手写Tomcat

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1. Tomcat(正版)

笔者称自己手写的Tomcat为盗版，反之则为正版。在手写简易版Tomcat之前，我们来看看如何使用正版的Tomcat

1.1 创建JavaWeb工程

这里以Myeclipse为例

1.2 新建Servlet

新建MyServlet类继承HttpServlet，重写里面的doPost、doGet方法

public class MyServlet extends HttpServlet {

	@Override

	public void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {

		resp.getWriter().write("This is serlvet");

	}

	@Override

	public void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {

	}

}

1.3 配置web.xml

写完MyServlet之后要让Tomcat知道他在哪，什么地址映射情况才会启用他

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

<web-app xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"

xmlns="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee"

xsi:schemaLocation="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee

http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee/web-app_3_1.xsd" id="WebApp_ID" version="3.1">

  <display-name>tomcat</display-name>

  <servlet>

    <servlet-name>MyServlet</servlet-name>

    <servlet-class>com.howl.MyServlet</servlet-class>

  </servlet>

  <servlet-mapping>

    <servlet-name>MyServlet</servlet-name>

    <url-pattern>/howl</url-pattern>

  </servlet-mapping>

</web-app>

1.4 在WebRoot下放入静态资源

这里放出项目的目录结构

1.5 把项目部署到Tomcat(Webapps)

这里使用自带的Tomcat，一键添加部署，再启动（本项目叫tomcat）

1.6 访问

至此我们已经能简单地使用正版Tomcat来访问静态资源、Servlet，那么接下来就开始盗版之旅

2. 手写Tomcat

我们来缕清 浏览器发送请求,然后服务器响应浏览器 到底经历了什么

1. 浏览器发出HTTP请求，Tomcat中的Web服务器负责接收解析，并创建请求和响应对象（request、response）
2. 若无Servlet映射，则可直接访问解析的资源，把资源封装到response并返回到Web服务器，Web服务器将信息拆解成HTTP响应返回给浏览器显示
3. 若有Servlet映射，则去web.xml查询对应的Servlet路径，并将请求、响应传输给对应的Servlet对象，处理完逻辑后，把信息封装到response返回给Web服务器拆解，然后响应给浏览器显示
4. 若既无资源，也无Servlet映射则返回404页面

到现在我们可以知道，简易版的Tomcat设计的对象大概有：

• 请求（Request）
• 响应（Response）
• Servlet总父类（Servlet）
• 服务器（Server）

2.1 手写的结构目录

给出目录能让人一目了然，并在下面的阅读中有个大概

那么就开始Coding把

2.2 Request

负责将浏览器的请求信息封装起来，当然这里是简单得不能再简单的封装了，详细内容可看代码里的注释

public class Request {

	// 请求地址

	private String url;

	// 请求方法

	private String method;

	// 构造函数，参数为后面2.4中Socket建立的IO流

	public Request(InputStream in) throws IOException{

		// IO读取请求

        // 这里踩坑、因为http/1.1是长连接，所以浏览器未超时是不会主动关闭的

        // 不能使用循环来读取数据，因为读取不了-1(未主动关闭)

		byte[] bytes = new byte[1024];

		int length = in.read(bytes);

		String str = new String(bytes,0,length);

		// 取请求的第一行（具体请求信息请看序文中的HTTP知识铺垫）

		String strFirst = str.split("\n")[0];

		// 按空格分割

		String[] arr = strFirst.split(" ");

        // 从第一行中获取方法名和请求地址

		method = arr[0];

		url = arr[1];

	}

	public String getUrl() {

		return url;

	}

	public void setUrl(String url) {

		this.url = url;

	}

	public String getMethod() {

		return method;

	}

	public void setMethod(String method) {

		this.method = method;

	}

}

2.3 Response

负责封装响应信息，这里注意响应信息有状态码

public class Response {

	private OutputStream out;

	public Response(OutputStream out) {

		super();

		this.out = out;

	}

    // 该方法前面的步骤都是为了写好响应头，最后一句话才是写入响应内容

	public void write(String content, int statusCode) throws IOException{

		out.write( ("HTTP/1.1 " + statusCode + " OK\n").getBytes() );

		out.write("Content-Type:text/html;Charset=utf-8\n".getBytes());

		out.write("\n".getBytes());

		out.write(content.getBytes("UTF-8"));	// 这里处理编码问题

	}

}

2.3 Servlet

学习Servlet的时候，我们都是继承HttpServlet类的，该类实现了Serlvet接口并为我们实现了里面众多的方法，只需重写doPost、doGet方法，并且增强了处理Http协议的方法

public abstract class Servlet {

	// 类似于HttpSerlvet

	public void service(Request request, Response response) {

        if(request.getMethod().equalsIgnoreCase("POST")) {

            doPost(request, response);

        }else if(request.getMethod().equalsIgnoreCase("GET")) {

            doGet(request, response);

        }

    }

	// 分别处理POST和GET请求

	public abstract void doPost(Request request, Response response);

    public abstract void doGet(Request request, Response response);

}

2.4 Server（重点）

负责加载web.xml，（笔者技术不够，用properties来代替，即web.properties，键为映射地址，值为全限定类名），监听客户端的请求并建立连接，还有指派各种请求的访问

public class Server {

	// 资源根目录

	public static String WEB_ROOT = System.getProperty("user.dir") + "\\WebRoot";

	// 请求的资源地址

	public static String url = "";

	// 读取web.properties，保存映射关系

	private static HashMap<String,String> map = new HashMap<String,String>();

    // 静态代码块，加载时运行一次

	static {

		try {

            // 将映射地址存到map集合中

			Properties prop = new Properties();

			prop.load(new FileInputStream(WEB_ROOT + "\\WEB-INF\\web.properties"));

			Set set = prop.keySet();

			Iterator iterator = set.iterator();

			while(iterator.hasNext()){

				String key= (String) iterator.next();

				String value = prop.getProperty(key);

				map.put(key,value);

			}

		} catch (IOException e) {

			e.printStackTrace();

		}

	}

	// 开启服务器

	public void start() {

		try {

			System.out.println("MyTomcat is starting... \n");

			// 监听8080端口

			ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8080);

			// 后期改成NIO，Tomcat默认NIO模式,目前使用BIO (阻塞IO,并不使用多线程了)

			while(true){

				// 监听客户端连接

				Socket socket = serverSocket.accept();

				// 由Tomcat服务器来创建请求响应对象

				InputStream in = socket.getInputStream();

				OutputStream out = socket.getOutputStream();

				Request request = new Request(in);

				System.out.println("请求地址:" + request.getUrl());

                Response response = new Response (out);

                System.out.println("一个请求连接了");

                // 分派器

                dispatch(request, response);

                // 关闭各种资源

				in.close();

				out.close();

				socket.close();

				System.out.println("一个请求关闭连接了 \n");

			}

		} catch (Exception e) {

			e.printStackTrace();

		}

	}

	// 负责指派去哪访问

	private void dispatch(Request request, Response response) throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException, IOException{

		int length = 0;

		byte[] bytes = new byte[1024];

		FileInputStream fileInputStream = null;

		StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer();

		// 有Servlet映射

		if( map.containsKey(request.getUrl().replace("/", ""))){

			String value = map.get(request.getUrl().replace("/", ""));

			// 反射

			Class clazz = Class.forName("com.howl.servlet.LoginServlet");

			Servlet servlet = (Servlet) clazz.newInstance();

			servlet.service(request, response);

		// 访问静态资源

		}else{

			File file = new File(WEB_ROOT,request.getUrl());

			// 静态资源存在

			if(file.exists()){

				fileInputStream = new FileInputStream(file);

				while(  (length = fileInputStream.read(bytes)) != -1 ){

					stringBuffer.append(new String(bytes,0,length));

				}

				response.write(stringBuffer.toString(),200);

			// 静态资源不存在

			}else{

				file = new File(WEB_ROOT,"/404.html");

				fileInputStream = new FileInputStream(file);

				while(  (length = fileInputStream.read(bytes)) != -1 ){

					stringBuffer.append(new String(bytes,0,length));

				}

				response.write(stringBuffer.toString(),404);

			}

		}

	}

}

2.5 Start

上面的对象都没有main方法入口，所以笔者这里写了一个启动类，就像Tomcat的Start.bat

public class Start {

	public static void main(String[] args) {

		Server webServer = new Server();

		webServer.start();

	}

}

至此我们手写版的Tomcat已经完成了，下面开始我们盗版Tomcat的使用

3. 手写版Tomcat的使用

既然我们是模仿正版Tomcat来写的，那么使用流程也就差不多了

3.1 新建Servlet

继承我们编写的Servlet类，写一个登录的LoginServlet，当然这里就不做任何逻辑判断了，直接返回密码错误

public class LoginServlet extends Servlet {

	@Override

	public void doPost(Request request, Response response) {

	}

	@Override

	public void doGet(Request request, Response response) {

		try {

			response.write("访问了LoginServlet，但是密码错误", 200);

		} catch (IOException e) {

			e.printStackTrace();

		}

	}

}

3.2 在web.properties中写入配置

# url mapping = class

LoginServlet = com.howl.servlet.LoginServlet

3.3 在WebRoot中放入静态资源

放入index.html、404.html页面

3.4 测试

测试通过

• 总体来说请求和响应的功能完成了，但采用了BIO模式，访问量并不高，建议后期修改为NIO模式

• 还需完善请求中获取参数的功能，这里并没有写出

• 还可以增加Listener、Filter组件