Java怎麼實作HttpServer模擬前端介面調用

執行結果展示

這裡有兩個簡單的測試展示，最後有更多的測試範例。

存取根目錄，然後會回傳一句話（字串）（注意：那條綠色的龍，只有使用瀏覽器存取才能看到的，圖片本身也是屬於一個請求的。）Content-Type: application/json

# 單獨存取這張圖片，傳回值是圖片（二進位資料）

請求和回應設定檔

所以只要使用者事先設定好請求訊息和回應訊息，在存取特定請求時，就能傳回特定數據。所以，我設計了一個簡單的 xml 檔案用來配置這些訊息，使用 xml 配置比較方便，properties 設定檔無法表達層次訊息，只能適用於簡單的設定要求。

一個大的request_and_responses 代表許多個請求和回應配置，每一個request_and_response 節點代表一個request 請求和response 回應訊息，裡麵包含了請求和回應的基本訊息。 GET 方式請求主要包括：(method) 請求方法 和 (path) 請求路徑和參數。 POST 方法請求也包含一個 （param ）請求參數。 response 包括：content_type（回應內容類型） 和 value（回應內容）。

GET 和POST 方式的差異在於，GET 方式的請求路徑和請求參數是在一起的（都在請求頭中，沒有請求體），而POST 方式的請求參數則是在請求體裡面的，請求頭和請求體之間有一個CRLF 分隔。

xml 檔案

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<request_and_responses>
	<!-- & 需要使用转义字符 & -->
		
	<request_and_response>
		<request>
			<method>GET</method>
			<path>/</path>
		</request>
		<response>
			<content_type>application/json</content_type>
			<value>I love you yesterday and today!</value>
		</response>
	</request_and_response>
	
	<request_and_response>
		<request>
			<method>GET</method>
			<path>/login?account=123&pwd=456</path>
		</request>
		
		<response>
			<content_type>application/json</content_type>
			<value>success</value>
		</response>
	</request_and_response>
	
	<request_and_response>
		<request>
			<method>GET</method>
			<path>/query/龙</path>
		</request>
		<response>
			<content_type>application/json</content_type>
			<value>龙是中国等东亚国家古代神话传说生活于海中的神异生物。</value>
		</response>
	</request_and_response>
	
	<request_and_response>
		<request>
			<method>POST</method>
			<path>/login</path>
			<param>account=123&pwd=456</param>
		</request>
		
		<response>
			<content_type>application/json</content_type>
			<value>{"result":success}</value>
		</response>
	</request_and_response>
	
	
	<request_and_response>
		<request>
			<method>POST</method>
			<path>/login</path>
			<param>workId=12345</param>
		</request>
		
		<response>
			<content_type>application/json</content_type>
			<value>{"result":"success", "data":{"name":"李工", "sex":"男", "age":35}}</value>
		</response> 
	</request_and_response>
	
	
	<request_and_response>
		<request>
			<method>GET</method>
			<path>/pictures/husky.jpeg</path>
		</request>
		
		<response>
			<content_type>image/jpeg</content_type>
			<value>D:/DB/husky.jpeg</value>
		</response> 
	</request_and_response>
	
	<!-- 浏览器访问时的图标 -->
	<request_and_response>
		<request>
			<method>GET</method>
			<path>/favicon.ico</path>
		</request>
		
		<response>
			<content_type>image/webp</content_type>
			<value>D:/DB/favicon.ico</value>
		</response> 
	</request_and_response>
	
</request_and_responses>

xml 映射的實體類別

xml 中的信息，讀取到記憶體中，使用一個實體類別來封裝資訊。

package com.dragon;

public class RequestAndResponse {
	private String method;
	private String path;
	private String param;
	private String content_type;
	private String value;
	
	public String getMethod() {
		return method;
	}
	public void setMethod(String method) {
		this.method = method;
	}
	public String getPath() {
		return path;
	}
	public void setPath(String path) {
		this.path = path;
	}
	public String getParam() {
		return param;
	}
	public void setParam(String param) {
		this.param = param;
	}
	public String getContent_type() {
		return content_type;
	}
	public void setContent_type(String content_type) {
		this.content_type = content_type;
	}
	public String getValue() {
		return value;
	}
	public void setValue(String value) {
		this.value = value;
	}
	
	@Override
	public String toString() {
		return "RequestAndResponse [method=" + method + ", path=" + path + ", param=" + param + ", content_type="
				+ content_type + ", value=" + value + "]";
	}
}

xml 檔案解析器類別

使用一個類別專門解析 xml 檔案為Java 對象，然後使用一個 List 集合來儲存所有的對象。

註：不太會取名字，有點太長了，湊合著看吧！哈哈。 附註：這裡使用一個xml解析的jar套件：dom4j。

package com.dragon;

import java.io.File;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;

import org.dom4j.Document;
import org.dom4j.DocumentException;
import org.dom4j.Element;
import org.dom4j.io.SAXReader;

/**
 * 解析 xml 文件中配置的用户请求和响应数据。
 * */
public class RequestAndResponseResolver {
	private static final String method = "method";
	private static final String path = "path";
	private static final String param = "param";
	private static final String content_type = "content_type";
	private static final String value = "value";
	
	public static List<RequestAndResponse> listRequestAndResponse(String filePath) throws DocumentException{
		File file = new File(filePath); 
		SAXReader reader = new SAXReader();
		Document doc = reader.read(file);
		
		Element root = doc.getRootElement();
		//获取根元素下面所有的子元素，利用迭代器方式
		Iterator<?> it = root.elementIterator();
		
		List<RequestAndResponse> requestAndResponses = new ArrayList<>();
		while (it.hasNext()) {
			//取出元素request_and_response
			Element e = (Element)it.next();
			//依次遍历每一个 request_and_response，获取相应的信息
			Element request = e.element("request");
			Element response = e.element("response");
			
			RequestAndResponse requestAndResponse = new RequestAndResponse();
			requestAndResponse.setMethod(request.elementText(method));
			requestAndResponse.setPath(request.elementText(path));
			requestAndResponse.setParam(request.elementText(param));   //GET 方式，这个属性为 null
			requestAndResponse.setContent_type(response.elementText(content_type));
			requestAndResponse.setValue(response.elementText(value));
			
			requestAndResponses.add(requestAndResponse);
		}
		
		return requestAndResponses;
	}
}

接收請求並處理的部分

#下面介紹一下，使用 Socket 接收並處理請求的部分。 這裡涉及的知識和使用 Socket 基本上都是一樣的，唯一的區別就是對於內容本身的處理，因為內容本身是包含資料和非資料部分的。 （站在 HTTP 的角度，只能看到資料部分。） 使用 Socket 編程，簡單來說就是監聽一個端口，一旦有連接到來，就進行處理。 （這裡使用傳統的 BIO，NIO 那部分我不會。）

這裡我的處理是，使用一個線程池進行處理，每一個連接使用一個線程進行處理。關於這個類別（Server 類別）的完整程式碼，請參見下面。

	public void receive() {
		//使用线程池处理请求
		ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(THREAD_NUMBER);
		
		while (true) {
			try {
				Socket connection = server.accept();
				pool.submit(new UserConnection(connection));
			} catch (IOException e) {
				System.out.println(this.getDate()+" 用户连接断开");
				e.printStackTrace();
			}
		}
	}

接收請求的程式碼：Server 類別

package com.dragon;

import java.io.IOException;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class Server {
	private static final int THREAD_NUMBER = 10;
	private ServerSocket server;
	private int port;
	
	public Server(int port) {
		this.port = port;
	}
	
	//启动服务。
	public void start() {
		try {
			server = new ServerSocket(port);
			System.out.println(this.getDate()+" 服务启动！");
			this.receive();
		} catch (IOException e) {
			System.out.println(this.getDate()+" 服务启动失败！");
			e.printStackTrace();
		}
	}
	
	public void receive() {
		//使用线程池处理请求
		ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(THREAD_NUMBER);
		
		while (true) {
			try {
				Socket connection = server.accept();
				pool.submit(new UserConnection(connection));
			} catch (IOException e) {
				System.out.println(this.getDate()+" 用户连接断开");
				e.printStackTrace();
			}
		}
	}
	
	
	
	private String getDate() {
		String format = "yyyy-MM-dd HH:mm:ss";
		Date now = new Date();
		SimpleDateFormat dateFormat = new SimpleDateFormat(format);
		return dateFormat.format(now);
	}
}

Http 請求訊息從TCP 的層次來看就是一段二進位資料流（網路是分層的），所以我們可以直接使用TCP 接收這個流， 因為涉及二進位資料（如檔案上傳）的報文解析比較複雜，我也不知道該怎麼做，所以這裡我只是測試簡單的不含二進位檔案的請求。 )

註：因為具體的解析也是很複雜的，這涉及到HTTP 報文的結構，但是如果不涉及文件上傳，那麼整個報文都是一些字符數據，所以一次性讀取全部請求報文，然後轉成字串，使用字串來進行解析。

in = connection.getInputStream();
out = connection.getOutputStream();
			
//这个数字是随便设置的，因为要一次性读取整个请求报文，不能太小。（但是其实这个也很大了）
byte[] b = new byte[5*1024];
BufferedInputStream input = new BufferedInputStream(in);
int count = input.read(b);
String requestMessage = new String(b, 0, count);
System.out.println("====================报文分隔符上界===================");
System.out.println(requestMessage);
System.out.println("====================报文分隔符下界===================");

處理請求代碼：UserConnection 類別

請求和回應訊息初始化 說明：使用靜態初始化區塊來初始化訊息，將使用者提前配置好的xml資訊讀取入內存，前面提到這部分。

// 初始化配置好的信息
	static {
		try {
			requestAndResponses = RequestAndResponseResolver.listRequestAndResponse("./src/com/dragon/request_and_response.xml");
		} catch (DocumentException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}

請求處理和取得回應資訊 因為這裡是模擬呼叫，所以我主要關注請求頭中的三個部分資料：請求方法（method）、請求路徑（path）、請求參數（param）。對於 GET 方式和 POST 方式分開進行處理，上面簡單介紹了 GET 和 POST 的區別（但是不夠詳細，可以去參考網上的其它資料了解）。

透過這段程式碼，如果是 GET 方式，就將 RequestAndResponse 物件中的 content_type（傳回值資料型別） 和 value （傳回值資料）取出來，並賦值給局部變數 content_type 和 value。

if ("GET".compareTo(method) == 0) {
	for (RequestAndResponse r : requestAndResponses) {
		//这里需要对 get 方式时的请求进行解码，因为一些非 ASCII 码字符会被编码，比如汉字。
		path = URLDecoder.decode(path, ENCODE);
		if (r.getMethod().equals(method) && r.getPath().equals(path)) {
			content_type = r.getContent_type();
			value = r.getValue();
			break;
		}
	}
} else {
	//POST 方式，请求参数是在请求体中的，请求头和请求体中间有一个换行符。
	String param = requestMessage.substring(requestMessage.lastIndexOf(CRLF) + 2); //这里是不包括 CRLF 的两个字符的。
	for (RequestAndResponse r : requestAndResponses) {                 //因为这个get方式的 参数为空，所以这里必须是 param 在前。
		if (r.getMethod().equals(method) && r.getPath().equals(path) && param.equals(r.getParam())) {
			content_type = r.getContent_type();
			value = r.getValue();
			break;
		}
	}
}

这里介绍一个知识：URL 中的字符是特定的，不允许中文等字符的出现，所以发送请求时会对中文等字符进行编码，如果直接使用 equals 方法的，当然不会相等了，所以需要先对数据进行解码，然后再调用 equals 方法进行处理。这个是我们平时广泛使用 的东西，有时候使用浏览器可以看到带很多奇怪字符 URL，它们都是被处理过的。

举一个简单的例子：

String str = "我爱你";
String en_str = java.net.URLEncoder.encode(str, "UTF-8");
String de_str = java.net.URLDecoder.decode(en_str, "UTF-8");
System.out.println("编码字符：" + en_str);
System.out.println("解码字符：" + de_str);

注意：这里有一个特殊的情况，如果发起了没有配置的请求方法和路径，那么程序会出错。所以，这里的 content_type 和 value 有一个默认的值，而且非常有趣！

执行响应 响应信息主要关注几点：响应信息长度（Content-Length）（按字节数计算）、响应内容类型（Content-Type）。

虽然发送的请求里不能带二进制文件，但是响应信息是可以返回文件的，而且使用 Content-Length （一次性发送），不使用 Chunked 分块发送（这里我还不太明白，而且只是模拟，应该使用一些简单的小文件。）。

下面是区分响应类型为 json （字符串） 还是 文件（二进制数据） 的代码：

如果是字符串，则 value 的值是字符串的值，如果是文件，则 value 的值为一个具体的本地路径。（不应该使用网络图片，即使修改程序可以做到也没有必要，因为这样就需要依赖网络了。）

	//这里我只处理字符串类和文件类两种响应体
	//响应体
	int len = 0;
	String responseBody = null;   //响应值是 json 数据
	File file = null; //响应值是 文件
	if (content_type.equals("application/json")) {  //如果是 json 数据，否则就是 文件类数据（图片、文档或其它文件）
		 responseBody = value;
		 len = responseBody.getBytes().length;   //响应体的字节数，注意是字节数！
	} else {
		 file = new File(value);
		 len = (int) file.length();
	}

然后就可以准备发送响应数据了，下面是发送响应的代码，注意报文的具体结构。

	//响应头
	responseHeader.append("HTTP/1.1").append(BLANK);
	responseHeader.append(200).append(BLANK);
	responseHeader.append("OK").append(CRLF);
	responseHeader.append("Server:"+"CrazyDragon").append(CRLF);
	responseHeader.append("Date:").append(BLANK).append(date).append(CRLF);
	responseHeader.append("Content-Type:").append(BLANK).append(content_type).append(CRLF);
	responseHeader.append("Content-Length:").append(BLANK).append(len).append(CRLF);
	responseHeader.append(CRLF);
	
	//如果 字符串变量 responseBody 不为空，则说明返回值是 json 数据（字符串）
	//否则就是文件类的流了。
	if (responseBody != null) {
		String response = responseHeader.toString() + responseBody;
		out.write(response.getBytes("UTF-8"));    
	} else {
		out.write(responseHeader.toString().getBytes("UTF-8"));  
		
		int hasRead = 0;
		byte[] data = new byte[4*1024];
		try (BufferedInputStream inputStream = new BufferedInputStream(new FileInputStream(file))) {
			while ((hasRead = inputStream.read(data)) != -1) {
				out.write(data, 0, hasRead);
			}
		}
	}
	out.flush();   //必要的刷新流操作。

User Connection 的完整代码：

package com.dragon;

import java.io.BufferedInputStream;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;
import java.net.URLDecoder;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
import java.util.List;
import java.util.Locale;
import java.util.TimeZone;

import org.dom4j.DocumentException;

public class UserConnection implements Runnable{
	private static final String BLANK = " ";
	private static final String CRLF = "\r\n"; //换行符，不能写反了！
	private static final String ENCODE = "UTF-8";
	private static final String default_content_type = "application/json";   //当任何匹配路径都没有时。
	private static final String default_value = "404 NOT FOUND！\n没有找到你配置的请求！";
	
	
	private static List requestAndResponses;
	private Socket connection;
	
	
	// 初始化配置好的信息
	static {
		try {
			requestAndResponses = RequestAndResponseResolver.listRequestAndResponse("./src/com/dragon/request_and_response.xml");
		} catch (DocumentException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
	
	
	
	public UserConnection(Socket connection) {
		this.connection = connection;
	}
	
	@Override
	public void run() {
		InputStream in = null;
		OutputStream out = null;
		try {
			in = connection.getInputStream();
			out = connection.getOutputStream();
			
			//这个数字是随便设置的，因为要一次性读取整个请求报文，不能太小。（但是其实这个也很大了）
			byte[] b = new byte[5*1024];
			BufferedInputStream input = new BufferedInputStream(in);
			int count = input.read(b);
			String requestMessage = new String(b, 0, count);
			System.out.println("====================报文分隔符上界===================");
			System.out.println(requestMessage);
			System.out.println("====================报文分隔符下界===================");

			//以第一个 换行符 CRLF 为界限取出 请求路径和请求参数
			String requestLine = requestMessage.substring(0, requestMessage.indexOf(CRLF));
			String[] line = requestLine.split("\\s");
			String method = line[0];  //考虑大小写。
			String path = line[1];  
			//这个数组是有三个元素，最后一个是 协议的版本，这里不需要，就不处理了。
			String content_type = default_content_type;
			String value = default_value;
			if ("GET".compareTo(method) == 0) {
			//	System.out.println("请求方式：" + method + " 请求路径（含参数）：" + path);
				for (RequestAndResponse r : requestAndResponses) {
					//这里需要对 get 方式时的请求进行解码，因为一些非 ASCII 码字符会被编码，比如汉字。
					path = URLDecoder.decode(path, ENCODE);
					if (r.getMethod().equals(method) && r.getPath().equals(path)) {
						content_type = r.getContent_type();
						value = r.getValue();
						break;
					}
				}
			} else {
				//POST 方式，请求参数是在请求体中的，请求头和请求体中间有一个换行符。
				String param = requestMessage.substring(requestMessage.lastIndexOf(CRLF) + 2); //这里是不包括 CRLF 的两个字符的。
				for (RequestAndResponse r : requestAndResponses) {                 //因为这个get方式的 参数为空，所以这里必须是 param 在前。
					if (r.getMethod().equals(method) && r.getPath().equals(path) && param.equals(r.getParam())) {
						content_type = r.getContent_type();
						value = r.getValue();
						System.out.println(content_type+" "+value);
						break;
					}
				}
			}
		
			StringBuilder responseHeader = new StringBuilder();
			String date = this.getDate();
			
			
			//这里我只处理字符串类和文件类两种响应体
			//响应体
			int len = 0;
			String responseBody = null;   //响应值是 json 数据
			File file = null; //响应值是 文件
			if (content_type.equals("application/json")) {  //如果是 json 数据，否则就是 文件类数据（图片、文档或其它文件）
				 responseBody = value;
				 len = responseBody.getBytes().length;   //响应体的字节数，注意是字节数！
			} else {
				 file = new File(value);
				 len = (int) file.length();
			}
			
			//响应头
			responseHeader.append("HTTP/1.1").append(BLANK);
			responseHeader.append(200).append(BLANK);
			responseHeader.append("OK").append(CRLF);
			responseHeader.append("Server:"+"CrazyDragon").append(CRLF);
			responseHeader.append("Date:").append(BLANK).append(date).append(CRLF);
			responseHeader.append("Content-Type:").append(BLANK).append(content_type).append(CRLF);
			responseHeader.append("Content-Length:").append(BLANK).append(len).append(CRLF);
			responseHeader.append(CRLF);
			
			//如果 字符串变量 responseBody 不为空，则说明返回值是 json 数据（字符串）
			//否则就是文件类的流了。
			if (responseBody != null) {
				String response = responseHeader.toString() + responseBody;
				out.write(response.getBytes("UTF-8"));    
			} else {
				out.write(responseHeader.toString().getBytes("UTF-8"));  
				
				int hasRead = 0;
				byte[] data = new byte[4*1024];
				try (BufferedInputStream inputStream = new BufferedInputStream(new FileInputStream(file))) {
					while ((hasRead = inputStream.read(data)) != -1) {
						out.write(data, 0, hasRead);
					}
				}
			}
			out.flush();   //必要的刷新流操作。
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		} finally {
			try {
				if (in != null)
					in.close();
			} catch (IOException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
	}
	
	private String getDate() {
		Date date = new Date();
		SimpleDateFormat format = new SimpleDateFormat("EEE, d MMM yyyy HH:mm:ss 'GMT'", Locale.CHINA);
		format.setTimeZone(TimeZone.getTimeZone("GMT")); // 设置时区为GMT  
		return format.format(date);
	}
}

主程序类：Main

package com.dragon;

public class Main {
	public static void main(String[] args) {
		Server server = new Server(9000);
		server.start();		
	}
}

更多的测试示例

请求方式：GET 请求路径和参数：/query/龙 预期的响应类型：application/json 预期的响应值：龙是中国等东亚国家古代神话传说生活于海中的神异生物。 测试结果：

请求方式：GET 请求路径和参数：/login?account=123&pwd=456 预期的响应类型：application/json 预期的响应值：success 测试结果：

请求方式：GET 请求路径和参数：/pictures/husky.jpeg 预期的响应类型：image/jpeg 预期的响应值：一张图片（地址为：D:/DB/husky.jpeg）

请求方式：POST 请求路径：/login 请求参数：account=123&pwd=456 预期的响应类型：application/json 预期的响应值：{“result”:success} 测试结果：

注：这是使用 HttpClient 发送的 POST 请求。

接收到的 POST 请求：

接收到的 GET 请求（含中文参数）： /query/龙 注意：“龙” 已经被编码了。

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