多线程WebServer设计与实现.docx
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多线程WebServer设计与实现
多线程Wｅb Serｖｅｒ的设计与实现
班级：
研1４28班
学号：
2141２2１06４
姓名:
王 娇
一、概述
如今，上网已成为最热门话题，通过Inｔｅrnｅt，我们既能获取信息又能发布信息，而迅速发展的Web技术更是给Intｅrnｅｔ应用提供了一个很好的发展方向。
当今的许多应用都是基于web技术的,如电子商务、视频会议、远程医疗诊断等。
由于HTＭL语言的标准统一性,只要在设备里建立一个微型weｂ服务器,人们就可以使用现有的Web浏览器与该设备进行双向交互、接收或发送信息。
因此，针对微型weｂ服务器的研究和应用,具有重大的意义,它为我们管理、控制和监测各种各样的设备提供了一个很好的途径一基于Internet，也就是说,只要设备接入了Iｎterｎｅt，我们就可以在世界上的任何地方十分方便地控制、操纵那些配备有微型Ｗeｂ服务器的设备。
二、设计内容
1）熟悉WWW服务器和ＷEB服务器的工作原理；
2）熟悉套接字编程的相关知识;
3）完成一个简单的ＷEB服务器的设计与实现,要求能够通过HＴTPGＥT命令获得一个简单的HTML文件；
4）运行该服务器,并编写一个简单的HTML文件完成测试。
三、实验原理
ＨＴTP协议的作用原理包括四个步骤：
1）连接：
Web浏览器与Web服务器建立连接,打开一个称为sｏckeｔ（套接字）的虚拟文件,此文件的建立标志着连接建立成功。
2）请求:
Weｂ浏览器通过sｏckｅｔ向Wｅｂ服务器提交请求。
HTＴP的请求一般是GET或PＯＳＴ命令（PＯST用于ＦORM参数的传递）。
GEＴ命令的格式为:
GET路径/文件名HTTＰ/１。
0文件名指出所访问的文件,HＴTP/1。
0指出Wｅb浏览器使用的ＨTTＰ版本。
3）应答：
Wｅb浏览器提交请求后，通过HＴTP协议传送给Wｅb服务器。
Ｗｅb服务器接到后，进行事务处理，处理结果又通过HTTＰ传回给Web浏览器，从而在Web浏览器上显示出所请求的页面。
三、实验方法
Java实现Web服务器功能的程序设计
根据上述HＴTP协议的作用原理，实现GET请求的Web服务器程序的方法如下：
1）创建SeｒverSoｃkeｔ类对象，监听端口8０80。
2）等待、接受客户机连接到端口8０8０，得到与客户机连接的socｋｅt；
3）创建与socｋet字相关联的输入流iｎｓtｒｅam和输出流outsｔream;
4）从与soｃｋet关联的输入流iｎsｔreａｍ中读取一行客户机提交的请求信息,请求信息的格式为：
GＥＴ路径/文件名HTTP/1.0
5）从请求信息中获取请求类型。
如果请求类型是GET，则从请求信息中获取所访问的HＴML文件名.没有ＨTML文件名时，则以indｅx.html作为文件名;
6）如果HＴＭL文件存在,则打开ＨTML文件，把HTＴP头信息和ＨＴML文件内容通过socｋeｔ传回给Ｗeb浏览器,然后关闭文件。
否则发送错误信息给Weｂ浏览器；
7）关闭与相应Web浏浏览器连接的socket字.
四、实验过程
1.首先打开开发工具MyEcliｐse８.５
ＭｙEｃliｐse8．5是一个开放源代码的、基于Java的可扩展开发平台.就其本身而言,它只是一个框架和一组服务，用于通过插件组件构建开发环境。
向MyEclipse8．5中输入如下Web服务器程序源码:
iｍportjａva。
ｉｏ。
＊;
imｐortjavａ。
ｎet。
*；
pubｌiccｌaｓsＷｅｂServer{
public ｓtatiｃｖoidｍain（Striｎｇargs[]） {
ﻩint i=1，PＯRT=8０８0;
ﻩServerSocｋｅｔｓerver=nuｌｌ;
Socｋeｔclient＝null；
trｙ｛
ｓeｒver=neｗSｅｒvｅrＳocket（ＰORＴ）；
system。
out。
prｉntln（"ＷebSｅrｖerｉｓ lｉｓtenｉｎｇｏnport”+serｖeｒ.geｔLｏcaｌPorｔ（））;
fｏr （；；）｛
ｃｌiｅnt=ｓｅrｖer．accept（）;// 接受客户机的连接请求
ｎｅwConnectiｏnＴhｒead（client，ｉ）．start（）；
ﻩ i++；
ﻩ }
｝ｃatcｈ（Ｅxcepｔｉone）{Sｙｓtem．oｕt．ｐｒintｌn（ｅ）;｝
｝
｝
／＊ ConnnｅctｉｏnＴhrｅａd类完成与一个Web浏览器的通信*／
clasｓConnectｉonThrｅadｅxｔends Thread｛
ﻩＳｏcket cｌｉeｎt;／/连接Web浏览器的soｃkｅｔ字
ﻩiｎtcoｕnｔｅr； ／/计数器
ｐｕｂlｉcCｏnnectiｏｎTｈread（Socｋｅtcl,ｉnｔ c） ｛
cｌient=ｃl;
oｕnter＝ｃ； }
ｐｕblicvｏiｄrｕn（）／/ 线程体
{
try ｛
ＳtringdestIP＝cｌｉｅｎｔ.getＩnetAddreｓｓ（）．ｔoStｒing（）；//客户机IP地址ﻩ
iｎt destporｔ=cｌienｔ.gｅtPort（）； //客户机端口号
ﻩSystem.out。
prinｔln（”Cｏnnectｉoｎ"+counter+"：
cｏｎneｃｔedtｏ”+ｄestIP＋"
onpoｒｔ”+desｔport+”．＂）；
PrｉntＳtreaｍoｕtｓtrｅａm=ｎewPrｉntStream（cｌｉeｎｔ.getOutpｕtStream（））;
ＤaｔaInpuｔStreaminstｒeaｍ=newＤａtａInputＳtream（clｉent。
gｅtInputＳtｒｅam（））；
ﻩSｔrinｇinliｎｅ＝instreａm.readLine（）；/／ 读取Weｂ浏览器提交的请求信息
Systeｍ。
out.ｐrintｌn（”Receｉｖed：
"+ｉｎｌｉne）；
ﻩｉf（geｔrｅｑuｅsｔ（inliｎe））｛ //如果是GET请求
Striｎgfｉlename＝geｔfilｅｎame（iｎline）；
Filefile=ｎeｗＦｉle（ｆilｅｎamｅ）；
ｉｆ（file.existｓ（）） ｛／/若文件存在,则将文件送给Ｗeｂ浏览器
ﻩ Sysｔem.ouｔ。
ｐriｎtln（fiｌｅnamｅ+" requeｓtｅd。
"）；
ﻩ ouｔｓtｒｅam.printlｎ（＂HTTＰ／１.０200ＯK＂）；
ﻩ outsｔream.priｎtｌn（"MＩＭE_ｖｅrｓioｎ:
1．0"）；
ﻩ ｏutstreａm.pｒintln（＂Cｏｎtent_Ｔype:
texｔ/hｔｍl＂）；
ﻩ iｎｔ leｎ=（int）filｅ。
lｅｎｇth（）；
ouｔstreａm.ｐrｉntln（＂Content_Lｅnｇｔh：
"+len）;
ouｔstreaｍ.pｒinｔlｎ（＂＂）；
ﻩﻩ ｓendｆiｌｅ（outstream,file）；//发送文件
ｏｕtsｔream．fｌush（）；
ﻩ｝ｅlse{// 文件不存在时
Sｔrｉnｇｎoｔfound="＜html〉NotFound!
!
”；
ouｔstream。
println（”您访问的这个文件不存在,请您仔细核对！
！
！
”）；
outｓtream。
prｉntlｎ（"Ｃonｔent_Ｔｙｐe：
text／ｈｔml"）；
oｕtsｔream。
printｌn（"Content_Lｅｎgtｈ:
"+nｏtfouｎd.lｅnｇth（）+２）;
oｕtstream．pｒｉｎｔln（""）;
ｏutstream。
prinｔln（notｆounｄ）;
ﻩｏutstｒeaｍ．flush（）；
}
｝
ﻩ ｌongm１=1；
whｉｌe（m1<11100000）{m1++；｝ //延时
ﻩﻩcｌｉeｎt.close（）；
}ｃatch（IOＥxcｅptione）{
Systeｍ.out．priｎｔlｎ（”Excｅpｔioｎ:
"+e）；
ﻩ }
}
/*获取请求类型是否为“GEＴ" */
boｏleangetreｑueｓｔ（Ｓtriｎgs）{
if（s．leｎgth（）〉0）{
ﻩ if（s。
ｓubstrｉng（0,3）．ｅquａｌsＩgｎoｒeCａse（”GET”））ｒetuｒntrｕe;
ﻩ }
ﻩ rｅturｎ faｌse；
ﻩ｝
/＊ 获取要访问的文件名＊/
Sｔrｉｎgｇetｆiｌenaｍｅ（Stｒｉnｇs） ｛
ﻩStrｉngf=ｓ.suｂsｔｒiｎｇ（s.indexOf（’’）＋1）;
ｆ=f。
substｒing（０,f。
iｎdｅxOf（’'））；
ｔry｛
ﻩ ｉf（ｆ.charＡt（0）==＇／'）
f=ｆ．ｓubｓtrｉｎｇ
（1）;
｝ ｃatch（ＳtrｉnｇＩndｅxＯｕｔOfBｏundsＥｘcｅｐtioｎ ｅ）{
Syｓtｅm。
out。
println（”Excepｔｉon：
”+e）; ｝
if（f.equaｌｓ（”"）） ｆ=”inｄex。
html"；
return f;
｝
/＊把指定文件发送给Ｗeb浏览器 */
voidsendfｉｌe（PrintStreamoｕts,File ｆile）{
ｔry ｛
DataIｎputStreａｍin=new DａｔａＩnｐｕtＳｔream（ｎewFiｌeIｎputStream（ｆｉle））;
ｉnt lｅn=（iｎt）fｉｌe．length（）;
byteｂuｆ［]=newbｙte［lｅn］；
ｉn.ｒeadFuｌly（buf）；
oｕｔｓ.writｅ（buｆ，0,len）；
ouｔs.fｌush（）;
in.close（）;
} catｃｈ（Eｘceｐtione）｛
Sｙstｅm。
ｏｕt。
prinｔln（"Ｅrroｒreｔrievingfile。
＂）;
Ｓystｅm。
exｉt
（1）； ｝
}
}
在MyEｃlipse8．５中如下图：
2、为了测试上述程序的正确性，将编译后的WeｂServｅr.class、ConnectioｎThreａd.claｓｓ和下面的inｄex.html文件置于本机的同一目录中在ｄos里运行web服务器.
ｉndex.ｈtml的代码如下:
<ＨＥAD＞
〈MEＴA HTTP-EQＵＩV="Ｃontent—Type"ｃonｔent=＂ｔext/html；cｈaｒset＝gb_23１２－80">
〈TITLE〉Java开发多线程Wｅb服务器
〈/HEＡＤ〉
＜BODＹ＞
〈h３>这是用JAVＡ写出的多线程WＥＢ服务器的主页！
！
！
＜/h3＞
２0１4年9月27日
＜/BＯＤY>
＜／HＴＭL〉
3、然后在客户机运行浏览器软件，在ＵRＬ处输入ｗeb程序所属的ＵRＬ地址（如:
http:
/／１０。
５0。
142．45：
8０８０/index．htｍl）或（如：
http：
//1０.５０.142。
4５:
８08０/），就在浏览器窗口显示出指定的HＴＭＬ文档.
1）单一ｂroｗser请求
2）多brｏwsｅｒ并发通信同时发出三次请求实现多线程通信,如下图所示:
3）如果文件请求不存在文件如s。
ｔxｔ
结束语
本次设计就是完成一个简单的多线程Ｗeｂ服务器，实现ｗeb服务器基本功能:
页面访问请求响应、HTML文件的解析以及数据发送。
本次设计的Ｗｅb服务器,除了完成网络通信链路的建立和拆除之外至少还要有二方面的功能:
“分折请求”和“构造响应”.客户端与服务器交换数据之前，首先用ＴCP/IP建立连接，客户端向服务器请求数据,服务器则向客户端响应并提供数据。
客户端和服务器以ＨTTP协议进行请求和响应。
服务器和客户端只能为一次事务处理建立并维持连接,完成一次事务处理后便结束连接。
接收客户端请求、解析客户端请求、响应客户端请求、向客户端回送请求的结果是Wｅb服务器所需完成的主要任务，Ｗeb服务器程序代码主要是为了完成这几项任务。
Wｅｂ服务器通常由以下几个部分组成，也就是本次设计的主要内容：
（1）服务器初始化部分。
这部分主要完成Web服务器的初始化工作，如建立守护进程、创建TＣP套接字、绑定端口、将TCP套接字转换成侦听套接字，进入循环结构,等待接收用户浏览器连接。
（2）接收客户端请求.由于客户端请求以文本行的方式实现，所以服务器一般也以文本行为单位接收。
（3）解析客户端请求。
这部分工作比较复杂,需要解析出请求的方法、URＬ目标、可选的查询信息及表单信息。
如果请求方法为HＥAD，则简单地返回响应首部即可；如果方法是GET,则首先返回响应首部，然后将客户端请求的ＵRL目标文件从服务器磁盘上读出,再发送给客户端;如果是POST，则比较麻烦，首先要调用相应的ＣGI程序,然后将用户表单信息传给ＣGI程序，ＣGI程序根据表单内容完成相应的工作，并将结果数据返回。
（4）发送响应信息之后,关闭与客户机的连接.
最后实际设计完成结果基本达到要求，实现了页面访问请求响应、ＨＴML文件的解析以及数据发送.当然，也有很多遗憾,比如对于多线程的Web还不是很熟悉，端口、套接字的实现仍有些模糊，这几点是以后如果有机会或者时间一定要争取改进的地方。
参考文献
[1]HarｖeyM．Deitｅl等著邱仲潘等译。
ＪavaWeb服务高级教程 。
第一版.机械工业出版社，20０3．７
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清华大学出版社，1９９8
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《用Jａｖａ实现一个Socket通信模型》。
《现代电子技术》,２0０1.7.20,1~5
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一个weｂ服务器的设计[J］．现代电子技术，20０3，１57（1４）
[8]ＪamｅsF。
Ｋurosｅ，Keitｈ Ｗ.Roｓs《CＯMPUTERNEＴＷＯＲKIＮG——ATｏp-DｏwｎApproach》.高等教育出版社第四版
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