搭建简单的Web服务器.ppt

搭建一个简单的服务器,贝毅君 浙江大学软件学院,主要内容,Tomcat总体结构 HTTP请求与响应 Socket与ServerSocket 搭建简单的web服务器,Tomcat是一个基于组件的服务器，它的构成组件都是可配置的，其中最外层的组件是Catalina Servlet容器，其他的组件按照一定的格式要求配置在这个顶层容器中。,Tomcat简介,Tomcat简介,/bin：存放windows或Linux平台上启动和关闭Tomcat的脚本文件 /conf：存放Tomcat服务器的各种全局配置文件，其中最重要的是server.xml和web.xml /doc：存放Tomcat文档 /server：包含三个子目录：classes、lib和webapps /server/lib：存放Tomcat服务器所需的各种JAR文件,Tomcat简介 - 目录结构,/server/webapps：存放Tomcat自带的两个WEB应用admin应用和 manager应用 /common/lib：存放Tomcat服务器以及所有web应用都可以访问的jar文件 /shared/lib：存放所有web应用都可以访问的jar文件（但是不能被Tomcat服务器访问） /logs：存放Tomcat执行时的日志文件,Tomcat简介 - 目录结构,/src：存放Tomcat的源代码 /work：存放JSP产生的servlet文件 /webapps：Tomcat的主要Web发布目录，默认情况下把Web应用文件放于此目录 /helloapp：Web应用的根目录，所有的jsp文件和html文件都在此目录下 /helloapp/WEB_INF：存放该web应用发布时的描述文件web.xml /helloapp/WEB_INF/class：存放各种class文件，Servlet文件也存放于此目录下 /helloapp/WEB_INF/lib：存放各钟Web应用所需要的jar文件。比如可以存放JDBC驱动程序的JAR文件,Tomcat简介 - 目录结构,以helloapp应用为例 helloapp（/webapps/helloapp/Web-INF/下的classes，lib子目录中*.calss及*.jar，仅helloapp可以加载） Bootstrap （$JAVA_HOME/jre/lib/ext/*.jar） System （$CLASSPATH/*.class和CLASSPATH中指定的jar）,Tomcat简介 加载资源顺序,Common （$CATALINA_HOME/common/下的classes，lib，endores子目录中*.class及*.jar） Catalina （$CATALINA_HOME/server/下的classes，lib子目录中*.calss及*.jar，仅Tomcat可以加载） Shared （$CATALINA_HOME/shared/下的classes，lib子目录中*.calss及*.jar，仅所有Web应用可以加载）,Tomcat简介 加载资源顺序,Tomcat总体结构,Tomcat的各个组件是在 conf server.xml文件中配置的，下面通过分析server.xml文件来理解Tomcat的各个组件是如何组织的。,Tomcat总体结构,Tomcat简介,Server组件对应元素，它是配置文件的最顶层元素，代表一个服务器。一个配置文件中只能有一个元素。,Service组件是一些Connector组件的集合，它本身不是一个容器。一个Service组件中只能有一个Engine组件，可以包含多个Connector组件。,Connector组件表示一个接口，通过这个接口接收客户的请求，然户发送给其他的容器组件，最后再把服务器的响应结果传递给客户。,容器类元素：为特定的虚拟主机处理所有客户请求，可包含多个Context,容器类元素：为特定的Service组件处理所有客户请求，可包含多个Host。,容器类元素：为特定的Web应用处理所有客户请求,Tomcat总体结构,Server: 一个Server代表整个Catalina Servlet容器。 Service: 由多个Connector组成，以及一个Engine，处理所有Connector所获得的客户请求。,Tomcat总体结构 基本组件,Connector:一个Connector将在某个指定端口上侦听客户请求，并将获得的请求交给Engine来处理，从Engine处获得回应并返回客户。 TOMCAT有两个典型的Connector Coyote Http/1.1 Connector 在端口8080处侦听来自客户browser的http请求 Coyote JK2 Connector 在端口8009处侦听来自其它WebServer(Apache)的servlet/jsp代理请求,Tomcat总体结构 基本组件,Engine: Engine下可以配置多个虚拟主机Virtual Host，每个虚拟主机都有一个域名。 当Engine获得一个请求时，它把该请求匹配到某个Host上，然后把该请求交给该Host来处理 Engine有一个默认虚拟主机，当请求无法匹配到任何一个Host上的时候，将交给该默认Host来处理。,Tomcat总体结构 基本组件,Host：代表一个Virtual Host，虚拟主机，每个虚拟主机和某个网络域名Domain Name相匹配 每个虚拟主机下都可以部署(deploy)一个或者多个Web App，每个Web App对应于一个Context，有一个Context path 当Host获得一个请求时，将把该请求匹配到某个Context上，然后把该请求交给该Context来处理匹配的方法是“最长匹配”，所以一path=“的Context将成为该Host的默认Context所有无法和其它Context的路径名匹配的请求都将最终和该默认Context匹配,Tomcat总体结构 基本组件,Context: 一个Context对应于一个Web Application，一个Web Application由一个或者多个Servlet组成。 Context在创建的时候将根据配置文件$CATALINA_HOME / conf/ web.xml和$WEBAPP_HOME /WEB-INF/web.xml载入Servlet类。当Context获得请求时，将在自己的映射表(mapping table)中寻找相匹配的Servlet类如果找到，则执行该类，获得请求的回应，并返回。,Tomcat总体结构 基本组件,假设来自客户的请求为： http:/localhost:8080/wsota/wsota_index.jsp 请求被发送到本机端口8080，被在那里侦听的Coyote HTTP/1.1 Connector获得 Connector把该请求交给它所在的Service的Engine来处理，并等待来自Engine的回应 Engine获得请求localhost/wsota/wsota_index.jsp，匹配它所拥有的所有虚拟主机Host,Tomcat处理Http请求过程,Engine匹配到名为localhost的Host（即使匹配不到也把请求交给该Host处理，因为该Host被定义为该Engine的默认主机） localhost Host获得请求/wsota /wsota_index.jsp ，匹配它所拥有的所有Context Host匹配到路径为/wsota的Context（如果匹配不到就把该请求交给路径名为“的Context去处理）,Tomcat处理一个Http请求过程,path=“/wsota“的Context获得请求/wsota_index.jsp，在它的mapping table中寻找对应的servlet Context匹配到URL PATTERN为*.jsp的servlet，对应于JspServlet类 构造HttpServletRequest对象和HttpServletResponse对象，作为参数调用JspServlet的doGet或doPost方法,Tomcat处理一个Http请求过程,Context把执行完了之后的HttpServletResponse对象返回给Host Host把HttpServletResponse对象返回给Engine Engine把HttpServletResponse对象返回给Connector Connector把HttpServletResponse对象返回给客户browser,Tomcat处理一个Http请求过程,Servlet容器是一个复杂的系统，对每个请求，servlet容器会为其完成以下3个操作： 创建一个request对象，用可能会调用的Servlet中使用的信息填充该request对象，如参数、头、cookie、查询字符串、URI等。 创建一个调用Servlet的response对象，用来向Web客户端发送响应。 调用Servlet的service()方法，将request对象和response对象作为参数传入。Servlet从requset对象中读取信息，并通过response对象发送响应信息。,Tomcat总体结构 servlet容器是如何工作的,Tomcat总体结构 Catalina,Catalina是一个设计和开发得十分优美，功能结构也模块化的成熟软件。 Catalina是Tomcat的核心结构。 连接器负责将一个请求与容器相关联。它的工作包括为它接收到的每个HTTP请求创建一个Request对象和一个Response对象。 连接器将处理过程交给容器。容器从连接器中接受到request对象和response对象，并负责调用相对应的Servlet的service()方法。,Http请求,Http请求包含了三部分: 请求方法 URI(统一资源标识符) 协议/版本 请求头 实体 POST /examples/default.jsp HTTP/1.1 Accept: text/plain; text/html Accept-Language: zh-CN, zh Connection: Keep-Alive Host: localhost User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1) AppleWebKit/535.19 (KHTML, like Gecko) Chrome/18.0.1025.162 Safari/535.19 Content-Length: 33 Content-Type: application/x-www-form-urlencoded Accept-Encoding: gzip, deflate lastName=Franks&firstName=Michael,HTTP响应,HTTP响应也包含三部分: 协议 状态码 描述 响应头 响应实体段 HTTP/1.1 200 OK Server: Microsoft-IIS/4.0 Date: Mon, 5 Jan 2004 13:13:33 GMT Content-Type: text/html Last-Modified: Mon, 5 Jan 2004 13:13:12 GMT Content-Length: 112 HTTP Response Example Welcome to Brainy Software ,HTTP Request Header详解(一),HTTP Request Header详解(二),套接字(socket)是网络连接的端点。套接字使应用程序可以从网络中读取数据，可以向网络中写入数据。通过OutputStream发送字符流，通过InputStream接收字符流。 常用构造方法: public Socket(String host, int port) public Socket(InetAddress address, int port) public Socket(String host, int port, InetAddress localAddr,int localPort) InetAddress对象可以进行ip和域名相互查询，通过ip获取时不需要访问DNS服务器， 返回结果包含了主机名的字符串。实用方法如下: InetAddress.getByName(“”),Socket,Socket本地服务器通信Demo,Socket socket = new Socket(““, 8080); boolean autoflush = true; PrintWriter out = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), autoflush); BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream(); out.println(“GET /index.jsp HTTP/1.1“); out.println(“Host: localhost:8080“); out.println(“Connection: Close“); out.println();,发送请求内容,Socket本地服务器通信Demo,boolean loop = true; StringBuffer sb = new StringBuffer(8096); while(loop) if(in.ready() int i = 0; while(i!=-1) i = in.read();sb.append(char)i); loop = false; Thread.currentThread().sleep(50); System.out.println(sb.toString(); socket.close();,获取接收到信息,ServerSocket,ServerSocket类与Socket类不相同, 服务器套接字要等待来自客户端的连接请求。当服务器套接字收到连接请求后，它会创建一个Socket实例来处理与客户端的通信。 构造方法 public ServerSocket(int port, int backLog, InetAddress bindingAddress) 使用示例 new ServerSocket(8080, 1, InetAddress.getByName(“”),搭建简单的web服务器,简单的web服务器示例仅仅需要3个类，仅支持输出静态资源的请求和传入的HTTP请求字节流。 HttpServer类代表web服务器，主函数入口新建实例后一直等待HTTP请求。 Request类代表Http请求。通过parse()方法解析原始数据并通过parseUri()方法将URI变量获取。 Response类代表Http响应。通过setRequest()方法传入Request对象，通过sendStaticResource()方法发送静态资源到浏览器。,HttpServer,public class HttpServer public static final String WEB_ROOT = System.getProperty(“user.dir“) + File.separator + “webroot“; private static final String SHUTDOWN_COMMAND = “/SHUTDOWN“; private boolean shutdown = false; public static void main(String args) HttpServer server = new HttpServer(); server.await(); public void await() / TODO 循环等待服务器请求 ,HttpServer await(),ServerSocket serverSocket = null; int port = 8080; serverSocket = new ServerSocket(port, 1, InetAddress.getByName(““); while (!shutdown) Socket socket = null; InputStream input = null; OutputStream output = null; socket = serverSocket.accept(); input = socket.getInputStream(); output = socket.getOutputStream(); Request request = new Request(input); request.parse(); Response response = new Response(output); response.setRequest(request); response.sendStaticResource(); socket.close(); shutdown = request.getUri().equals(SHUTDOWN_COMMAND); ,解析 请求,接受到/SHUTDOWN命令则结束应用程序,Request,public class Request private InputStream input; private String uri; public Request(InputStream input) this.input = input; public void parse() / TODO 转化InputStream的字节流到字符缓存，并执行解析过程 private String parseUri(String requestString) / TODO 从已转化的字符缓存从获取Uri字符串 public String getUri() return uri; ,Public void parse() StringBuffer request = new StringBuffer(2048); int i; byte buffer = new byte2048; try i = input.read(buffer); catch(IOException e) e.printStackTrace(); for(int j = 0; j i; j+) request.append(char) bufferj); System.out.print(request.toString(); uri = parserUri(request.toString(); ,Request parse(),获取请求字符串中第一个空格和第二个空格之间的字符串,private String parseUri(String requestString) int index1, index2; index1 = requestString.indexOf( ); if (index1 != -1) index2 = requestString.indexOf( , index1 + 1); if (index2 index1) return requestString.substring(index1 + 1, index2); return null; ,Request parseUri(),获取第一个空格的位置,获取index1+1后面的第一个空格的位置,返回index1+1到index2之间的子字符串,为什么这就是URI？,public class Response private static final int BUFFER_SIZE = 1024; Request request; OutputStream output; public Response(OutputStream output) this.output = output; public void setRequest(Request request) this.request = request; public void sendS