if (null != parametersPair && !"".equals(parametersPair)) {
//再分割
for (String parameterPair : parametersPair) {
//parameterVal=["num1","10"]
String[] parameterVal = parameterPair.split("=");
if (parameterVal.length == 2) {
//放入到parametersMapping中
parametersMapping.put(parameterVal[0], parameterVal[1]);
}
}
}
}
//这里不能关闭流inputStream，因为inputStream和socket关联，
// 如果关闭了inputStream则socket也会一起关闭
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
//request有一个特别重要的方法-getParameter()
public String getParameter(String name) {
if (parametersMapping.containsKey(name)) {
return parametersMapping.get(name);
} else {
return "";
}
}
public String getMethod() {
return method;
}
public void setMethod(String method) {
this.method = method;
}
public String getUri() {
return uri;
}
public void setUri(String uri) {
this.uri = uri;
}
@Override
public String toString() {
return "MyRequest{" +
"method='" + method + '\'' +
", uri='" + uri + '\'' +
", parametersMapping=\n" + parametersMapping +
'}';
}
}
3.2.2MyResponse
package com.li.MyTomcat.http;
import java.io.OutputStream;
/**
* @author 李
* @version 1.0
* 1.MyResponse可以封装OutputStream（和socket关联）
* 2.即可以通过 MyResponse对象返回http响应给浏览器或客户端
* 3.MyResponse的作用等价于原生的Servlet的HttpServletResponse
*/
public class MyResponse {
private OutputStream outputStream = null;
//写一个http的响应头
public static final String respHeader = "HTTP/1.1 200 OK\r\n" +
"Content-Type: text/html;charset=utf-8\r\n\r\n";
//在构造 MyResponse 对象的时候，将关联的socket的OutputStream传进来
public MyResponse(OutputStream outputStream) {
this.outputStream = outputStream;
}
//当我们需要给浏览器返回数据时，可以通过MyResponse的属性获得输出流
public OutputStream getOutputStream() {
return outputStream;
}
}
3.2.3修改RequestHandler
package com.li.MyTomcat.hander;
import com.li.MyTomcat.http.MyRequest;
import com.li.MyTomcat.http.MyResponse;
import java.io.*;
import java.net.Socket;
/**
* @author 李
* @version 1.0
* RequestHandler是一个线程对象
* 用来处理一个http请求
*/
public class RequestHandler implements Runnable {
//定义一个Socket
private Socket socket = null;
//在创建RequestHandler对象的时候，将主线程的socket传给线程对象来使用
public RequestHandler(Socket socket) {
this.socket = socket;
}
@Override
public void run() {
//对客户端进行交互
try {
System.out.println("当前线程=" + Thread.currentThread().getName());
InputStream inputStream = socket.getInputStream();
MyRequest myRequest = new MyRequest(inputStream);
String num1 = myRequest.getParameter("num1");
String num2 = myRequest.getParameter("num2");
String name = myRequest.getParameter("name");
String email = myRequest.getParameter("email");
System.out.println("请求的参数num1= " + num1);
System.out.println("请求的参数num2= " + num2);
System.out.println("请求的参数name= " + name);
System.out.println("请求的参数email= " + email);
System.out.println(myRequest);
//这里我们可以通过myResponse对象返回数据给客户端
MyResponse myResponse = new MyResponse(socket.getOutputStream());
String resp = MyResponse.respHeader + "<h1>Hello,我是myResponse返回的信息</h1>";
//这里的应用场景是:为了将来在Servlet中使用response对象，可以获取到输出流
OutputStream outputStream = myResponse.getOutputStream();
outputStream.write(resp.getBytes());
outputStream.flush();
outputStream.close();
inputStream.close();
socket.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
//一定要确保socket关闭
if (socket != null) {
try {
socket.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
}
MyTomcatV2类保持不变。
3.2.4测试
运行MyTomcatV2，在浏览器中输入如下请求：
http://localhost:8080/myCalServlet?num1=100&num2=200&name=jack&email=jack@qq.com
浏览器输出：
后台输出：
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