手写实现简易版 Tomcat 和 Servlet | 流风回雪的后花园

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Java手写Tomcat和Servlet

本文将介绍如何实现一个简易版的 Tomcat 服务器和 Servlet 容器。我们将从 Tomcat 的基本工作机制开始，逐步构建出一个基本的 Web 服务器框架。

因为是模拟tomcat嘛，所以先介绍一下真正的tomcat机制

我们自己配置Tomcat，在web.xml 文件里面肯定是要配置<servlet>和<servlet-mapping>

在一次http请求打过来的时候，tomcat会读取uri，然后判断容器里面是不是有这个servlet实例，它会用这个uri去一个tomcat维护的一个Map<name,servlet实例>里面找，如果找不到name，就会通过配置的name找到servlet-class全类名，通过反射创建实例，然后调用init()初始化方法。如果不是第一次http请求，那么在map里面肯定能找到这个name，可以获取servlet实例，调用它的service()方法。

接下来开始写自己的 Tomcat

打通数据通道

在服务端监听指定端口，如果浏览器/客户端连接该端口，则建立连接，返回socket对象

socket表示服务端和客户端/浏览器间的连接，通过Socket可以得到InputStream和OutputStream流对象，而通过流可以进行数据的接收和发送。消息的接收没有什么问题，主要是消息的返回需要设置响应头和响应体，http响应体与响应头直接需要用两个换行来区分

使用多线程来打通数据通道

获取到Socket后将socket组为参数传给，一个线程专门为其服务，所以我写了一个ResquetHander类实现runable接口，在它的run方法里面将输入流转换为字符流，方便按行读取，然后开始循环读取浏览器发送的数据bufferedReader.readLine()。需要返回数据就获取输出流，构建响应头，响应体和响应体要有两个换行，最后关闭socket。

引入Servlet，实现业务功能

模仿原生Servlet的规范，自己写一个简单的Servlet，我写了一个Servlet接口，一个HttpServlet抽象类实现Servlet接口，一个实现类(实现计算器功能)继承HttpServlet。因为原生的Servlet的service方法不管是doPost，还是doGet，都有两个对象HttpServlet request；HttpServlet response，所以我也模仿创建了Request类和Response类。

Response类比较简单，就是一个写死的响应头，只返回text文件类型，接收ResquetHander给它的outputStream，作为一个属性。

Requset类的作用就是存储httpRequest的信息，里面的属性有method，uri，，存储parms的HashMap<String,String> ，我在它的构造函数里面传入一个inputStream，这个inputSream由ResquetHander提供，就是ResquetHander调用Request的构造函数，把它从socket里get到的输入流传给这个构造函数，然后在Requset的构造函数里面还写了一个init()初始化方法，在初始化方法里，我用了一个转换流InputStreamReader将inputSream转换为bufferedReader，因为这个转换流可以设置utf-8编码，并且buffferedReader支持readLine(),一行一行的读取数据，通过这个方法获取整个url，然后根据字符串分割获取uri和parms，将uri赋给类属性，将parms put进这个类声明的map里去。这些属性就可以在Servlet的Service方法中被使用。Servlet我是这么构建的，servelt接口里面有下面的三个方法

在HttpServlet抽象类里面实现这三个方法，实际上只写了service方法，只不过我用抽象模板模式把service里的doGet，doPost方法抽象出来让它的子类实现CalServlet来实现具体的业务。

emm，其实在这一步我还没用到反射加容器get对应URI的Servlet，是手动new一个Servlet出来。

容器的构建

使用dom4j来读取xml配置文件里面的信息，构建三个 ConcurrentHashMap 分别存储<name，servlet全类名>键值对，和<uri,name>键值对，<name，servlet实例>键值对，那么前面的手动new一个Servlet，就可以改成从map里获取servlet实例。

接收HTTP request和response

我定义了两个类，分别是response和request，requset里面的属性有method，uri，存储parms的HashMap<String,String>,这个类的构造函数需要传一个inputStream属性进来。这里我用了一个转换流InputStreamReader将inputSream转换为bufferedReader，因为这个转换流可以设置utf-8编码，并且buffferedReader支持readLine(),一行一行的读取数据，通过这个方法获取整个url，然后根据字符串分割获取uri和parms，将uri赋给类属性，将parms put进这个类声明的map里去

main方法里面起一个ServerSocket监听8080端口，每来一个请求，就getSocket并将它作为参数传给一个分发器类，启动这个线程，这个分发器类实现了runable接口，分发器顾名思义负责分发它是每来一个请求，就起一个socket.getInputStream和一个socket.getOutputStream，然后将这两个流作为参数传给这两个类，类名叫request和response，分别存储http请求和响应，属性除了http协议里的method，uri等之外，还各有一个InputStream或者OutputStream，resquest类负责解析读取的http请求，获取到method，uri，response的响应头是写死的

得到uri后看uri是否对应到一个servlet，如果对应到就去调用servlet实例

总结：对于servlet的模拟实现，因为真正的servlet是有两个hashMap，维护了<uri,servletname>键值对和<servletname,servlet实例>，它工作的时候，肯定是先根据uri找servletName，再通过servletName找servlet实例。