企业官网建设流程全解析

这一章要回答的问题

在地址栏输入一个 URL，回车，页面上显示响应内容。这些内容是怎样由 Java 程序返回的？

这一章不使用 Tomcat，也不使用 Spring。RawHttpServer创建一个监听程序，实现一个简单的 Web 服务：建立网络连接，处理 HTTP 协议。建立连接依赖java.net.ServerSocket和java.net.Socket。请求的解析和响应的写回，由HttpRequest和HttpResponse完成。后面的框架会接管其中几步。接管之前，先看清这几步是什么。

类关系

三个类的职责分开。RawHttpServer负责监听和调度。HttpRequest负责把输入流解析为方法、目标和首部。HttpResponse负责根据HttpRequest生成响应，并写入输出流。网络连接不由这三个类实现。RawHttpServer.start创建ServerSocket，accept返回Socket。

ServerSocket和Socket来自 JDK 的java.net。HttpRequest不引用RawHttpServer。HttpResponse只在write的参数中使用HttpRequest，读取method和target来生成正文。

一次请求的调用顺序

进程启动后，RawHttpServer.start创建ServerSocket并调用accept，线程在此阻塞。用户在浏览器中输入 URL 后，浏览器与该端口建立连接并发送 HTTP 请求。accept返回Socket。handle从输入流解析出HttpRequest，再由HttpResponse.write把响应写入Socket的输出流。浏览器收到响应后显示正文。

运行示例

示例在codes/ch01-raw-http。本系列使用 JDK 17。在这个目录执行：

mvn -q package java -cp target/classes demo.http.RawHttpServer

当前终端若仍是 JDK 8，Maven 会使用那套javac，上面的代码无法编译。把JAVA_HOME设置为 JDK 17 的安装目录后再执行。

程序向标准输出打印listening 8080之后，用浏览器访问http://127.0.0.1:8080/hello。响应正文是两行：

method=GET target=/hello

查看响应后终止进程。这个程序一次只处理一条连接。当前连接未结束时，后续连接请求处于等待。

浏览器发送的是一段文本

浏览器和程序之间先建立一条连接。程序里这条连接的类型是Socket。数据通过这条连接发送。标准输出会打印GET /hello。浏览器实际发送的，是类似这样的一段：

GET /first HTTP/1.1 Host: localhost Connection: keep-alive

这称为一次 HTTP 请求，由三部分组成。

第一行称为请求行，以空格分隔为三部分：方法、目标、版本。GET表示读取。/first是路径，也就是目标。HTTP/1.1是双方约定的报文格式。

后面每一行是一个首部，格式是名字: 值。Host表示请求的主机名。空行表示首部结束。GET请求通常没有正文。提交表单时，正文位于这个空行之后。这一章的程序不读取正文。

HttpRequest.read把这段报文解析为一个对象。请求行按空格拆分，首部读取到空行为止。文件是codes/ch01-raw-http/src/main/java/demo/http/HttpRequest.java。

String[]parts=requestLine.split(" ",3);if(parts.length<3){thrownewIOException("bad request line");}Map<String,String>headers=newLinkedHashMap<>();Stringline;while((line=reader.readLine())!=null&&!line.isEmpty()){intcolon=line.indexOf(':');if(colon>0){Stringname=line.substring(0,colon).trim().toLowerCase();Stringvalue=line.substring(colon+1).trim();headers.put(name,value);}}returnnewHttpRequest(parts[0],parts[1],parts[2],headers);

parts[0]是方法，parts[1]是目标，parts[2]是版本。目标中如果包含?之后的查询参数，这一章先作为目标的一部分保留，不进一步解析。首部名转换为小写，后续按connection查找时不再区分大小写。

这个对象只保存这一次解析得到的内容。

程序返回的也是一段文本

返回的这段文本称为 HTTP 响应，同样由三部分组成：状态行、首部、正文。

HTTP/1.1 200 OK是状态行。200表示成功。Content-Type声明正文是 UTF-8 文本。Content-Length是正文的字节数，浏览器根据它判断这一次响应在何处结束。首部和正文之间也是一个空行。

构造并写回这段响应的代码在HttpResponse.java。

byte[]body=body(request);Stringconnection=close?"close":"keep-alive";Stringheaders="HTTP/1.1 200 OK\r\n"+"Content-Type: text/plain; charset=UTF-8\r\n"+"Content-Length: "+body.length+"\r\n"+"Connection: "+connection+"\r\n"+"\r\n";out.write(headers.getBytes(StandardCharsets.US_ASCII));out.write(body);out.flush();

每一行以\r\n结束，这是 HTTP 规定的换行。首部以 ASCII 编码写入。正文以 UTF-8 编码，长度按字节计算，因为一个汉字占用的字节数和字符数不同。flush将缓冲区中的字节写入连接。浏览器收到完整响应后即可渲染，不必等待连接关闭。

正文只拼接当前请求的方法和目标：

Stringtext="method="+request.method()+"\n"+"target="+request.target()+"\n";

请求/hello时，响应正文是target=/hello。再请求/other时，响应正文是target=/other。程序不保留上一次请求的路径。

RawHttpServer的字段只有监听端口。HTTP 协议不保存客户端状态。每次请求携带本次所需的信息。这种性质称为无状态。

若要保存登录状态或购物车，这些状态必须放在服务器进程中的对象里，由程序自己创建。协议不负责保存它们。后面几章处理这些状态存放在哪个对象中、由谁创建、生命周期有多长。

一条连接上可以连续发送多次请求

accept返回的是一条Socket连接。一条连接可以传输多次请求。HTTP/1.1 在一次响应发送完成后，默认保持连接，浏览器可以在同一条连接上发送下一次请求。这种用法称为 keep-alive。

连接是否关闭，由wantsClose决定：

booleanwantsClose(){if("close".equalsIgnoreCase(headers.get("connection"))){returntrue;}returnversion.startsWith("HTTP/1.0");}

首部为Connection: close时，本次请求处理完成后关闭连接。版本为HTTP/1.0时，默认也在响应完成后关闭连接。其余情况保持连接。

RawHttpServer.handle在这条连接上循环读取请求、写回响应：

while(true){HttpRequestrequest=HttpRequest.read(reader);if(request==null){return;}System.out.println(request.method()+" "+request.target());booleanclose=request.wantsClose();HttpResponse.write(socket.getOutputStream(),request,close);if(close){return;}}

响应写回之后，循环回到read，等待同一条连接上的下一次请求。读取到输入流结束时，read返回null，循环终止。

因此，连接的生命周期和一次请求的生命周期是两回事。后面说「每次请求新建一个请求对象」时，新建的是这一次请求报文对应的对象。连接可以继续保持。

这个程序一次只处理一条连接

监听循环在RawHttpServer.start：

while(true){Socketsocket=server.accept();try{handle(socket);}catch(IOExceptionex){System.out.println("connection closed: "+ex.getMessage());}}

accept返回一条连接之后，当前线程进入handle。handle返回后，才会再次调用accept。连接保持打开时，线程阻塞在下一次readLine，后续连接请求只能等待。

到这里，三件事都由这段程序完成：监听端口、将报文解析为方法和路径、使其他连接排队等待。/hello和/other都返回状态码200，差别只在响应正文中的目标。路径尚未映射到不同的类。

Tomcat 随后会接管这三件事。应用程序拿到的是已经解析完成的请求，再负责生成并返回结果。在此之前，先确认这三件事就是上面这些 Java 代码。

结论

• 一次请求是一段文本：请求行、首部，有时还有正文。响应是状态行、首部和正文。
• HTTP 不保存上一次请求的状态。响应中的方法和路径，只来自刚刚读取并解析的那段报文。
• 一条连接上可以连续发送多次请求。连接是否关闭，取决于协议版本和Connection首部。
• 这个程序在处理完当前连接之前，不能接受下一条连接。监听端口、解析报文、连接排队，现在都在RawHttpServer中。

下一章要处理的问题

路径目前只被读取，并输出到标准输出。还没有一个由我们编写的类，在约定的时机被调用。下一章实现一个很小的容器：它根据接口创建对象，再调用这个对象的方法。Servlet 就是这种约定。