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神奇!明明是 socket,被我玩成了 http

神奇!明明是 socket,被我玩成了 http

在,我们已经充分了解了 HTTP 和 Socket 的关系,也了解了 HTTP 报文的格式,为了让小伙伴能够加深对这两个概念的理解,本文我们来看看如何利用 Socket 模拟 HTTP 请求。如果小伙伴们对 HTTP 和 Socket 的关系、HTTP 报文格式尚不熟悉的话,可以参考前面的文章 Http 和 Socket 到底是哪门子亲戚?。

由于 HTTP 是基于 TCP 协议的应用层协议,因此我们可以用更为底层的方式来访问 HTTP 服务,即直接使用 Socket 完成 HTTP 的请求和响应。我们前面说过,HTTP 的任务就是完成数据的包装, Socket 提供了网络的传输能力,所以我们只需要按照 HTTP 报文的格式来组装数据,然后利用 Socket 将数据发送出去,就能得到回应。

POST 请求上传数据

假设我现在有一个数据接口 http://localhost/hello,该接口每次接收一个参数 name ,调用成功之后返回给用户一个 hello:name 字符串,那我们用 Socket 来实现这样一个 HTTP 请求。

首先,我们要先组装出 HTTP 的请求头,如下(如果小伙伴对下面这个请求头有疑问,请复习 Http 和 Socket 到底是哪门子亲戚?一文):

POST /hello HTTP/1.1
Accept:text/html
Accept-Language:zh-cn
Host:localhost

name=张三

我这里为了简单,只添加了三个请求头,然后我们通过 Socket 将上面这个字符串发送出去:

Socket socket=new Socket(InetAddress.getByName("localhost"), 80);
OutputStream os=socket.getOutputStream();
String data="name=张三";
int dataLen=data.getBytes().length;
String contentType="Content-Length:" + dataLen+"\r\n";
os.write("POST /hello HTTP/1.1\r\n".getBytes());
os.write("Accept:text/html\r\n".getBytes());
os.write("Accept-Language:zh-cn\r\n".getBytes());
os.write(contentType.getBytes());
os.write("Host:localhost\r\n".getBytes());
os.write("\r\n".getBytes());
os.write(data.getBytes());
os.write("\r\n".getBytes());
os.flush();

我在 Serlvet 中接收这个请求并作简单处理,如下:

BufferedReader br=new BufferedReader(new InputStreamReader(req.getInputStream(),"UTF-8"));
StringBuffer sb=new StringBuffer();
String str;
while ((str=br.readLine()) !=null) {
    sb.append(str).append("\r\n");
}
System.out.println("sb:"+sb.toString());
resp.setContentType("text/html;charset=utf-8");
PrintWriter out=resp.getWriter();
out.write(sb.toString());
out.flush();
out.close();

然后通过 Socket 中的输入流我就能拿到响应结果,如下:

BufferedReader br=new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
StringBuffer sb=new StringBuffer();
String str;
while ((str=br.readLine()) !=null) {
    sb.append(str).append("\r\n");
}
System.out.println(sb.toString());

响应结果如下:

HTTP/1.1 200 
Content-Type: text/html;charset=utf-8
Transfer-Encoding: chunked
Date: Sun, 03 Dec 2017 10:46:52 GMT

name=张三

这是一个简单的通过 POST 请求下载文本的案例。接下来我们再来一个 GET 请求下载图片的案例,来加深对 Socket 的理解。

GET 请求下载图片

这个实际上也不难,但是要实现图片的下载需要我们首先熟悉HTTP响应的数据格式,不熟悉的小伙伴可以阅读 Http 和 Socket 到底是哪门子亲戚?一文。  

下载图片,响应头是文本文件,响应数据是二进制文件,我们要想办法通过空行将这两块数据分开,分别处理。为了解决这个问题,我首先提供一个工具类,这个工具类用来实现一行一行的解析字节流,如下:  

public class BufferedLineInputStream {
    private InputStream is;

    public BufferedLineInputStream(InputStream is) {
        this.is=is;
    }

    /**
     * @param buf    将数据读入到byte数组中
     * @param offset 数组偏移量
     * @param len    数组长度
     * @return 返回值表示读取到的数据长度 -1表示数据读取完毕,0表示其他异常情况
     */
    public int readLine(byte[] buf, int offset, int len) throws IOException {
        if (len < 1) {
            return 0;
        }
        //count用来统计已经向数组中存储了多少数据
        int count=0, c;
        while ((c=is.read()) !=-1) {
            buf[offset++]=(byte) c;
            count++;
            //如果一行已经读完或者数组已满
            if (c=='\n' || count==len) {
                break;
            }
        }
        return count > 0 ? count : -1;
    }
}

然后将响应中的头信息和图片分别保存在不同的文件中,数据解析的核心思路就是一行一行读取响应数据,当遇到 \r\n 表示头信息已经读取完了,要开始读取二进制数据了,二进制数据读取到之后,将之保存成图片即可。核心代码如下:

fos=new FileOutputStream("E:\333.png");
pw=new PrintWriter(new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("E:\222.txt")));
socket=new Socket(InetAddress.getByName("localhost"), 80);
OutputStream out=socket.getOutputStream();
out.write("GET /1.png HTTP/1.1\r\n".getBytes());
out.write("Accept:text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,*/*;q=0.8\r\n".getBytes());
out.write("Accept-Language:zh-CN,zh;q=0.8,en-US;q=0.5,en;q=0.3\r\n".getBytes());
out.write("Host:localhost\r\n".getBytes());
out.write("\r\n".getBytes());

BufferedLineInputStream blis=new BufferedLineInputStream(socket.getInputStream());
int len;
byte[] buf=new byte[1024];
while ((len=blis.readLine(buf, 0, buf.length)) !=-1) {
    String s=new String(buf, 0, len);
    System.out.println(s);
    if (s.equals("\r\n")) {//表示头信息读取完毕
        break;
    }
}
//开始解析二进制的图片数据
while ((len=blis.readLine(buf, 0, buf.length)) !=-1) {
    fos.write(buf, 0, len);
}

OK,Socket 模拟 HTTP 请求我们就先说到这里,两个案例,希望能够加深小伙伴对 Socket 和 HTTP 的理解。

HTTPS (HyperText Transfer Protocol Secure) 是一种通过 SSL/TLS 加密保护数据传输安全的 HTTP 协议。HTTPS 的加密机制是保证数据在传输过程中不会被窃取、篡改或冒充的关键。

本文将详细介绍 HTTPS 的加密过程及其工作原理。

HTTPS 的加密过程

HTTPS 的加密过程可以分为以下步骤:

  1. 客户端向服务器发送 HTTPS 请求。
  2. 服务器将公钥证书发送给客户端。
  3. 客户端验证服务器的证书。
  4. 如果验证通过,客户端生成一个用于会话的对称密钥。
  5. 客户端使用服务器的公钥对对称密钥进行加密,并将加密后的密钥发送给服务器。
  6. 服务器使用私钥对客户端发送的加密密钥进行解密,得到对称密钥。
  7. 服务器和客户端使用对称密钥进行加密和解密数据传输。

下面我们将详细介绍每个步骤的细节。

步骤1:客户端向服务器发送 HTTPS 请求

当客户端需要从服务器获取数据时,它会向服务器发送一个 HTTPS 请求。这个请求包括请求的 URL、HTTP 请求头和请求体。例如:

GET / HTTP/1.1
Host: www.example.com
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64; rv:60.0) Gecko/20100101 Firefox/60.0
Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,*/*;q=0.8
Accept-Language: en-US,en;q=0.5
Accept-Encoding: gzip, deflate, br
Connection: keep-alive
Upgrade-Insecure-Requests: 1

步骤2:服务器将公钥证书发送给客户端

当服务器接收到 HTTPS 请求后,它会将公钥证书发送给客户端。公钥证书中包含了服务器的公钥、服务器的域名、证书颁发机构、证书有效期等信息。

客户端接收到证书后,会从中提取出服务器的公钥。

步骤3:客户端验证服务器的证书

客户端接收到服务器的证书后,会对其进行验证,以确保该证书是由可信任的证书颁发机构颁发的,并且证书中的域名和服务器的实际域名一致。

如果证书验证失败,客户端会中断连接。如果验证通过,客户端会生成一个用于会话的对称密钥。

步骤4:客户端生成一个用于会话的对称密钥

客户端生成一个用于会话的对称密钥。对称密钥是一种加密方式,它使用相同的密钥进行加密和解密。这个密钥只存在于客户端和服务器之间,因此被称为“对称”。

步骤5:客户端使用服务器的公钥对对称密钥进行加密,并将加密后的密钥发送给服务器

客户端使用服务器的公钥对对称密钥进行加密,并将加密后的密钥发送给服务器。在这个过程中,客户端和服务器都知道对称密钥,但是只有客户端知道对称密钥的值。

步骤6:服务器使用私钥对客户端发送的加密密钥进行解密,得到对称密钥

服务器使用私钥对客户端发送的加密密钥进行解密,得到对称密钥。由于私钥只在服务器端保存,因此只有服务器才能解密客户端发送的加密密钥,并得到对称密钥的值。

步骤7:服务器和客户端使用对称密钥进行加密和解密数据传输

服务器和客户端使用对称密钥进行加密和解密数据传输。这个对称密钥只存在于客户端和服务器之间,因此对数据的加密和解密只有客户端和服务器可以进行。

HTTPS 的工作原理

HTTPS 的加密过程基于公钥密码学和对称密钥密码学。

在 HTTPS 的加密过程中,公钥密码学用于保护对称密钥的安全传输,而对称密钥密码学用于加密和解密数据传输。

公钥密码学是一种密码学技术,它使用一对密钥(公钥和私钥)来加密和解密数据。公钥可以被任何人获得并用于加密数据,但是只有私钥的拥有者才能解密数据。

在 HTTPS 的加密过程中,服务器使用公钥加密对称密钥,客户端使用私钥解密对称密钥。这样就可以保证对称密钥在传输过程中不会被窃取、篡改或冒充。

对称密钥密码学是一种密码学技术,它使用相同的密钥进行加密和解密数据。在 HTTPS 的加密过程中,客户端和服务器都知道对称密钥的值,因此可以使用对称密钥对数据进行加密和解密。

对称密钥密码学的优点是加密和解密速度快,但是对称密钥的安全传输是一个问题。因此,在 HTTPS 的加密过程中,公钥密码学用于保护对称密钥的安全传输,保证数据在传输过程中不会被窃取、篡改或冒充。

结论

HTTPS 加密是保证数据传输安全的关键。在 HTTPS 的加密过程中,公钥密码学用于保护对称密钥的安全传输,对称密钥密码学用于加密和解密数据传输。

HTTPS 加密的过程中,客户端和服务器之间建立了一个安全的通信通道。在这个通道中,数据被加密传输,确保了数据在传输过程中的机密性、完整性和真实性。

在今天的互联网时代,数据安全越来越受到重视。HTTPS 加密作为一种保证数据传输安全的技术,已经成为现代互联网通信的标准之一。通过了解 HTTPS 加密的工作原理,我们可以更好地理解互联网通信的安全性,并且能够更好地保护自己的数据安全。

、Tomcat原理理论介绍

1.1 Tomcat简介

Tomcat 服务器是一个免费的开放源代码的Web 应用服务器,属于轻量级应用服务器,在中小型系统和并发访问用户不是很多的场合下被普遍使用,是开发和调试JSP 程序的首选。对于一个初学者来说,可以这样认为,当在一台机器上配置好Apache 服务器,可利用它响应HTML(标准通用标记语言下的一个应用)页面的访问请求。实际上Tomcat是Apache 服务器的扩展,但运行时它是独立运行的,所以当你运行tomcat 时,它实际上作为一个与Apache 独立的进程单独运行的。

1.1.1Tomcat目录结构

目录说明bin主要存放编译后的代码的地方,startup.bat、shutdown.bat分别对应windows版本的启动和关闭conf主要存放配置文件目录,context.xml 存放上下文的配置信息,logging.properties存放日志配置信息,server.xml指定服务端的一些配置信息比如端口号,web.xml指定一些Servlet的配置文件lib存储一些依赖的jar包(tomcat也是java开发的)Logs存放日志相关的包temp存放一些临时文件的包webapps主要存放解压之后的war的项目信息Work工作相关的信息

1.2 请求处理流程

1.2.1计算机的网络通信模型



应用层

不同计算机上应用之间的通信,来解决通信双方数据传输的问题。或者说不同计算机上对应的应用进程之间的通信。支持的协议有:HTTP FTP TFTP SMTP SNMP DNS TELNET HTTPS DHCP等。(协议)

表示层

用来规定传输的数据格式以及加解密,格式有,JPEG、ASCll、DECOIC、加密格式等。【在四层模型里面已经合并到了应用层】

会话层

用来规定开始、控制和终止一个会话。对应主机的进程,指本地主机与远程主机正在进行的会话。【在四层模型里面已经合并到了应用层】

传输层

规定传输数据的协议端口号,以及流控和差错校验。支持的协议有:TCP UDP等,数据包一旦离开网卡即进入网络传输层。指定IO模型 BIO NIO AIO等

网络层

进行逻辑地址寻址,实现不同网络之间的路径选择。(路由选择) 协议有:ICMP IGMP IP(IPV4 IPV6) ARP RARP。

数据链路层

建立逻辑连接、进行硬件地址寻址、差错校验等功能。(由底层网络定义协议,ATM,FDDI等)将比特组合成字节进而组合成帧,用MAC地址访问介质,能错误发现但不能纠正。

物理层

建立、维护、断开物理连接。(由底层网络定义协议,RJ45,802.3等)【在四层模型里面已经合并到了数据链路层】

1.2.2浏览器访问服务器流程

http请求处理过程



第2步是先建立连接,进行3次握手。

1.3 Tomcat 系统总体架构

1.3.1Tomcat处理请求大致流程

因为Tomcat可以处理Http请求,因此称Tomcat为Http服务器。

如果我们直接从浏览器发送请求,Tomcat直接接收请求,并将请求转发到对应的java程序的话,也可以实现请求处理,但是耦合度非常高,因此Tomcat的做法是在接收到http请求之后,将请求转发给servlet容器,由servlet容器在进行处理并转发到对应的java程序。

因此在Tomcat内部也实现了Servlet规范。(Servlet接?和Servlet容器这?整套内容叫作Servlet规范。

因此Tomcat有两个身份:

1、Http服务器

2、Servlet容器



1.3.2Tomcat Servlet容器处理过程


步骤说明:

1)Tomcat中Http服务器模块会接收到原始的请求参数Request,封装ServletRequest准备请求Servlet容器

2)将请求转发到Servlet容器中定位Servlet(URL和Servlet的映射关系,找到相应的Servlet)

3)如果Servlet还未加载,利用反射机制创建Servlet,并调用Servlet的init初始化方法

4)获取到具体的Servlet实例之后直接调用对应的业务处理方法执行业务

5)将处理好的响应结果封装成ServletResponse

6)Http服务器在将ServletResponse对象封装成原生的Response相应到浏览器

1.3.3Tomcat系统总体架构总结


Tomcat中包括两大核心组件:

连接器(Connector)组件,容器(Container)组件。(还包括其他组件)

连接器(Connector)组件主要作用:处理Socket连接,负责?络字节流与Request和Response对象的转化。【与客户端交互】

容器(Container)组件主要作用:加载和管理Servlet,处理Request请求;

1.4Tomcat组件

1.4.1连接器组件 Coyote

1)Coyote简介

Coyote是Tomcat中连接器的组件名称,是对应的接口。客户端通过Coyote与服务器建立连接、发送请求并接受响应。

2)主要职责

1)Coyote封装了底层网络通信(Socket请求及相应处理)

2)Coyote使Container容器组件与具体的请求协议及IO操作?式完全解耦

3)Coyote将Socket输入转换封装为Request对象,并进一步封装成ServletRequest交给Container容器进行处理,处理完成后返回ServletResponse给Coyote,Coyote将对象转换成Response对象将结果写入输出流。

4)Coyote负责的是具体协议(应?层)和IO(传输层)相关内容。

3)Tomcat Coyote支持的IO模型与协议

支持的协议

应用层应用层描述描述HTTP/1.1大部分Web应用采用的协议【Tomcat8.x默认协议】AJPAJP定向包协议,实现对静态资源的优化以及集群的部署。HTTP/2HTTP2.0大幅度提升了web性能,属于下一代的HTTP协议但是用的很少。

支持的IO

传输层IO模型描述NIO同步非阻塞I/O、采用javaNIO类库实现【Tomcat8默认IO模型】NIO2异步非阻塞I/O、采用jdk7的NIO类库实现APR采用Apache可移植运行库实现,是C/C++编写的本地库,如果使用需要单独安装APR库。

Tomcat在8.0之前默认使用的是BIO。如果使用APR性能可能达到Apache Http Server的性能。

4)Coyote内部组件



Coyote组件其中包括EndPoint组件、Processor组件、Adapter组件。

EndPoint:EndPoint 是 Coyote 通信端点,即通信监听的接?,是具体Socket接收和发送处理器,是对传输层的抽象,因此EndPoint?来实现TCP/IP协议的。

Processor:Processor 是Coyote 协议处理接?,如果说EndPoint是?来实现TCP/IP协议的,那么Processor?来实现HTTP协议,Processor接收来?EndPoint的Socket,读取字节流解析成Tomcat的 Request和Response原生对象。

Adapter:Tomcat Request对象不是标准的ServletRequest,不能?Tomcat Request作为参数来调?容器。Tomcat设计者的解决?案是引?CoyoteAdapter,将参数转换成ServlerRequest对象。


ProtocolHandler:由Endpoint 和 Processor组成,Tomcat 按照协议和I/O 提供了6个实现类 : AjpNioProtocol,AjpAprProtocol,AjpNio2Protocol,Http11NioProtocol,Http11Nio2Protocol,Http11AprProtocol。

1.4.2Tomcat Catalina组件


1)Catalina组件地位

本来Catalina组件只是Servlet容器的一个组件,而Tomcat是由一些列组件组成,组件可以在conf/server.xml文件中配置。Catalina在Tomcat中的地位非常的核心,因此经常把tomcat的一个实例当作一个Catalina实例。



2)Catalina结构



整个Tomcat就相当于一个Catalina实例,Tomcat启动的时候会先初始化这个实例Catalina,Catalina实例对象通过加载server.xml完成其他实例的创建,创建并管理?个Server,Server创建并管理多个服务,每个服务?可以有多个Connector和?个Container。


对应关系:一个Tomcat对应一个Catalina,对应一个Server,对应多个Service。每一个Service实例有多个Connector和一个Container实例。

Catalina:负责解析Tomcat的配置?件(server.xml) , 以此来创建服务器Server组件并进?管理

Server:Server是整个Catalina Servlet容器以及其它组件,作用负责组装并启动Servlaet引擎,Tomcat连接器。Server通过实现Lifecycle接?,提供了?种优雅的启动和关闭整个系统的?式。

Service:Service是Server内部的组件,?个Server包含多个Service。它将若?个Connector组件绑定到?个Container。

Container:容器,负责处理?户的servlet请求,并返回对象给web?户的模块。


3)Container 组件介绍

Container组件其中包括Engine、Host、Context、Wrapper4种组件,他们之间是父子关系。Tomcat通过分层的架构,让Servlet容器具有很好的灵活性。



Engine:表示整个Servlet容器的引擎,用来管理多个虚拟站点,一个Service只能有一个Engine。

Host:代表一个虚拟主机,或者说一个站点,可以配置多个虚拟主机地址,一个Engine可以有多个Host。

Context:表示一个Web应用服务器,一个Host下可以包含多个Context。

Wrapper:表示一个Servlet, 一个Context中可以包括多个Wrapper。

2、Tomcat核心配置

思考:

去哪儿配置?->conf/server.xml中

怎么配置?

2.1server.xml配置详解

2.1.1server配置文件概述

server.xml中包括Server根标签,Listener,GlobalNamingResources,Service

Server标签:主要用来创建一个server实体对象

Listener标签:定义监听器

GlobalNamingResources 标签:定义服务器的全局JNDI(Java Naming and Directory Interface 标准的Java命名系统接口)资源。

Service标签:定义?个Service服务,?个Server标签可以有多个Service服务实例


Server.xml整体结构

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!--
port:关闭服务器的监听端?
shutdown:关闭服务器的指令字符串
-->
<Server port="8005" shutdown="SHUTDOWN">
    <!-- 以?志形式输出服务器 、操作系统、JVM的版本信息 -->
    <Listener className="org.apache.catalina.startup.VersionLoggerListener" />
    <!-- Security listener. Documentation at /docs/config/listeners.html
    <Listener className="org.apache.catalina.security.SecurityListener" />
    -->
    <!--APR library loader. Documentation at /docs/apr.html -->
    <!-- 加载(服务器启动) 和 销毁 (服务器停?) APR。 如果找不到APR库, 则会输出?志, 并
    不影响 Tomcat启动 -->
    <Listener className="org.apache.catalina.core.AprLifecycleListener"
              SSLEngine="on" />
    <!-- Prevent memory leaks due to use of particular java/javax APIs-->
    <!-- 避免JRE内存泄漏问题 -->
    <Listener className="org.apache.catalina.core.JreMemoryLeakPreventionListener" />
    <!-- 加载(服务器启动) 和 销毁(服务器停?) 全局命名服务 -->
    <Listener className="org.apache.catalina.mbeans.GlobalResourcesLifecycleListener" />
    <!-- 在Context停?时重建 Executor 池中的线程, 以避免ThreadLocal 相关的内存泄漏 -->
    <Listener className="org.apache.catalina.core.ThreadLocalLeakPreventionListener" />
    <!-- Global JNDI resources
    Documentation at /docs/jndi-resources-howto.html
    GlobalNamingResources 中定义了全局命名服务
    -->
    <GlobalNamingResources>
        <!-- Editable user database that can also be used by
        UserDatabaseRealm to authenticate users
        -->
        <Resource name="UserDatabase" auth="Container"
                  type="org.apache.catalina.UserDatabase"
                  description="User database that can be updated and saved"
                  factory="org.apache.catalina.users.MemoryUserDatabaseFactory"
                  pathname="conf/tomcat-users.xml" />
    </GlobalNamingResources>
    <!-- A "Service" is a collection of one or more "Connectors" that share
    a single "Container" Note: A "Service" is not itself a "Container",
    so you may not define subcomponents such as "Valves" at this level.
    Documentation at /docs/config/service.html
    -->
    <Service name="Catalina">
        ...
    </Service>
</Server>


2.1.2Service标签

<Server port="8005" shutdown="SHUTDOWN">
   ....
    <Service name="Catalina">
        <!--为Connector创建一个线程池-->
        <!--
        <Executor name="tomcatThreadPool" namePrefix="catalina-exec-"
            maxThreads="150" minSpareThreads="4"/>
        -->
        <!--创建一个监听8080的连接器组件 -->
        <Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1"
                   connectionTimeout="20000"
                   redirectPort="8443" />
        <!-- 创建连接池的连接器 -->
        <!--
        <Connector executor="tomcatThreadPool"
                   port="8080" protocol="HTTP/1.1"
                   connectionTimeout="20000"
                   redirectPort="8443" />
        -->

        <!-- 创建一个监听8009的ajp的connector -->
        <Connector port="8009" protocol="AJP/1.3" redirectPort="8443" />

        <!--创建引擎 管理 多个Host-->
        <Engine name="Catalina" defaultHost="localhost">
            <!--配置集群-->
            <!--
            <Cluster className="org.apache.catalina.ha.tcp.SimpleTcpCluster"/>
            -->
            <Realm className="org.apache.catalina.realm.LockOutRealm">
                <Realm className="org.apache.catalina.realm.UserDatabaseRealm"
                       resourceName="UserDatabase"/>
            </Realm>

            <!--host来管理各个Servlet-->
            <Host name="localhost"  appBase="webapps"
                  unpackWARs="true" autoDeploy="true">
                <!--servlet-->
                <Valve className="org.apache.catalina.valves.AccessLogValve" directory="logs"
                       prefix="localhost_access_log" suffix=".txt"
                       pattern="%h %l %u %t "%r" %s %b" />

            </Host>
        </Engine>
    </Service>
</Server>

Service标签包括Executor 、Connector、Engine、Host等子标签。


Executor标签

	<Executor 
          name="commonThreadPool"  <!--指定当前线程的名字 相当于Id-->
          namePrefix="thread-exec-" <!-- namePrefix 给线程指定前缀名字 -->
          maxThreads="200"  <!--指定最大线程数 -->
          minSpareThreads="100" <!-- 指定核心线程数 -->
          maxIdleTime="60000" <!-- 指定线程空闲时间 超过该时间线程被自动销毁单位是毫秒 -->
          maxQueueSize="Integer.MAX_VALUE"  <!-- 阻塞队列的大小最大值 -->
          prestartminSpareThreads="false" <!--确定线程池时是否启动核心线程-->
          threadPriority="5" <!--线程中的优先级默认是5 取值范围是1到10 -->
          className="org.apache.catalina.core.StandardThreadExecutor" <!-- 自定义线程池类路径 -->
         />

Executor主要作用是来创建一个线程池,用于连接器Connector使用。

Connector标签

<Connector 
        port="8080" <!--监听的端口号--> 
        protocol="HTTP/1.1"  
        connectionTimeout="20000" <!--连接超时时间单位毫秒-->
        redirectPort="8443" />

protocol="HTTP/1.1": 当前Connector?持的访问协议。 默认为 HTTP/1.1 ,并采??动切换机制选择?个基于 JAVANIO 的链接器或者基于本地APR的链接器(根据本地是否含有Tomcat的本地库判定)

redirectPort="8443":当前Connector 不?持SSL请求, 接收到了?个请求, 并且也符合security-constraint 约束,需要SSL传输,Catalina?动将请求重定向到指定的端?。

URIEncoding="UTF-8":?于指定编码URI的字符编码, Tomcat8.x版本默认的编码为 UTF-8 , Tomcat7.x版本默认为ISO-8859-1。

executor="commonThreadPool":指定共享线程池的名称,也可以通过maxThreads、minSpareThreads 等属性配置内部线程池。

内部线程Demo

	<Connector port="8080"
           protocol="HTTP/1.1"
           executor="commonThreadPool"
           maxThreads="1000"
           minSpareThreads="100"
           acceptCount="1000"
           maxConnections="1000"
           connectionTimeout="20000"
           compression="on"  <!--是否压缩数据, on是开启压缩 off关闭-->
           compressionMinSize="2048" <!--压缩的最小容量-->
           disableUploadTimeout="true" <!--是否允许Servlet容器,正在执行使用一个较长的连接超时-->
           redirectPort="8443"
           URIEncoding="UTF-8" />

Engine 标签

	<Engine name="Catalina" defaultHost="localhost">
    ...
	</Engine>

name属性: ?于指定Engine 的名称, 默认为Catalina

defaultHost:默认使?的虚拟主机名称, 当客户端请求指向的主机?效时, 将交由默认的虚拟主机处

理, 默认为localhost。

Host标签

<Host name="localhost2"  appBase="webapps2"
      unpackWARs="true" autoDeploy="true">

     <!--用来指定日志配置文件地址 valve-->
    <Valve className="org.apache.catalina.valves.AccessLogValve" directory="logs"
           prefix="localhost_access_log" suffix=".txt"
           pattern="%h %l %u %t "%r" %s %b" />

</Host>

Host标签属于engine的子标签,主要配置虚拟主机的。默认可以配置多个,appBase假如不配置context默认访问ROOT文件下的应用。

name:用于指定虚拟主机。

appBase:对应的配置路径

unpackWARs:解压war包默认为true

autoDeploye:自动提交


Context 标签

<Context docBase="/Users/demo/web_demo" path="/web3"></Context>

Context属于Host的子标签,主要用来映射应用所在的文件,比如上边的访问uri是web3映射到 /Users/demo/web_demo文件夹下。

docBase:Web应??录或者War包的部署路径。可以是绝对路径,也可以是相对于Host appBase的相对路径。

path:Web应?的Context 路径。如果我们Host名为localhost, 则该web应?访问的根路径为:localhost:8080/web3。

3、手写简易版本Tomcat

3.1分析

手写一个Tomcat名称叫做Minicat,需求:可以接收浏览器的http请求,并进行请求处理,处理之后将结果返回给浏览器客户端。

1)提供服务,接收请求(Socket通信)

2)请求信息封装成Request对象(Response对象)

3)客户端请求资源,资源分为静态资源和动态资源

4)将资源返回给客户端

3.2 V1版本Code

public class Bootstrap {

    //自定义端口号
    public static final int port=8080;

    //启动方法
    private void start() throws IOException {
        ServerSocket serverSocket=new ServerSocket(port);
        System.out.println("启动成功,端口号:" + port);
        while (true) {
            Socket accept=serverSocket.accept();

            OutputStream outputStream=accept.getOutputStream();
            String content="Hello Word !";
            String retResult=HttpProtocolUtil.getHeader200(content.getBytes().length) + content;
            outputStream.write(retResult.getBytes());

            outputStream.close();
        }

    }

    public static void main(String[] args) {
        Bootstrap bootstrap=new Bootstrap();
        try {
            bootstrap.start();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}


封装相应头工具类

public class HttpProtocolUtil {
 /**
     * 获取200响应结果
     */
 public static String getHeader200(int size){
        return "HTTP/1.1 200 OK \n" +
                "Content-Type: text/html \n" +
                "Content-Length: " + size + " \n" +
                "\r\n";
    }

 /**
     * 获取404响应结果
     */
 public static String getHeader404(){
        String str404="<p1>404 Not Found</p1>";
        return "HTTP/1.1 404 Not Found \n" +
                "Content-Type: text/html \n" +
                "Content-Length: " + str404.length() + " \n" +
                "\r\n" + str404;
    }
}

总结:V1版本的代码比较简单,就是简单在页面上写输入一个8080返回一个Hello Minicat但是需要注意在返回结果中必须添加上html响应头信息浏览器才能显示

3.3 V2版本Code

要求:能够输出静态资源文件。

3.3.1 观察请求参数

private void start() throws IOException {
    ServerSocket serverSocket=new ServerSocket(port);
    while (true){
        Socket socket=serverSocket.accept();
        InputStream inputStream=socket.getInputStream();

        //防止网络波动读取不到参数
        int count=0;
        while (count==0) {
            count=inputStream.available();
        }

        byte[] bytes=new byte[count];
        inputStream.read(bytes);
        System.out.println(new String(bytes));

        socket.close();
    }
}

打印的参数

GET / HTTP/1.1

Host: localhost:8080

Connection: keep-alive

Cache-Control: max-age=0

Upgrade-Insecure-Requests: 1

User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/81.0.4044.122 Safari/537.36

Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,image/apng,*/*;q=0.8,application/signed-exchange;v=b3;q=0.9

Sec-Fetch-Site: none

Sec-Fetch-Mode: navigate

Sec-Fetch-User: ?1

Sec-Fetch-Dest: document

Accept-Encoding: gzip, deflate, br

Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.9

只提取一些有用的请求信息,比如GET、/ 路径信息、参数信息。来封装成Request对象和Response对象。

3.3.2完成V2版本的Code

Bootstrap启动类

public class Bootstrap {
    private static final int port=8080;

    public static void main(String[] args) {
        Bootstrap bootstrap=new Bootstrap();
        try {
            bootstrap.start();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

 /**
     * V2.0版本
     */
 private void start() throws IOException {
        ServerSocket serverSocket=new ServerSocket(port);
        System.out.println("启动成功");

        while (true){
            Socket socket=serverSocket.accept();
            InputStream inputStream=socket.getInputStream();
            OutputStream outputStream=socket.getOutputStream();

            //获取到输入输出对象
            Request request=new Request(inputStream);
            Response response=new Response(outputStream);

            //将结果写到输出流中
            response.outputHtml(request.getUrl());

            //一定要把socket关闭
            socket.close();
        }
    }
}

Request对象

@Data
@NoArgsConstructor
public class Request {
    //请求方式GET、POST
    private String methodType;
    //请求URL
    private String url;
    //输入流
    private InputStream inputStream;


 /**
     * 构造器
     */
 public Request(InputStream inputStream) throws IOException {
        this.inputStream=inputStream;
        parseInputParam(inputStream);
    }

    //解析参数
    private void parseInputParam(InputStream inputStream) throws IOException {
        //只提取第一行
        int length=0;
        while (length==0){
            length=inputStream.available();
        }
        byte[] bytes=new byte[length];
        inputStream.read(bytes);
        String inputStr=new String(bytes);
        //截取出来 GET / HTTP/1.1
        String[] split=inputStr.split("\\n");
        String[] infoArr=split[0].split(" ");
        this.methodType=infoArr[0];
        this.url=infoArr[1];

        System.out.println("=====>>method:" + methodType);
        System.out.println("=====>>url:" + url);
    }
}

Response响应对象

@Data
@AllArgsConstructor
@NoArgsConstructor
public class Response {
    private OutputStream outputStream;

    //V2版本只输出静态资源文件
    public void outputHtml(String path) throws IOException {
        //获取到文件的绝对路径
        String absolutePath=StaticResourceUtil.getAbsolutePath(path);
        File file=new File(absolutePath);
        if (file.exists() && file.isFile()) {

            //调用工具类输出文件
            StaticResourceUtil.outputStaticResource(new FileInputStream(file), outputStream);
        }else{
            //404 Not Found
            output(HttpProtocolUtil.getHeader404());
        }
    }

    //输出文件
    private void output(String path) throws IOException {
        outputStream.write(path.getBytes());
    }
}


静态资源处理工具

public class StaticResourceUtil {

 /**
     * 获取到文件的绝对路径并且替换\\为/方便linux识别
     */
 public static String getAbsolutePath(String path) {
        //获取到当前的绝对路径
        String absolutePath=StaticResourceUtil.class.getResource("/").getPath();
        return (absolutePath + path).replaceAll("\\\\", "/");
    }

 /**
     * 根据输入流 对文件进行输出
     *
     * @param inputStream  输入流
     * @param outputStream 输出流
     */
 public static void outputStaticResource(InputStream inputStream, 
                                               OutputStream outputStream) throws IOException {
        //缓冲区
        int buffer=1024;
        int actualOutSize=0;

        //获取需要输出文件流的长度
        int outputSize=0;
        while (outputSize==0){
            outputSize=inputStream.available();
        }

        //输出请求头
        outputStream.write(HttpProtocolUtil.getHeader200(outputSize).getBytes());

        byte[] bytes=new byte[buffer];
        while (actualOutSize < outputSize){
            //如果最后不够一个缓冲区的话需要获取到最后的数据length
            if (actualOutSize + buffer > outputSize) {
                buffer=outputSize - actualOutSize;
                bytes=new byte[buffer];
            }
            //从输入流中读取
            inputStream.read(bytes);
            //写出到输出流
            outputStream.write(bytes);
            //刷新输出流
            outputStream.flush();
            actualOutSize +=buffer;
        }
    }
}

总结: 底层使用的是JavaSocket编程,就是对应输入和输出流进行了封装,截取了需要的信息。

3.4 V3版本Code

需求,能够接收静态和动态资源,使用线程池接收。

基于V2版本Request和Response进行开发。

添加Pom Dom4j用来配置servlet

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.projectlombok</groupId>
        <artifactId>lombok</artifactId>
        <version>1.18.12</version>
    </dependency>

    <dependency>
        <groupId>dom4j</groupId>
        <artifactId>dom4j</artifactId>
        <version>1.6.1</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>jaxen</groupId>
        <artifactId>jaxen</artifactId>
        <version>1.1.6</version>
    </dependency>
</dependencies>


web.xml配置文件

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<web-app>

    <servlet>
        <servlet-name>myServlet</servlet-name>
        <servlet-class>com.tomcat.demo.servlet.MyServlet</servlet-class>
    </servlet>

    <servlet-mapping>
        <servlet-name>myServlet</servlet-name>
        <url-pattern>/hello</url-pattern>
    </servlet-mapping>

</web-app>

Servlet

public interface Servlet {
   //初始化
   void init() throws Exception;
   //销毁
   void destroy() throws Exception;
   //执行请求
   void service(Request request, Response response) throws Exception;
}
public abstract class HttpServlet implements Servlet {

    public abstract void doGet(Request request, Response response)throws Exception;
    public abstract void doPost(Request request, Response response)throws Exception;

    @Override
    public void service(Request request, Response response) throws Exception {
        if ("GET".equalsIgnoreCase(request.getMethodType())) {
            doGet(request,response);
        }else {
            doPost(request,response);
        }
    }
}

public class MyServlet extends HttpServlet {

    @Override
    public void doGet(Request request, Response response) throws Exception {
        doPost(request,response);
    }

    @Override
    public void doPost(Request request, Response response) throws Exception {
        String content="<H1>Hello Servlet</H1>";
        String header200=HttpProtocolUtil.getHeader200(content.getBytes().length);
        response.output(header200 + content);
    }

    @Override
    public void init() throws Exception {
        System.out.println("初始化方法...");
    }

    @Override
    public void destroy() throws Exception {
        System.out.println("销毁方法...");

    }
}

BootStrap启动类

public class Bootstrap {

    private static final int port=8080;
    private Map<String, Servlet> servletMap=new HashMap<>();


    public static void main(String[] args) {
        Bootstrap bootstrap=new Bootstrap();
        try {
            bootstrap.start();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

 /**
     * 启动tomcat
     */
 private void start() throws IOException {
        ServerSocket serverSocket=new ServerSocket(port);

        //解析web.xml
        parseWebXml();

        //创建一个线程池
        ThreadPoolExecutor threadPool=new ThreadPoolExecutor(
                20,//指定核心线程数
                100,//指定最大线程数
                100L,//指定存活时间
                TimeUnit.MILLISECONDS,//指定时间格式
                new LinkedBlockingDeque<>(1000));//设置阻塞队列大小

        while (true){
            //获取到socket
            Socket socket=serverSocket.accept();

            //通过线程池去执行
            threadPool.execute(new RequestProcessor(socket, servletMap));
        }
    }

    private void parseWebXml() {
        try {
            InputStream resourceAsStream=this.getClass().getResourceAsStream("/web-apps/WEB-INF/web.xml");
            Document document=new SAXReader().read(resourceAsStream);
            Element rootElement=document.getRootElement();
            Element servletElement=(Element) rootElement.selectSingleNode("servlet");
            String servletName=servletElement.selectSingleNode("servlet-name").getStringValue();
            String servletClass=servletElement.selectSingleNode("servlet-class").getStringValue();

            Element servletMapping=(Element) rootElement.selectSingleNode("servlet-mapping[servlet-name='" + servletName + "']");
            String urlPattern=servletMapping.selectSingleNode("url-pattern").getStringValue();

            servletMap.put(urlPattern, (Servlet) Class.forName(servletClass).newInstance());
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

RequestProcessor请求处理类

@Data
@AllArgsConstructor
@NoArgsConstructor
public class RequestProcessor implements Runnable {
    private Socket socket;
    private Map<String, Servlet> servletMap;

    @Override
    public void run() {
        try {
            InputStream inputStream=socket.getInputStream();
            OutputStream outputStream=socket.getOutputStream();

            Request request=new Request(inputStream);
            Response response=new Response(outputStream);

            //动态资源
            if (servletMap.containsKey(request.getUrl())) {
                servletMap.get(request.getUrl()).service(request, response);
            }else {
                //静态资源
                response.outputHtml(request.getUrl());
            }

            //关闭当前socket
 socket.close();
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
    }
}


总结:书写Mini版本的Tomcat感受一下Tomcat整体的处理思路。