使用socket实现http服务器和发送http请求

注:本文并没有实现完整的http服务器和http网络请求,主要是提供思路

先上一个简单的get请求和响应的代码,代码使用idea测试过,使用时先运行服务端,然后再运行客户端测试,服务端测试也可以通过使用浏览器输入localhost:5050进行测试

服务端

public class LiteHttpServerTest {
    public static void main(String[] args) {
        listen(5050);
    }

    public static void listen(int port) {
        new Thread(() -> {
            try {
                ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(port);
                while (true) {
                    Socket accept = serverSocket.accept();
                    new ServerSocketHandler(accept).start();
                }

            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }).start();
    }

    public static class ServerSocketHandler extends Thread {

        private final Socket socket;

        public ServerSocketHandler(Socket socket) {
            this.socket = socket;
        }

        @Override
        public void run() {
            super.run();
            try {
                InputStream is = socket.getInputStream();
                BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(is));
                String line = bufferedReader.readLine();
                while (line != null && !"".equals(line)) {
                    System.out.println(line);
                    line = bufferedReader.readLine();
                }
                String body = "hello word";
                StringBuilder response = new StringBuilder();
                response.append("HTTP/1.1 200 OK\r\n")
                        .append("Content-Length: ").append(body.getBytes().length).append("\r\n")
                        .append("Content-Type: text/plain; charset-utf-8\r\n")
                        .append("\r\n")
                        .append(body).append("\r\n");
                OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
                outputStream.write(response.toString().getBytes());
                outputStream.flush();
                //注意这里并没有将socket关闭
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

客户端

public class LiteHttpClientTest {
    public static void main(String[] args) {
        sendGet(5050);
    }

    public static void sendGet(int port) {
        new Thread(() -> {
            Socket socket = new Socket();
            try {
                socket.connect(new InetSocketAddress("localhost", port));
                BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream()));
                bw.write("GET / HTTP/1.1\r\n");
                bw.write("Host: 127.0.0.1\r\n");
                bw.write("\r\n");
                bw.flush();
                BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
                String line = null;
                while ((line = br.readLine()) != null) {//由于服务器端没有关闭socket,会一直阻塞在这里
                    System.out.println(line);
                }
                br.close();
                bw.close();
                socket.close();
                System.out.println("close");//发现代码没有走到这里
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }

        }).start();
    }
}

好了,代码很简单,但是这里有两个问题

  1. 为什么服务端返回响应后没有关闭socket连接?
  2. 客户端读取响应一直阻塞住的问题怎么解决(如何知道响应结束)?

1、为什么服务端返回响应后没有关闭socket连接?

我们学http协议的时候是不是记得http协议是无连接无状态的,所以总是以为http服务器响应完后就会关闭连接.

无连接:无连接是限制每个连接只有一个请求的意思。在服务器处理完客户的请求,并收到客户的反应,即断开。通过这种方式可以节省传输时间。

在HTTP1.0默认确实是这样的,但是HTTP请求实际上是有Keep-Alive模式

什么是Keep-Alive模式?

我们知道HTTP协议采用“请求-应答”模式,当使用普通模式,即非Keep-Alive模式时,每个请求/应答客户和服务器都要新建一个连接,完成之后立即断开连接(HTTP协议为无连接的协议);当使用Keep-Alive模式(又称持久连接、连接重用)时,Keep-Alive功能使客户端到服务器端的连接持续有效,当出现对服务器的后继请求时,Keep-Alive功能避免了建立或者重新建立连接。

normal和keep-alive对比

http 1.0中默认是关闭的,需要在http头加入"Connection: Keep-Alive",才能启用Keep-Alive;http 1.1中默认启用Keep-Alive,如果加入"Connection: close ",才关闭。目前大部分浏览器都是用http1.1协议,也就是说默认都会发起Keep-Alive的连接请求了,所以我提供的服务端代码是没有立马关闭的.

P:引用自HTTP长连接 && keep-alive

启用Keep-Alive模式的有点很明显,假设一个网页有100张小图标,那么用普通模式就要建立100+个连接,而Keep-Alive只要一个,效率提升明显.

Keep-Alive模式下服务端什么时候关闭socket?

虽然是Keep-Alive模式,但是服务端也不会一直保持长连接,它会有超时机制和请求次数限制.在HTTP首部的Connection: Keep-alive中,Keep-Alive: timeout=20,表示这个TCP通道可以保持20秒。max=XXX,表示这个长连接最多接收XXX次请求就断开。如果在客户端,即发请求的时候,没有定义超时时间。服务端也会发起四次挥手的。TCP还有心跳检查机制来当前连接是否活着。

2、客户端读取响应一直阻塞住的问题怎么解决(如何知道响应结束)?

在解决这个问题前我们先来看看HTTP响应的结构

响应结构

HTTP响应有4个部分,从上到下分别是状态行响应头空白行响应体

1.状态行:描述了响应的状态。

  1. 响应头:它们包含了更多关于响应的信息。比如:头部可以指定认为响应过期的过期日期,或者是指定用来给用户安全的传输实体内容的编码格式。
  2. 空白行:一般文章都没有提到这个空白行,但是实际上不可缺少,标志着响应头的结束。
  3. 响应体:它包含了响应的内容。它可以包含HTML代码、图片等等。

回到我们的问题,如何知道响应结束了?这里分为两种情况

1.Content-Length

我们可以通过响应头中的Content-Length来获取响应体的长度,当我们读取到空白行后读取Content-Length个字节长度就说明读完了响应了。

2.分块编码

当响应头里面没有宝行Content-Length时怎么办?这个时候就要采取分块编码了,服务器必须返回两种之一,当响应头中包含Transfer-Encoding: chunked即表示是分块编码。

分块编码的报文是这样的:

分块编码报文

每个分块包含一个长度值(十六进制,字节数)和该分块的数据。 <CR><LF>用于区隔长度值和数据。长度值不包含分块中的任何 <CR><LF>序列。最后一个分块,用长度值0来表示结束。注意报文首部包含一个 Trailer:Content-MD5, 所以在紧跟着最后一个报文结束之后,就是一个拖挂。其他如, Content-Length, Trailer, Transfer-Encoding也可以作为拖挂。

好了,最后推荐一个http服务器和http请求实现的库AndroidAsync

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