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yuanyb/webserver

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Java 实现的一个简单的基于 NIO 的多线程Web服务器

实现了

  • 静态、动态资源获取;

  • Cookie、Session、HTTP 长连接,及 Session 和 HTTP 长连接的定时清除;

  • 类似 Spring MVC 的注解式编程,如 @RequestMapping @RequestParam 等,方法中可以根据参数名从前台获取数据,可以传递对象,也支持级联属性,如:

    // GET /page?pageSize=10&pageNum=1 HTTP/1.1
    @RequestMapping("/page")
    String page(@RequestParam(value="pageSize", defaultValue="10") Integer pageSize, Integer pageNum) {...}
    
    /**
     * POST /login HTTP/1.1
     * ...
     * user.name=admin&user.passwd=admin&user.data.val=ok
     * *******
     * User 类:String name; String passwd; Data data;
     * Data 类: String val;
     */
    @RequestMapping("/login", method = HttpMethod.POST)
    String login(User user) {...}
  • 方法可以返回一个字符串表示模板路径,模板使用正则实现,仅可以从 requestsession 域中获取属性值,如 ${request.user.id}

  • 日志记录(使用 java.util.logging 内置日志记录器,自定义了日志格式):服务器运行相关日志(server-n.log),HTTP 请求日志(access-n.log)。

API 汇总:

@Controller
@RequestMapping
@RequestParam
@RequestHeader
@CookieValue
HttpRequest
HttpResponse
HttpSession
Cookie
HttpMethod

TODO

  • 修改并完善HTTP报文的解析及响应,实现文件上传、下载;
  • 实现HTTP请求报文中参数的解析,gzip、Host等;
  • 完善MVC,实现模板文件的动态编译及热加载;
  • 实现简易的IOC、AOP;
  • 完善类加载,引入多个类加载器,实现类隔离;
  • 完善HTTP错误页面处理,404等;
  • 实现项目的打包部署;
  • 压测与性能优化;
  • 各种完善,等等。

类结构

  • webserver.BootStrap:启动类,读取配置文件,初始化日志记录器,并启动 webserver.connector.Server 类
  • webserver.connector:存放与网络连接相关的类
    • Server:初始化服务器的各个组件
    • Acceptor:监听客户端的连接请求,并将连接放入Poller中进行请求监听,守护线程
    • Poller:保存与客户端的Socket连接,监听客户端的请求,多个守护线程
    • SocketWrapper:客户端 SocketChannel 的包装器,封装了一些方法
    • RequestProcessor:请求处理器,将请求放入内部的线程池中处理
    • ExpiredConnectionCleaner:清理长时间为传输数据的Socket(HTTP长连接的定时清除)
  • webserver.container:存放容器类及相关的一些类和注解
    • annotation:存放注解
    • Container:容器类,保存 HttpSession 和 控制器中的响应方法,包含HttpSession的创建获取销毁的方法,对传过来的 HttpRequest 找到对应的响应方法执行
    • TargetMethod:对控制器中的响应方法的封装
    • ControllerScanner:扫描 classpath 下被 @Controller 注解标记的控制器类
  • webserver.http:存放与HTTP相关的类
    • request.HttpRequest
    • request.HttpRequestParser:从请求数据中解析出 HttpRequest
    • response.HttpResponse
    • response.HttpStatus
    • session.HttpSession
    • session.ExpiredSessionCleaner:清理过期的HttpSessin
    • Cookie
    • HttpMethod
  • webserver.constant:存放一些常量
    • ...
  • webserver.exception:自定义异常
    • ...
  • webserver.util:工具类
    • ...

使用方法

导入 jar 包(见 release)即可使用相关注解,还需要在 classpath 下创建一个 webapp 目录,表示静态 web 资源的根路径。然后在主类的 main 方法中调用 BootStrap.run(),由于扫描控制器是通过遍历目录实现的,所以项目不支持打包,必须以 class 文件的形式发布。参数配置需要在 classpath 中提供一个 server-config.properties 配置文件即可,包含如下配置项:

# 服务器端口
PORT=80
# 存储日志文件的路径
LOG_FILE_STORAGE_PATH=E:\\
# 连接过期时间,单位毫秒
CONNECTION_EXPIRY_TIME=30000
# 清理过期连接的周期,单位毫秒
CONNECTION_CLEANING_CYCLE=30000
# Session 过期时间,单位毫秒
SESSION_EXPIRY_TIME=30000
# 清理过期 Session 的周期,单位毫秒
SESSION_CLEANING_CYCLE=30000
# 监听客户端读事件的线程数目
POLLER_THREAD_COUNT=2
# 处理具体请求的线程池的大小
REQUEST_PROCESSOR_THREAD_COUNT=4

演示

  • 项目结构

image-20200311225337531

  • EchoController.java

    package com.test;
    
    // 导包省略...
    
    @Controller // 只有被 @Controller 标记的才会被认为是控制器
                // 支持在类上使用 @RequestMapping 注解,
    public class EchoController {
    
        // 线程安全
        private static final DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
    
        @RequestMapping("/echo") // 映射到 "/echo"
        public String echo(HttpRequest request, @RequestParam(value = "msg", defaultValue = "输入为空") String msg) {
    
            LocalDateTime localDateTime = LocalDateTime.ofEpochSecond(request.getSession().getLastAccessedTime() / 1000, 0, ZoneOffset.ofHours(8));
            request.setAttribute("lastAccessedTime", localDateTime.format(formatter));
            request.setAttribute("msg", msg);
            return "test.html"; // 要渲染的的模板路径(classpath:webapp/test.html)
        }
    
        public static void main(String[] args) {
            BootStrap.run();
        }
    }
  • test.html

    <!DOCTYPE>
    <html lang="en">
        <head>
            <title>Test</title>
        </head>
        <body>
            <p>Echo: ${request.msg}</p>
            <p>Last Accessed Time: ${request.lastAccessedTime}</p>
            <p><img src="img/girl.jpg" alt="girl" width="320" height="480"/></p>
        </body>
    </html>
  • 效果

    image-20200311230536372
  • 日志

    image-20200311230911751 image-20200311230942940

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Java 实现的一个简单的基于 NIO 的多线程Web服务器

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