HTTP（Hypertext Transfer Protocol，超級(jí)文本傳輸協(xié)議）是網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層的協(xié)議，建立在TCP/IP基礎(chǔ)上。HTTP使用可靠的TCP連接，默認(rèn)端口是80端口。HTTP的第1個(gè)版本是HTTP/0.9，后來發(fā)展到了HTTP/1，現(xiàn)在最新的版本是HTTP/2。值得注意的是，在目前的實(shí)際運(yùn)用中，HTTP/2并沒有完全取代HTTP/1，而是這兩種協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)上并存，也就是說，許多Web服務(wù)器和瀏覽器之間既可以通過HTTP/1通信，也可以通過HTTP/2通信。

HTTP/1.1對(duì)應(yīng)的RFC文檔為RFC2616，它對(duì)HTTP/1.1做了詳細(xì)的闡述。HTTP/2對(duì)應(yīng)的RFC文檔為RFC7540，它對(duì)HTTP/2協(xié)議做了詳細(xì)的闡述。

HTTP基于客戶/服務(wù)器模式，客戶端主動(dòng)發(fā)出HTTP請(qǐng)求，服務(wù)器接收HTTP請(qǐng)求，返回HTTP響應(yīng)結(jié)果。HTTP對(duì)HTTP請(qǐng)求以及響應(yīng)的格式做了明確的規(guī)定。

1、Htpp簡(jiǎn)介

當(dāng)用戶打開瀏覽器，輸入一個(gè)URL地址，就能接收到遠(yuǎn)程HTTP服務(wù)器發(fā)送過來的網(wǎng)頁。瀏覽器就是最常見的HTTP客戶程序。如下圖所示，HTTP客戶程序必須先發(fā)出一個(gè)HTTP請(qǐng)求，然后才能接收到來自HTTP服務(wù)器的響應(yīng)。

HTTP客戶程序和HTTP服務(wù)器分別由不同的軟件開發(fā)商提供，它們都可以用任意的編程語言編寫。用VC編寫的HTTP客戶程序能否與用Java編寫的HTTP服務(wù)器順利通信呢？答案是肯定的。HTTP嚴(yán)格規(guī)定了HTTP請(qǐng)求和HTTP響應(yīng)的數(shù)據(jù)格式，只要HTTP服務(wù)器與客戶程序都遵守HTTP，就能彼此看得懂對(duì)方發(fā)送的消息。

1.1、HTTP請(qǐng)求格式

HTTP規(guī)定，HTTP請(qǐng)求由3部分構(gòu)成，分別是：

• 請(qǐng)求方法、URI、HTTP的版本
• 請(qǐng)求頭（Request Header）
• 請(qǐng)求正文（Request Content）

下面是一個(gè)HTTP請(qǐng)求的例子：

1.請(qǐng)求方式、URI、HTTP的版本

HTTP請(qǐng)求的第1行包括請(qǐng)求方式、URI和協(xié)議版本這3項(xiàng)內(nèi)容，以空格分開：

在以上代碼中，“POST” 表示請(qǐng)求方式，“/hello”表示URI，“HTTP/1.1”表示HTTP的版本。

根據(jù)HTTP，HTTP請(qǐng)求可以使用多種請(qǐng)求方式，主要包括以下幾種：

• GET：這種請(qǐng)求方式最為常見，客戶程序通過這種請(qǐng)求方式訪問服務(wù)器上的一個(gè)文檔，服務(wù)器把文檔發(fā)送給客戶程序。
• POST：客戶程序可通過這種方式發(fā)送大量信息給服務(wù)器。在HTTP請(qǐng)求中除了包含要訪問的文檔的URI，還包括大量的請(qǐng)求正文，這些請(qǐng)求正文中通常會(huì)包含大量HTML表單數(shù)據(jù)。
• HEAD：客戶程序和服務(wù)器之間交流一些內(nèi)部數(shù)據(jù)，服務(wù)器不會(huì)返回具體的文檔。當(dāng)使用GET和POST方法時(shí)，服務(wù)器最后都將特定的文檔返回給客戶程序。而HEAD請(qǐng)求方式則不同，它僅僅交流一些內(nèi)部數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)不會(huì)影響用戶瀏覽網(wǎng)頁的過程，可以說對(duì)用戶是透明的。HEAD請(qǐng)求方式通常不單獨(dú)使用，而是為其他請(qǐng)求方式起輔助作用。一些搜索引擎使用HEAD請(qǐng)求方式來獲得網(wǎng)頁的標(biāo)志信息，還有一些HTTP服務(wù)器在進(jìn)行安全認(rèn)證時(shí)，用這個(gè)方式來傳遞認(rèn)證信息。
• PUT：客戶程序通過這種方式把文檔上傳給服務(wù)器。
• DELETE：客戶程序通過這種方式來刪除遠(yuǎn)程服務(wù)器上的某個(gè)文檔?？蛻舫绦蚩梢岳肞UT和DELETE請(qǐng)求方式來管理遠(yuǎn)程服務(wù)器上的文檔。

GET和POST請(qǐng)求方式最常用，而PUT和DELETE請(qǐng)求方式并不常用，因而不少HTTP服務(wù)器并不支持PUT和DELETE請(qǐng)求方式。

統(tǒng)一資源定位符（Universal Resource Identifier，URI）用于標(biāo)識(shí)要訪問的網(wǎng)絡(luò)資源。在HTTP請(qǐng)求中，通常只要給出相對(duì)于服務(wù)器的根目錄的相對(duì)目錄即可，因此以“/”開頭。

HTTP請(qǐng)求的第1行的最后一部分內(nèi)容為客戶程序使用的HTTP的版本。

2.請(qǐng)求頭（Request Header）

請(qǐng)求頭包含許多有關(guān)客戶端環(huán)境和請(qǐng)求正文的有用信息。例如，請(qǐng)求頭可以聲明瀏覽器的類型、所用的語言、請(qǐng)求正文的類型，以及請(qǐng)求正文的長(zhǎng)度等。

3.請(qǐng)求正文（Request Content）

HTTP規(guī)定，請(qǐng)求頭和請(qǐng)求正文之間必須以空行分割（即只有CRLF符號(hào)的行），這個(gè)空行非常重要，它表示請(qǐng)求頭已經(jīng)結(jié)束，接下來是請(qǐng)求正文。請(qǐng)求正文中可以包含客戶以POST方式提交的表單數(shù)據(jù)。

在以上HTTP請(qǐng)求例子中，請(qǐng)求正文只有一行內(nèi)容。在實(shí)際應(yīng)用中，HTTP請(qǐng)求的正文可以包含更多的內(nèi)容。

下面是一個(gè)簡(jiǎn)單的HTTP客戶程序，它發(fā)送的HTTP請(qǐng)求信息就嚴(yán)格遵守上述規(guī)范。

1.2、HTTP響應(yīng)格式

和HTTP請(qǐng)求相似，HTTP響應(yīng)也由3部分構(gòu)成，分別是：

• HTTP的版本、狀態(tài)代碼、描述
• 響應(yīng)頭（Response Header）
• 響應(yīng)正文（Response Content）

下面是一個(gè)HTTP響應(yīng)的例子：

1.HTTP的版本、狀態(tài)代碼、描述

HTTP響應(yīng)的第1行包括服務(wù)器使用的HTTP的版本、狀態(tài)代碼，以及對(duì)狀態(tài)代碼的描述，這3項(xiàng)內(nèi)容之間以空格分割。在本例中，使用HTTP1.1，狀態(tài)代碼為200，該狀態(tài)代碼表示服務(wù)器已經(jīng)成功地處理了客戶端發(fā)出的請(qǐng)求。

狀態(tài)代碼是一個(gè)3位整數(shù)，以1、2、3、4或5開頭：

• 1xx：信息提示，表示臨時(shí)的響應(yīng)。
• 2xx：響應(yīng)成功，表明服務(wù)器成功的接收了客戶端請(qǐng)求。
• 3xx：重定向。
• 4xx：客戶端錯(cuò)誤，表明客戶端可能有問題。
• 5xx：服務(wù)器錯(cuò)誤，表明服務(wù)器由于遇到某種錯(cuò)誤而不能響應(yīng)客戶請(qǐng)求。

以下是一些常見的狀態(tài)代碼：

• 200：響應(yīng)成功。
• 400：錯(cuò)誤的請(qǐng)求?？蛻舭l(fā)送的HTTP請(qǐng)求不正確。
• 404：文件不存在。在服務(wù)器上沒有客戶要求訪問的文檔。
• 405：服務(wù)器不支持客戶的請(qǐng)求方式。
• 500：服務(wù)器內(nèi)部錯(cuò)誤。

2.響應(yīng)頭（Response Header）

響應(yīng)頭也和請(qǐng)求頭一樣包含許多有用的信息，例如服務(wù)器類型、正文類型和正文長(zhǎng)度等。

3.響應(yīng)正文（Response Content）

響應(yīng)正文就是服務(wù)器返回的具體的文檔，最常見的是HTML網(wǎng)頁。

HTTP請(qǐng)求頭與請(qǐng)求正文之間必須用空行分割，同樣，HTTP響應(yīng)頭與響應(yīng)正文之間也必須用空行分隔。

2、創(chuàng)建非阻塞的HTTP服務(wù)器

HTTP服務(wù)器的主要任務(wù)就是接收HTTP請(qǐng)求，然后發(fā)送HTTP響應(yīng)。下圖是我們要介紹的非阻塞的HTTP服務(wù)器范例的模型。

在這個(gè)對(duì)象模型中，HttpServer類是服務(wù)器主程序，由它啟動(dòng)服務(wù)器。AcceptHandler負(fù)責(zé)接收客戶連接，RequestHandler負(fù)責(zé)接收客戶的HTTP請(qǐng)求，對(duì)其解析，然后生成相應(yīng)的HTTP響應(yīng)，再把它發(fā)送給客戶。Request類表示HTTP請(qǐng)求，Response類表示HTTP響應(yīng)，Content類表示HTTP響應(yīng)的正文。

2.1、服務(wù)器主程序：HttpServer類

HttpServer類是服務(wù)器的主程序，僅啟用了單個(gè)主線程，采用非阻塞模式來接收客戶連接，以及收發(fā)數(shù)據(jù)。下面是HttpServer類的源程序。

在HttpServer類的service()方法中，當(dāng)ServerSocketChannel向Selector注冊(cè)接收連接就緒事件時(shí)，設(shè)置了一個(gè)AcceptHandler附件：

AcceptHandler類的handle()方法負(fù)責(zé)處理接收連接就緒事件。當(dāng)某種事件發(fā)生時(shí)，HttpServer類的service()方法從SelectionKey中獲得Handler附件，然后調(diào)用它的handle()方法：

2.2、具有自動(dòng)增長(zhǎng)的緩沖區(qū)的ChannelIO類

自定義的ChannelIO類對(duì)SocketChannel進(jìn)行了包裝，增加了自動(dòng)增長(zhǎng)緩沖區(qū)容量的功能。當(dāng)調(diào)用socketChannel.read(ByteBuffer buffer)方法時(shí)，如果buffer已滿（即position=limit）,那么即使通道中還有未接收的數(shù)據(jù)，read方法也不會(huì)讀取任何數(shù)據(jù)，而是直接返回0，表示讀到了零字節(jié)。

為了能讀取通道中的所有數(shù)據(jù)，必須保證緩沖區(qū)的容量足夠大。在ChannelIO類中，有一個(gè)requestBuffer變量，它用來存放客戶的HTTP請(qǐng)求數(shù)據(jù)，當(dāng)requestBuffer剩余容量已經(jīng)不足5%，并且還有HTTP請(qǐng)求數(shù)據(jù)未接收時(shí)，ChannelIO會(huì)自動(dòng)擴(kuò)充requestBuffer的容量，該功能由resizeRequestBuffer()方法完成。

下面是ChannelIO類的源程序，它的read()方法和write()方法利用SocketChannel來接收和發(fā)送數(shù)據(jù)，并且它還提供了實(shí)用方法transferTo()，該方法能把文件中的數(shù)據(jù)發(fā)送到SocketChannel中。

2.3、負(fù)責(zé)處理各種事件的Handler接口

Handler接口負(fù)責(zé)處理各種事件，它的定義如下：

Handler接口有AcceptHandler和RequestHandler兩個(gè)實(shí)現(xiàn)類。AcceptHandler負(fù)責(zé)處理接收連接就緒事件，RequestHandler負(fù)責(zé)處理讀就緒和寫就緒事件。更確切地說，RequestHandler負(fù)責(zé)接收客戶的HTTP請(qǐng)求，以及發(fā)送HTTP響應(yīng)。

2.4、負(fù)責(zé)處理接收連接就緒事件的AcceptHandler類

AcceptHandler負(fù)責(zé)處理接收連接就緒事件。它獲得與客戶連接的SocketChannel，然后向Selector注冊(cè)讀就緒事件，并且創(chuàng)建了一個(gè)RequestHandler，把它作為SelectionKey的附件。當(dāng)讀就緒事件發(fā)生時(shí)，將由這個(gè)RequestHandler來處理該事件。

在以上AcceptHandler的handle()方法中，還創(chuàng)建了一個(gè)ChannelIO，RequestHandler與它關(guān)聯(lián)。RequestHandler會(huì)利用ChannelIO來接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。

2.5、負(fù)責(zé)接收HTTP請(qǐng)求和發(fā)送HTTP響應(yīng)的RequestHandler類

RequestHandler先通過ChannelIO來接收HTTP請(qǐng)求，當(dāng)接收到了HTTP請(qǐng)求的所有數(shù)據(jù)后，就對(duì)HTTP請(qǐng)求數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，創(chuàng)建相應(yīng)的Request對(duì)象，然后依據(jù)客戶的請(qǐng)求內(nèi)容，創(chuàng)建相應(yīng)的Response對(duì)象，最后發(fā)送Response對(duì)象中包含的HTTP響應(yīng)數(shù)據(jù)。為了簡(jiǎn)化程序，RequestHandler僅僅支持GET和HEAD這兩種請(qǐng)求方式。

2.6、代表HTTP請(qǐng)求的Request類

RequestHandler通過ChannelIO讀取HTTP請(qǐng)求數(shù)據(jù)時(shí)，這些數(shù)據(jù)被放在requestByteBuffer中。當(dāng)HTTP請(qǐng)求的所有數(shù)據(jù)接收完畢，就要對(duì)requestByteBuffer中的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，然后創(chuàng)建相應(yīng)的Request對(duì)象。Request對(duì)象就表示特定的HTTP請(qǐng)求。

本范例僅支持GET和HEAD請(qǐng)求方式，在這兩種方式下，HTTP請(qǐng)求沒有正文部分，并且以“\r\n\r\n”結(jié)尾。Request類有3個(gè)成員變量：action、uri和version，它們分別表示HTTP請(qǐng)求中的請(qǐng)求方式、URI和HTTP的版本。下面是Request類的源程序。

2.7、代表HTTP響應(yīng)的Response類

Response類表示HTTP響應(yīng)。它有3個(gè)成員變量：code、headerBuffer和content，它們分別表示HTTP響應(yīng)中的狀態(tài)代碼、響應(yīng)頭和正文。Response類的prepare()方法負(fù)責(zé)準(zhǔn)備HTTP響應(yīng)的響應(yīng)頭和正文內(nèi)容，send()方法負(fù)責(zé)發(fā)送HTTP響應(yīng)的所有數(shù)據(jù)。下面是Response類的源程序：

2.8、代表響應(yīng)正文的Content接口及其實(shí)現(xiàn)類

Response類有一個(gè)成員變量content，表示響應(yīng)正文，它被定義為Content類型。

Content接口表示響應(yīng)正文，它的定義如下：

Content接口繼承了Sendable接口，Sendable接口表示服務(wù)器端可發(fā)送給客戶的內(nèi)容，它的定義如下：

Content接口有StringContent和FileContent兩個(gè)實(shí)現(xiàn)類。StringContent表示字符串形式的正文，F(xiàn)ileContent表示文件形式的正文。例如在RequestHandler類的build()方法中，如果HTTP請(qǐng)求方式不是GET和HEAD，就創(chuàng)建一個(gè)包含StringContent的Response對(duì)象，否則就創(chuàng)建一個(gè)包含F(xiàn)ileContent的Response對(duì)象。

下面主要介紹FileContent類的實(shí)現(xiàn)。FileContent類有一個(gè)成員變量fileChannel，它表示讀文件的通道。FileContent類的send()方法把fileChannel中的數(shù)據(jù)發(fā)送到ChannelIO的SocketChannel中，如果文件中的所有數(shù)據(jù)發(fā)送完畢，send()方法就返回false。下面是FileContent類的源程序。

2.9、運(yùn)行HTTP服務(wù)器

運(yùn)行命令“java HttpServer”，就啟動(dòng)了HTTP服務(wù)器。在本范例的root目錄下存放了各種供瀏覽器訪問的文檔，比如login.htm、hello.htm和data.rar文件等。打開IE瀏覽器，輸入U(xiǎn)RL：http://localhost/login.htm或者h(yuǎn)ttp://localhost/data.rar，就能接收到服務(wù)器發(fā)送過來的相應(yīng)文檔。如果瀏覽器按照POST方式訪問hello.htm，服務(wù)器就會(huì)返回HTTP405錯(cuò)誤，因?yàn)楸痉?wù)器不支持POST方式。

3、總結(jié)

HTTP是目前使用非常廣泛的應(yīng)用層協(xié)議，它規(guī)定了在網(wǎng)絡(luò)上傳輸文檔（主要是HTML格式的網(wǎng)頁）的規(guī)則。HTTP的客戶程序主要是瀏覽器。瀏覽器訪問一個(gè)遠(yuǎn)程HTTP服務(wù)器上的網(wǎng)頁的步驟如下：

• （1）建立與遠(yuǎn)程服務(wù)器的連接。
• （2）發(fā)送HTTP請(qǐng)求。
• （3）接收HTTP響應(yīng)，斷開與遠(yuǎn)程服務(wù)器的連接。
• （4）展示HTTP響應(yīng)中的網(wǎng)頁內(nèi)容。

HTTP服務(wù)器必須接收HTTP請(qǐng)求，對(duì)它進(jìn)行解析，然后返回相應(yīng)的HTTP響應(yīng)結(jié)果。本章創(chuàng)建了一個(gè)非阻塞的HTTP服務(wù)器，它首先讀取HTTP請(qǐng)求，把它們存放在字節(jié)緩沖區(qū)內(nèi)，當(dāng)緩沖區(qū)的容量不夠時(shí)，會(huì)擴(kuò)充它的容量，以保證容納HTTP請(qǐng)求的所有數(shù)據(jù)。接著，程序把字節(jié)緩沖區(qū)內(nèi)的字節(jié)轉(zhuǎn)換為字符串，對(duì)其進(jìn)行解析，獲得HTTP請(qǐng)求中的請(qǐng)求方式、URI和協(xié)議版本等信息，然后創(chuàng)建相應(yīng)的HTTP響應(yīng)，把它發(fā)送給客戶程序。

到此這篇關(guān)于Java創(chuàng)建非阻塞的HTTP服務(wù)器的實(shí)現(xiàn)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java 非阻塞HTTP服務(wù)器內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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