一 概述
前段时间去面试，被人问到了tomcat实现原理。由于平时没怎么关注容器的实现细节，这个问题基本没回答上来。所以最近花了很多时间一直在网上找资料和看tomcat的源码来研究里面处理一个HTTP请求的流程。网上讲tomcat的帖子比较多，大多都是直接切入主题看其源码，从我个人感受来说直接研究其源码实现比较难理解和非常枯燥，需要由简到难，慢慢深入。
二 一个简单tomcat服务器实现
tomat是一个servlet容器，来处理http请求。在平时的使用中我们都会再浏览器中输入http地址来访问服务资源，比如格式http://host[":"port][abs_path]。从浏览器到服务端的一次请求都遵循http协议，在网络上其实走仍然是tcp协议，即我们常使用的socket来处理客户端和服务器的交互。根据输入的http地址可以知道服务器的IP地址和端口，根据这两个参数就可以定位到服务器的唯一地址。tomcat根据http地址端口后面的资源路径就可以知道反馈什么样的资源给浏览器。下面给出了一个非常简单的代码模拟了tomcat的简单实现
-
package com; -
import java.io.*; -
import java.net.ServerSocket; -
import java.net.Socket; -
import java.net.URLDecoder; -
import java.util.StringTokenizer; -
public class TomcatServer { -
private final static int PORT = 8080; -
public static void main(String[] args) { -
try { -
ServerSocket server = new ServerSocket(PORT);//根据端口号启动一个serverSocket -
ServletHandler servletHandler=new ServletHandler(server); -
servletHandler.start(); -
} catch (Exception e) { -
e.printStackTrace(); -
} -
} -
private static class ServletHandler extends Thread{ -
ServerSocket server=null; -
public ServletHandler(ServerSocket server){ -
this.server=server; -
} -
@Override -
public void run() { -
while (true) { -
try { -
Socket client = null; -
client = server.accept();//ServerSocket阻塞等待客户端请求数据 -
if (client != null) { -
try { -
System.out.println("接收到一个客户端的请求"); -
//根据客户端的Socket对象获取输入流对象。 -
//封装字节流到字符流 -
BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream())); -
// GET /test.jpg /HTTP1.1 -
//http请求由三部分组成，分别是：请求行、消息报头、请求正文。 -
//这里取的第一行数据就是请求行。http协议详解可以参考http://www.cnblogs.com/li0803/archive/2008/11/03/1324746.html说的很详细 -
String line = reader.readLine(); -
System.out.println("line: " + line); -
//拆分http请求路径，取http需要请求的资源完整路径 -
String resource = line.substring(line.indexOf('/'),line.lastIndexOf('/') - 5); -
System.out.println("the resource you request is: "+ resource); -
resource = URLDecoder.decode(resource, "UTF-8"); -
//获取到这次请求的方法类型，比如get或post请求 -
String method = new StringTokenizer(line).nextElement().toString(); -
System.out.println("the request method you send is: "+ method); -
//继续循环读取浏览器客户端发出的一行一行的数据 -
while ((line = reader.readLine()) != null) { -
if (line.equals("")) {//当line等于空行的时候标志Header消息结束 -
break; -
} -
System.out.println("the Http Header is : " + line); -
} -
//如果是POST的请求，直接打印POST提交上来的数据 -
if ("post".equals(method.toLowerCase())) { -
System.out.println("the post request body is: " -
+ reader.readLine()); -
}else if("get".equals(method.toLowerCase())){ -
//判断是get类型的http请求处理 -
//根据http请求的资源后缀名来确定返回数据 -
//比如下载一个图片文件，我这里直接给定一个图片路径来模拟下载的情况 -
if (resource.endsWith(".jpg")) { -
transferFileHandle("d://123.jpg", client); -
closeSocket(client); -
continue; -
} else { -
//直接返回一个网页数据 -
//其实就是将html的代码以字节流的形式写到IO中反馈给客户端浏览器。 -
//浏览器会根据http报文“Content-Type”来知道反馈给浏览器的数据是什么格式的，并进行什么样的处理 -
PrintStream writer = new PrintStream(client.getOutputStream(), true); -
writer.println("HTTP/1.0 200 OK");// 返回应答消息,并结束应答 -
writer.println("Content-Type:text/html;charset=utf-8"); -
writer.println(); -
//writer.println("Content-Length:" + html.getBytes().length);// 返回内容字节数 -
writer.println("<html><body>"); -
writer.println("<a href='www.baidu.com'>百度</a>"); -
writer.println("<img src='https://ss0.bdstatic.com/5aV1bjqh_Q23odCf/static/superman/img/logo/bd_logo1_31bdc765.png'></img>"); -
writer.println("</html></body>"); -
//writer.println("HTTP/1.0 404 Not found");// 返回应答消息,并结束应答 -
writer.println();// 根据 HTTP 协议, 空行将结束头信息 -
writer.close(); -
closeSocket(client);//请求资源处理完毕，关闭socket链接 -
continue; -
} -
} -
} catch (Exception e) { -
System.out.println("HTTP服务器错误:" -
+ e.getLocalizedMessage()); -
} -
} -
} catch (Exception e) { -
e.printStackTrace(); -
} -
} -
} -
private void closeSocket(Socket socket) { -
try { -
socket.close(); -
} catch (IOException ex) { -
ex.printStackTrace(); -
} -
System.out.println(socket + "离开了HTTP服务器"); -
} -
private void transferFileHandle(String path, Socket client) { -
File fileToSend = new File(path); -
if (fileToSend.exists() && !fileToSend.isDirectory()) { -
try { -
//根据Socket获取输出流对象，将访问的资源数据写入到输出流中 -
PrintStream writer = new PrintStream(client.getOutputStream()); -
writer.println("HTTP/1.0 200 OK");// 返回应答消息,并结束应答 -
writer.println("Content-Type:application/binary"); -
writer.println("Content-Length:" + fileToSend.length());// 返回内容字节数 -
writer.println();// 根据 HTTP 协议, 空行将结束头信息 -
FileInputStream fis = new FileInputStream(fileToSend); -
byte[] buf = new byte[fis.available()]; -
fis.read(buf); -
writer.write(buf); -
writer.close(); -
fis.close(); -
} catch (IOException e) { -
e.printStackTrace(); -
} -
} -
} -
} -
}
三 实践
1.在浏览器中输入http://localhost:8080/123.jpg 链接，可以看到浏览器里面就将123.jpg下载到本地了。
2.在浏览器中输入一个服务器不能识别的请求后缀比如http://localhost:8080/123.jpg1，可以看到浏览器打开了一个网页。如下图：点击里面的百度链接可以跳转
3.后台tomcat服务器打印的http请求报文
接收到一个客户端的请求
line: GET /123.jpg1 HTTP/1.1
the resource you request is: /123.jpg1
the request method you send is: GET
the Http Header is : Host: localhost:8080
the Http Header is : Connection: keep-alive
the Http Header is : Pragma: no-cache
the Http Header is : Cache-Control: no-cache
the Http Header is : Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,*/*;q=0.8
the Http Header is : Upgrade-Insecure-Requests: 1
the Http Header is : User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/47.0.2526.106 Safari/537.36
the Http Header is : Accept-Encoding: gzip, deflate, sdch
the Http Header is : Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.8
Socket[addr=/0:0:0:0:0:0:0:1,port=57864,localport=8080]离开了HTTP服务器
四 总结
从整个代码和测试情况来看，一次http请求其实就是一次socket套接字的处理。浏览器发起scoket的请求，tomcat服务器接受请求，并根据请求的路径定位客户端需要访问的资源。 只是socket客户端和服务器数据在交互时，都遵守着http协议规范。当然真正的tomcat容器比这个demo实现要复杂的很多，这个简易的tomcat服务器能够帮我们更好的理解tomcat源码。