摘要

web开发一直是行业热门技术，而要做web程序就离不开http服务器，现在主流的http服务器用得最广的如tomcat，apache。还有商用版本的各式各样的http服务器，而在行业类各种微服务，各种web开发技术层出不穷，都是基于这些服务器上的架构上的使用，并没有从本质上提高服务器运行的效率，笔者在研究http服务的过程中，就花了一早上来写了这样一个http服务器展示http服务器工作的流程。

一、什么是http服务器

HTTP服务器一般指网站服务器，是指驻留于因特网上某种类型计算机的程序，可以处理浏览器等Web客户端的请求并返回相应响应，也可以放置网站文件，让全世界浏览；可以放置数据文件，让全世界下载。1目前最主流的三个Web服务器有Tomcat、Apache、 Nginx 。

http服务器用来干什么：

如下图所示，网络通过一个如tomcat一样的http服务器来获取一台计算机上的资源。计算机上的资源可以是计算机能提供的任何服务（包括文件，存储，计算能力等等）。

下图是tomcat中一个http请求的传递过程你，该图在tomcat官网可以找到。

一个请求到响应主要经过了tomcat的Engine->Host->Pipeline->执行servece方法响应http请求。

二、如何自己简单实现一个http服务器

一个简单的实现思路如下，最简单的过程通俗地说就是，请求进来，请求处理器将响应的结果生产出来，再有服务器发出响应。

思路上一定是很简单的，实现一个良好可靠的http服务器确实一件很难的事。有很多复制的问题需要解决，如下：

• 什么样的请求能进来或者说是有效的?(第一层请求拦截)
• 请求的解析和响应结果的生成?(需要精通http协议)
• io模型如何选择，怎样充分利用发挥服务器性能？（涉及多线程，复杂的io模型）
• 可插拔要怎么实现？如tomcat可以通过一个servlet让开发人员进行处理。
• …等等，实现一个http服务器绝对是一件很困难的事，所有网络应用层都是基于这个向上设计的。

三、自己实现的http服务器

说干就干，今早花了一个小时写了一个简单的demo来展示，先看下做出来的效果是什么样的。

先在我项目配置的文件夹下放两张图片

通过浏览器加文件名的方式来访问试试结果：

两张图片现在就可以通过网络来浏览了，怎么样，很神奇对吧，接下来就看下代码是怎么实现的？

四、Http服务器实现（Java）

HttpServer类：具体的server实现，并且将解析方法也在该类下：

import java.io.*;import java.net.ServerSocket;import java.net.Socket;import java.nio.ByteBuffer;import java.nio.channels.FileChannel;import java.util.Properties;/** * Copyright(c)lbhbinhao@163.com * @author liubinhao * @date 2021/1/1 * ++++ ______                           ______             ______ * +++/     /|                         /     /|           /     /| * +/_____/  |                       /_____/  |         /_____/  | * |     |   |                      |     |   |        |     |   | * |     |   |                      |     |   |________|     |   | * |     |   |                      |     |  /         |     |   | * |     |   |                      |     |/___________|     |   | * |     |   |___________________   |     |____________|     |   | * |     |  /                  / |  |     |   |        |     |   | * |     |/ _________________/  /   |     |  /         |     |  / * |_________________________|/b    |_____|/           |_____|/ */public class HttpServer {    public static final String RESOURCE_PATH = "D:/image";    public static void main(String[] args) throws IOException {        ServerSocket server = new ServerSocket(80);        while (true){            Socket client = server.accept();            InputStream inputStream = client.getInputStream();            String s = handleNewClientMessage(inputStream);            Request request = Request.parse(s);            System.out.println(request);            //假设请求的都是文件            String uri = request.getUri();            File file = new File(RESOURCE_PATH + uri);            FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream(file);            FileChannel channel = fileInputStream.getChannel();            ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate((int) file.length());            channel.read(buffer);            buffer.rewind();            Response response = new Response();            response.setTopRow("HTTP/1.1 200 OK");            response.getHeaders().put("Content-Type",readProperties(getType(request.getUri())));            response.getHeaders().put("Content-Length",String.valueOf(file.length()));            response.getHeaders().put("Server","httpserver-lbh");            response.setBody(buffer.array());            response.setOutputStream(client.getOutputStream());            response.setClient(client);            System.out.println(response);            System.out.println(client.isClosed());            //响应客户端            response.service();            inputStream.close();            client.close();        }    }    private static String handleNewClientMessage(InputStream inputStream) throws IOException {        byte[] bytes = new byte[1024];        int read = inputStream.read(bytes);        StringBuilder buffer = new StringBuilder();        if (read != -1) {            for (byte b:bytes) {                buffer.append((char)b);            }        }        return buffer.toString();    }    /**     * 我个人放mimetype文件类型的文件，需要单独修改     */    private static final String MIME_PROPERTIES_LOCATION =            "D:\\individual\\springcloudDemo\\src\\main\\java\\contentype.properties";    public static String readProperties(String key) {        System.out.println(System.getProperty("user.dir"));        Properties prop = new Properties();        try {prop.load(new FileInputStream(MIME_PROPERTIES_LOCATION));            return prop.get(key).toString();        } catch (IOException e) {            e.printStackTrace();        }        return null;    }    public static String getType(String uri) {        System.out.println("uri:" + uri);        String stringDot = ".";        String dot = "\\.";        String[] fileName;        if (uri.contains(stringDot)) {            fileName = uri.split(dot);            return fileName[fileName.length - 1];        }        return null;    }}

Request类，请求进来的形式：

import java.util.Arrays;import java.util.HashMap;import java.util.Map;/** * Copyright(c)lbhbinhao@163.com * @author liubinhao * @date 2021/1/1 * ++++ ______                           ______             ______ * +++/     /|                         /     /|           /     /| * +/_____/  |                       /_____/  |         /_____/  | * |     |   |                      |     |   |        |     |   | * |     |   |                      |     |   |________|     |   | * |     |   |                      |     |  /         |     |   | * |     |   |                      |     |/___________|     |   | * |     |   |___________________   |     |____________|     |   | * |     |  /                  / |  |     |   |        |     |   | * |     |/ _________________/  /   |     |  /         |     |  / * |_________________________|/b    |_____|/           |_____|/ */public class Request {    private String method;    private String uri;    private String version;    private byte[] body;    private Map headers;    public String getMethod() {        return method;    }    public String getUri() {        return uri;    }    public String getVersion() {        return version;    }    public byte[] getBody() {        return body;    }    public Map getHeaders() {        return headers;    }    public void setMethod(String method) {        this.method = method;    }    public void setUri(String uri) {        this.uri = uri;    }    public void setVersion(String version) {        this.version = version;    }    public void setHeaders(Map headers) {        this.headers = headers;    }    public void setBody(byte[] body) {        this.body = body;    }    @Override    public String toString() {        return "Request{" +                "method=" + method + \ +                ", uri=" + uri + \ +                ", version=" + version + \ +                ", body=" + Arrays.toString(body) +                ", headers=" + headers +                };    }    private static final String CONTENT_SEPARATE_SIGN = "\r\n\r\n";    private static final String LINE_SEPARATE_SIGN = "\r\n";    private static final String SPACE_SEPARATE_SIGN = "\\s+";    private static final String KV_SEPARATE_SIGN = ":";    //**********************************解析请求*************************************    private static void parseTopReq(Request req, String[] topReq){        req.setMethod (topReq[0]);        req.setUri    (topReq[1]);        req.setVersion(topReq[2]);    }    private static void parseHeaders(Request req, String[] headerStr){        HashMap headers = new HashMap<>(12);        for (String s : headerStr) {            String[] keyValue = s.split(KV_SEPARATE_SIGN);            headers.put(keyValue[0], keyValue[1]);        }        req.setHeaders(headers);    }    public static Request parse(String reqStr) {        Request req = new Request();        String[] httpInfo = reqStr.split(CONTENT_SEPARATE_SIGN);        if (httpInfo.length==0){            return null;        }        if (httpInfo.length > 1){            req.setBody(httpInfo[1].getBytes());        }        String[] content  = httpInfo[0].split(LINE_SEPARATE_SIGN);        // http first row of a http request        String[] firstRow = content[0].split(SPACE_SEPARATE_SIGN);        // http / get demo_path.type        parseTopReq(req, firstRow);        parseHeaders(req, Arrays.copyOfRange(content,1,content.length));        return req;    }}

Response类，具体响应的结果：

import java.io.IOException;import java.io.OutputStream;import java.net.Socket;import java.util.HashMap;import java.util.Map;/** * Copyright..@lbhbinhao@163.com * Author:liubinhao * Date:2020/12/28 * ++++ ______                           ______             ______ * +++/     /|                         /     /|           /     /| * +/_____/  |                       /_____/  |         /_____/  | * |     |   |                      |     |   |        |     |   | * |     |   |                      |     |   |________|     |   | * |     |   |                      |     |  /         |     |   | * |     |   |                      |     |/___________|     |   | * |     |   |___________________   |     |____________|     |   | * |     |  /                  / |  |     |   |        |     |   | * |     |/ _________________/  /   |     |  /         |     |  / * |_________________________|/b    |_____|/           |_____|/ */public class Response{    private String topRow;    private Map headers = new HashMap<>(12);    private byte[] body;    private int responseCode;    private OutputStream outputStream;    public String getTopRow() {        return topRow;    }    public void setTopRow(String topRow) {        this.topRow = topRow;    }    public Map getHeaders() {        return headers;    }    public void setHeaders(Map headers) {        this.headers = headers;    }    public byte[] getBody() {        return body;    }    public void setBody(byte[] body) {        this.body = body;    }    public OutputStream getOutputStream() {        return outputStream;    }    public void setOutputStream(OutputStream outputStream) {        this.outputStream = outputStream;    }    public int getResponseCode() {        return responseCode;    }    public void setResponseCode(int responseCode) {        this.responseCode = responseCode;    }    public static final byte[] LINE_SEPARATE_SIGN_BYTES    = "\r\n".getBytes();    public static final byte[] KV_SEPARATE_SIGN_BYTES      = ":".getBytes();    private Socket client;    public Socket getClient() {        return client;    }    public void setClient(Socket client) {        this.client = client;    }    //    如果头数据里不包含Content-Length: x 类型为Transfer-Encoding://    chunked 说明响应数据的长度不固定，结束符已"\r\n0\r\n"这5个字节为结束符    public void service() throws IOException {        outputStream.write(this.getTopRow().getBytes());        outputStream.write(LINE_SEPARATE_SIGN_BYTES);        for (Map.Entry entry : this.getHeaders().entrySet()){            outputStream.write(entry.getKey().getBytes());            outputStream.write(KV_SEPARATE_SIGN_BYTES);            outputStream.write(entry.getValue().getBytes());            outputStream.write(LINE_SEPARATE_SIGN_BYTES);        }        outputStream.write(LINE_SEPARATE_SIGN_BYTES);        outputStream.write(this.getBody());        outputStream.flush();    }    @Override    public String toString() {        return "Response{" +                "topRow=" + topRow + \ +                ", headers=" + headers +//                ", body=" + Arrays.toString(body) +                ", responseCode=" + responseCode +                ", client=" + client +                };    }}

mimetype文件，用来判断请求的类型，由于文件太大，只复制一部分，格式都一样：

contentype.properties

mdb=application/x-mdbmfp=application/x-shockwave-flashmht=message/rfc822mhtml=message/rfc822mi=application/x-mimid=audio/midmidi=audio/midmil=application/x-milmml=text/xmlmnd=audio/x-musicnet-downloadmns=audio/x-musicnet-streammocha=application/x-javascriptmovie=video/x-sgi-moviemp1=audio/mp1mp2=audio/mp2mp2v=video/mpegmp3=audio/mp3mp4=video/mp4mpa=video/x-mpgmpd=application/vndms-projectmpe=video/x-mpegmpeg=video/mpgmpg=video/mpgmpga=audio/rn-mpegmpp=application/vndms-projectmps=video/x-mpegmpt=application/vnd

五、总结

实现一个http服务什么是核心呢，就在名字里，就是http协议，http协议本质上就是一个基于文本解析表示特定的语义规则，只要读懂了这些规则就能够理解一个http服务器。

但是要开发一个http服务器这个是远远不够的，还需要高超的编程技艺，个人上述只是一个小demo，看上去好些很简单的样子。在个人github上有一个更加完整的实现，基于nio和多线程，效率更高，实现的更加完善，并且支持断点续传的方式

github地址：

https://github.com/haobinliu/app-server/tree/server-x-test/server-x/src/com/lbh