DIY破产版tomcat

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DIY破产版tomcat

文章目录

• 需求分析
• 架构分析
• 第一版
• 第二版
• 第三版
• 第四版

我们应该都知道，tomcat是一个web服务器，是servlet的实现容器，负责解析http数据包、封装成respect发送给service( )等等等等…
但是或许很多不知道其底层的实现原理，停留在了功能使用的层面了，对于这个被封装好的“中间人”了解太少了

今天我们就好好了解一下这个中间人，DIY一把tomcat，看一看他的内在是怎样的

需求分析

首先就是需求分析了，因为我们今天的重点是DIYtomcat，所有该项目的功能就简单一点，做一个简单的计算器就好了


实现这么一个简单的功能可能对于学过web的xdm来说应该是非常简单的吧，那么今天的目标就是不使用原生的tomcat、service去实现这个功能！

架构分析

设计框架，是实现一个项目最重要的部分，框架设计好了才能减少代码的冗余部分，提高编写的效率

tomcat内部其实还有很多组件，但是我们只列出了我们将会涉及到的部分，最特别的应该就是这个socket网络编程部分了，在tomcat内部维护着这么一个组件，在接收到了客户端发送过来的http请求之后，他就会分发一个线程去处理该请求，当然各个线程之间是独立并列的关系，每个线程就会根据客户发送过来的URI去判断是要访问动态资源还是静态资源，然后展开不同的操作。

然后就是实现思路了

思路

首先我会将它分成三个部分来完成实现

第一部分：首先，我们得打通客户端与服务端之间的连接，只有打通了连接我们才能开展后续的工作，在这个部分我们得要能在服务端获取到来自客户端的http数据包， 在客户端收到来自服务端的内容

第二部分：就是实现线程的分发了，让客户端每发送一次请求过来就安排一个线程对象去处理他

第三、第四部分：这也是最重要的最难的一部分，就是要实现servlet的功能，包括编写service()、request、respone、doget()，只有实现了这些才能算是一个像样的tomcat，还可以实现区分静态动态页面的功能

第一版

这一版实现的功能是打通客户端、服务器之间的连接，这个其实对于有接触过java基础网络编程部分的xdm应该都可以大概猜到，就是使用流的形式发送，虽然流跟网络编程是两个分开的内容，但是他们也是密不可分的，通过他们两者的结合才能实现网络上的传输。
那么第一步就是要接收到来自客户端的http请求了，因为我们是DIYtomcat嘛，嘿嘿，所有我们也可以占用8080端口，然后就很简单的实现了接收功能


然后接下来就是要让游览器接收到来自服务端发送的数据了

因为我们是模仿tomcat实现的，tomcat回应客户端就是以http报文的形式，所有我们可以模仿一下tomcat发送过去的响应头格式

当然这里直接发送文本内容也是可以的，只不过就是在网页上看不到响应头的内容而已，既然都打算做盗版tomcat了，就模仿得像一点点。。。
这里不是说所有都一定要加上，我就只加上了响应行、MIME信息而已

还有一点是很重要的，就是响应报文的格式，响应头跟响应体之间，是必须空一行出来的，不信的可以试一试，不空这一行内容是输出不了的，模仿着他的格式我们就写出来了响应头“respHeader”和响应体“resp”


好了，到此 第一版本的盗版tomcat已经完成。。。。

第二版

在第二版本，我们主要的实现的功能就是为每次请求都安排一个线程去处理，线程之间的关系是独立并列的，这里也可以使用线程池技术。
这个版本内容也很好实现，只需要创建一个线程对象，每一次发送请求过来，就new一个线程对象就可以实现了，而线程对象要实现的功能就是流的传输，在第一版中已经写过了，复制粘贴就好了

第三版

终于到了这个小小小项目的核心部分了，实现servlet的功能了，首先让我们先想一想，servlet的组成有什么？
首先我们要创建一个servlet对象，就必须得先继承httpservlet类或者实现servlet接口，这个大家都懂，让我们来看看他的继承体系

从这里我们可以看出来一个servlet的继承体系还是挺复杂的，所以在我们的盗版中就有必要简化一下，因为我们也不是要实现所有的功能，有很多结构是非必要的。
以下就是我们简化的继承体系图

然后就是还有一个很重要的组成部分就是，request跟respone对象了，不管是使用doget()、dopost()、service()方法都会涉及到他们
每次http发送报文过来以后，他的数据包就会被服务器（tomcat）解析封装成一个request对象，发送给servlet使用，通过这个request对象中，我们可以获取到来客户端发送的信息
然后在生成request对象的同时，也会生成一个respone对象一并发送给servlet，通过这个respone对象
servlet可以将操作完成之后的数据发回给服务器，服务器再重新解析封装成一个http响应报文，发回给客户端
所以说我们也很有必要创建一对request，respone对象以接收发送数据

好
第一步就是创建myServlet接口了，我们先参考一下原生的servlet是怎么样的

里面有一些方法参数是用不上的，例如config、getservletconfig( )之类的。。。
所以在我的盗版中是这样的

只保留了核心的生命周期的部分，其余的舍弃掉，service（）中的两个对象也是不用原生的对象，而是使用我们自己的。。。

再下一步就是MyHttpServlet了
也是一样先参考原生的结构
首先是原生的GenericServlet

再然后就是原生的HttpServlet



这里我只列出了一些我们用到的部分
首先从上面的信息的可以得到，这两个类都是被abstract修饰的，所有第一点就是我们的myHttpServlet类也必须是抽象类
然后重点看这个原生的HttpServlet
在这里面声明了我们常用的doget(),dopost()…一系列方法，那么第二点就是我们的myHttpServlet类中也必须声明这几个方法
再然后就是看service()，从里面可以看出来，是通过request对象获取当前对象的method，也是他的方法类型“GET”或者“POST”，同个这个这个字符串来调用对应的方法。。。
噢噢~~~~~~，然后我们就懂了，是通过这个service方法来调用具体的操作方法，那么这个service（）就是我们的核心，实现类实现通过调用service()，调用对应的doXXX()，

具体实现 ↓

然后就到实现myRequest,myRespone对象了
我们就以get方式为例，思考一下实现myRequest需要什么

首先，我们要知道request对象是干嘛的？
它是用于封装来自客户端信息的一个对象，那思路就清晰了，就是通过接收到的流！，获取需要的信息
我们可以看一下在原生tomcat的抓包情况，可以请求头的第一行 ，也就是请求行，得到什么？

1. 请求方式，也就是get 、post…
2. 就是工程路径或者说资源路径
3. 还有就是参数名和参数值

所有，通过这个请求行就可以获取这么多有用的信息了，我们只需要截取需要的部分，分别封装成不同的对象，就可以实现request的部分功能了

规律

首先，可以发现每一部分都是由空格分开，第一部分就是我们需要的请求方式，然后后面资源路径与参数列表以“ ？” 分隔，参数列表之间以 “ & ”分隔
通过这些发现的规律我们就基本可以实现封装数据的功能了

public class MyRequest {private String method;private String uri;private Map<String,String> argsMap=new HashMap<>();//用于保存参数的容器InputStream inputStream=null;public MyRequest(InputStream inputStream){//在构造器中解析分离出我们需要的信息try {this.inputStream=inputStream;BufferedReader reader =new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream));String respLine = reader.readLine();//获取请求行内容String[] strings = respLine.split(" ");method=strings[0];//第一部分就是请求方式int index = strings[1].indexOf("?");if(index==-1){//说明字符串没有包含 ？ 代表着没有传参uri=strings[1];}else{//有参数，分隔uri=strings[1].substring(0,index);String args=strings[1].substring(index+1);if(args.length() != 0){//说明传参列表不为空String[] split = args.split("&");for(String str:split){String[] s = str.split("=");if(s.length==2){//如果分隔开以后数组长度为2 说明 他的形式是 name=123   这样子的  符合要求argsMap.put(s[0],s[1]);}}}}System.out.println(" mehthod = "+method);System.out.println(" uri ="+uri);System.out.println(argsMap);} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}public String getParameter(String name){if(argsMap.containsKey(name)){return argsMap.get(name);}else{return null;}}public String getMethod() {return method;}public void setMethod(String method) {this.method = method;}public String getUri() {return uri;}public void setUri(String uri) {this.uri = uri;}
}

虽然是又臭又长的第一段 不过我们还是解决了问题

然后就到了respone了，他的作用是将处理好的数据装好拿给tomcat服务器，他的活相对来说简单的很多，就是只需要拿到一个当前对象的输出流，供对象调用就行了

也有些兄嘚会说这个这个类创建得有点鸡肋
在现在这种情况下，确实是有点鸡肋，socket创建输出流，然后再放进myRespone对象中，然后servlet对象再把他取出来，中间无缘无故多加了一层嵌套关系，不过他的鸡肋是因为他的业务功能的单一简单，如果需要实现的功能复杂化一些，比如说什么重定向啊，addcookie啊什么的她就不会这样子的啦

这一步也编写好了以后就是调用了

然后好的

他又成功了！

不过他现在的弊端是对象的创建已经被写死了，无论你uri访问什么他都是这个加法的功能，如果想实现乘法的运算就得修改代码，这很不可取，所有下个版本就得实现动态的调用，就是真正意义上的servlet了

第四版

在这个版本我需要实现正在意义上的servlet功能了，就是实现动态绑定
首先，也是让我们想一想，原生的servlet是如何实现绑定的？

• 一个就是在web.xml中配置
  

• 另外一个就是注解
  

那我们肯定是挑一个简单的，所以挑了web.xml

思路

我们可以根据web.xml，创建2个容器用于存储web.xml 文件中的 servlet部分 和servlet—mapping部分
然后通过读取与匹配，得到对应对象的全类名，然后再通过反射动态地生成对象
原生的web.xml为什么要配置全类名，不就是为了让我们使用反射获取么。。。

我们可以使用web.xml配置文件填写对应的配置文件参数，当然重新创建一个文件也是可以的，因为我们不是原生的servlet程序，所有web.xml文件是不识别我们的内容的，需要我们自己识别内容，获取全类名后反射调用，然后ok完工！
好了接下一个问题就是，如何识别web.xml?
说到读取xml文件，那就必须得用dom4j技术了，这里就不介绍dom4j了 ，他是专门为读取xml文件而生~ ，由于我们使用的不是原生的servlet，web.xml是无法识别，所有他会报错，但是我们可以不管他

然后就是实现的代码↓

我们需要将web.xml放在你指定的目录下面，我放的就是我们项目真实运行目录下面，你也可以换别的工程下的目录，只要能识别到就行

将web.xml的文件放入到指定容器以后呢，就只剩下调用了
思路也很简单，之前myRequest对象有个uri属性还记得么？通过它，跟web-xml中的url-pattern属性对比，如果相同的话，就获取其servlet-name属性值，用该属性值跟另外一个容器中的servlet-name匹配获取对应的全类名，然后通过它使用反射获取生成对象实例，如果不相同，就说明没有配置这个servlet，报404就行了

还有一件事就是：
可能有点同学不知道为什么调用的是service方法，而不是具体的doget()或dopost()
因为我们没有重写service()，所有当我们调用这个方法的时候，他就会找到父类httpServlet中的service方法


因为我们是子类调用的嘛，所有我们就会绑定子类中的方法，什么意思呢？
就是service()不是会调用doget()么，由于我们绑定了子类中的方法，jvm就会优先去子类中查找是否有个名为doget的方法，如果有，他就会直接调用，如果没有，他才会去父类中查找，这就是面向对象中的动态绑定机制

然后我们也很好的完成了

然后最后一个功能就是
区分动态静态资源了，这个也很简单，就是识别后缀，比如说一个静态页面不就是以 “.html”结尾的么？
那我们只需要判断是否以这个后缀结尾就ok了
读取方式，也是先获取其路径，然后通过读流的方式读取，然后再输出一遍就可以了