web服务器原理（作业四）

  Web服务器简介：Web服务器是指驻留于因特网上某种类型计算机的程序。当web浏览器（客户端）连到服务器上并请求文件时，服务器将处理该请求并将文件发送到该浏览器上，附带的信息会告诉浏览器如何查看该文件（即文件类型）。服务器使用HTTP（超文本传输协议）进行信息交流，这就是人们常把它们称为HTTPD服务器的原因。

web服务器的作用：Web服务器不仅能够存储信息，还能在用户通过Web浏览器提供的信息的基础上运行脚本和程序。
Web服务器可以解析HTTP协议。当Web服务器接收到一个HTTP请求,会返回一个HTTP响应,例如送回一个HTML页面。为了处理一个请求Web服务器可以响应一个静态页面或图片，进行页面跳转或者把动态响应的产生委托给一些其它的程序例如CGI脚本，JSP脚本，servlets，asp脚本，服务器端JavaScript，或者一些其它的服务器端技术。无论它们的目的如何，这些服务器端的程序通常产生一个HTML的响应来让浏览器可以浏览。

Web服务器工作原理图解：

工作流程：

(1) 用户做出了一个操作，可以是填写网址敲回车，可以是点击链接，可以是点击按键等，接着浏览器获取了该事件。
(2) 浏览器与对端服务程序建立TCP连接。
(3) 浏览器将用户的事件按照HTTP协议格式**打包成一个数据包，其实质就是在待发送缓冲区中的一段有着HTTP协议格式的字节流。
(4) 浏览器确认对端可写，并将该数据包推入Internet，该包经过网络最终递交到对端服务程序。
(5) 服务端程序拿到该数据包后，同样以HTTP协议格式解包，然后解析客户端的意图。
(6) 得知客户端意图后，进行分类处理，或是提供某种文件、或是处理数据。
(7) 将结果装入缓冲区，或是HTML文件、或是一张图片等。
(8) 按照HTTP协议格式将(7)中的数据打包
(9) 服务器确认对端可写，并将该数据包推入Internet，该包经过网络最终递交到客户端。
(10) 浏览器拿到包后，以HTTP协议格式解包，然后解析数据，假设是HTML文件。
(11) 浏览器将HTML文件展示在页面
以上为Web服务器工作基本原理。其实不难发现，这仅仅只是一个简单的网络通信。我们应该深信，作为一个服务器，其根本的工作无非有三个

接收数据 2. 发送数据 3. 数据处理
而Web服务器的本质就是 接收数据 ⇒ HTTP解析 ⇒ 逻辑处理 ⇒ HTTP封包 ⇒ 发送数据
高级的服务器无非就是将这三个部分更加细致的设计了。

在eclipse上搭建简单的服务器：

request类的代码：

package webServerTest;
import java.io.*;
public class Request {
    /*
     * 接收请求的信息，并返回资源（文件名）
     * */
    InputStream input;
    public Request(InputStream input)
    {
        this.input=input;
    }
    public String getUri() throws IOException
    {
        String content=null;
        StringBuffer request = new StringBuffer();
        byte[] buffer = new byte[2048];
        int i = 0;  

        try {
            i = input.read(buffer);  //读取内容并存入buffer数组中，并返回读取的的字节数。
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            i = -1;
        }
        //将buffer数组转换为字符串
        for(int k = 0; k < i; k++) {
            request.append((char)buffer[k]);
        }
        content=request.toString();
    /*
     *以下方法错误！用该返回会使浏览器不断处于请求连接状态
     * BufferedReader br=new BufferedReader(new InputStreamReader(input));
        while((str=br.readLine())!=null)
        {
            content=content+str+"\r\n";
        }
    */
        if(content!=null)
            return getFilename(content);
        else return null;
    }
    /*提取文件名*/
    public String getFilename(String content)
    {
        int a,b;
        a=content.indexOf(' ');
        if(a!=-1)
        {
            b=content.indexOf('?',a+1);
            if(b==-1)b=content.indexOf(' ',a+1);
            return content.substring(a+2,b);
        }
        return null;
    }
}

response类的代码：

package webServerTest;

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

public class Response {
    /**
     * 响应并处理请求信息
     */
    public OutputStream output;
    public String filename;
     private static final int BUFFER_SIZE = 1024;
    public  Response(OutputStream output,String filename)
    {
        this.output=output;
        this.filename=filename;
    }
    public void response() throws IOException
    {
        String path=System.getProperty("user.dir");//获取当前的工作目录
        byte[] buffer = new byte[BUFFER_SIZE];
        int ch;
        FileInputStream fis = null;
        //System.out.println(path+File.separator+filename);
        if(path!=null&&filename!=null)
        {
            File file=new File(path,filename);
            String str="";
            /*必须添加响应头，否则无法以html格式显示内容*/
            if(file.exists())
            {
                fis = new FileInputStream(file);
                str = "HTTP/1.1 200 OK \r\n" +
                 "Content-Type: text/html\r\n" +
                 "\r\n" ;
                output.write(str.getBytes());
                ch = fis.read(buffer);
                while(ch != -1) {
                    output.write(buffer, 0, ch);
                    ch = fis.read(buffer, 0, BUFFER_SIZE);
                }
            }
            else
            {
                 str = "HTTP/1.1 404 File Not Found \r\n" +
                 "Content-Type: text/html\r\n" +
                 "Content-Length: 100\r\n" +
                 "\r\n" +
                 "<h1>404 File Not Found!</h1>";
                output.write(str.getBytes());
            }
        }
        output.close();
    }
}

webSever的代码：

package webServerTest;
import java.io.*;
import java.net.*;

public class WebServer {

    /**
     * web服务器：实现200和404操作
     * 原理：
     * 服务器监听一个端口，并读取浏览器的请求信息，从该信息提取出访问的资源（这里为文件名）。并在工作目录下查找是否有该资源，有则输出资源内容，否则返回404
     * 测试方法：
     * 1、用String path=System.getProperty("user.dir");获取当前的工作目录，并在该目录下放要测试的文件
     * 2、访问127.0.0.1:8080/test.html
     */
    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        ServerSocket server = null;
        Socket s=null;
        try
        {
            server=new ServerSocket(8080,3,InetAddress.getByName("127.0.0.1"));
        }catch(Exception e)
        {
            e.printStackTrace();
        }
        while(server!=null)
        {
            try{
                s=server.accept();
                OutputStream output=s.getOutputStream();
                InputStream input=s.getInputStream();

                //接收请求信息
                Request request=new Request(input);
                String filename=request.getUri();
                //System.out.println(filename);

                //处理并响应请求信息
                Response response=new Response(output,filename);
                response.response();

            }catch(Exception e)
            {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

}

运行结果：

ps：在运行过程中可能会出现空指针异常的情况，那是因为端口被占用导致的ServerSocket对象不能被实例化，在命令行窗口中关掉占用端口的进程就可以了。

我的理解：web服务器的工作步骤可分为建立连接—请求过程—应答过程—关闭连接。建立连接就是web服务器与浏览器建立的一种连接。在上述代码中具体表现为ServerSocket对象的实例化。请求过程就是服务器接受来自浏览器的请求并作出相应处理的过程。上述代码中表现为request类对请求信息的处理。应答过程就是服务器返回给浏览器的信息内容。就是response中的内容。最后就是关闭连接的过程。我觉得上面的代码并没有体现。