如何用单线程实现和多个客户机通讯？

用Java实现Web服务器
林辉摘要
WWW的工作基于客户机/服务器计算模型，由Web 浏览器(客户机)和Web服务器(服务器)构成，两者之间采用超文本传送协议（HTTP）进行通信，HTTP协议的作用原理包括四个步骤：连接，请求，应答。根据上述HTTP协议的作用原理，本文实现了GET请求的Web服务器程序的方法，通过创建ServerSocket类对象，监听端口8080；等待、接受客户机连接到端口8080；创建与socket字相关联的输入流和输出流;然后，读取客户机的请求信息，若请求类型是GET，则从请求信息中获取所访问的HTML文件名，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。最后，关闭与相应Web浏览器连接的socket字。一、HTTP协议的作用原理
WWW是以Internet作为传输媒介的一个应用系统，WWW网上最基本的传输单位是Web网页。WWW的工作基于客户机/服务器计算模型，由Web 浏览器(客户机)和Web服务器(服务器)构成，两者之间采用超文本传送协议（HTTP）进行通信。HTTP协议是基于TCP/IP协议之上的协议，是Web浏览器和Web服务器之间的应用层协议，是通用的、无状态的、面向对象的协议。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。
例：假设客户机与www.mycompany.com:8080/mydir/index.html建立了连接，就会发送GET命令：GET /mydir/index.html HTTP/1.0。主机名为www.mycompany.com的Web服务器从它的文档空间中搜索子目录mydir的文件index.html。如果找到该文件，Web服务器把该文件内容传送给相应的Web浏览器。
为了告知 Web浏览器传送内容的类型，Web服务器首先传送一些HTTP头信息，然后传送具体内容（即HTTP体信息），HTTP头信息和HTTP体信息之间用一个空行分开。
常用的HTTP头信息有：
① HTTP 1.0 200 OK
这是Web服务器应答的第一行，列出服务器正在运行的HTTP版本号和应答代码。代码“200 OK”表示请求完成。
② MIME_Version:1.0
它指示MIME类型的版本。
③ content_type:类型
这个头信息非常重要，它指示HTTP体信息的MIME类型。如：content_type:text/html指示传送的数据是HTML文档。
④ content_length:长度值
它指示HTTP体信息的长度（字节）。
(4) 关闭连接：当应答结束后，Web浏览器与Web服务器必须断开，以保证其它Web浏览器能够与Web服务器建立连接。
二、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。这是为了区别于HTTP的标准TCP/IP端口80而取的;
(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浏览器连接的socket字。
下面的程序是根据上述方法编写的、可实现多线程的Web服务器，以保证多个客户机能同时与该Web服务器连接。
程序1:WebServer.java文件
//WebServer.java 用JAVA编写Web服务器
import java.io.*;
import java.net.*;
public class WebServer {
public static void main(String args[]) {
int i=1, PORT=8080;
ServerSocket server=null;
Socket client=null;
try {
server=new ServerSocket(PORT);
System.out.println("Web Server is listening on port "+server.getLocalPort());
for (;;) {
client=server.accept(); //接受客户机的连接请求
new ConnectionThread(client,i).start();
i++;
}
} catch (Exception e) {System.out.println(e);}
}
}/* ConnnectionThread类完成与一个Web浏览器的通信 */
class ConnectionThread extends Thread {
Socket client; //连接Web浏览器的socket字
int counter; //计数器
public ConnectionThread(Socket cl,int c) {
client=cl;
counter=c;
}
public void run() //线程体
{
try {
String destIP=client.getInetAddress().toString(); //客户机IP地址
int destport=client.getPort(); //客户机端口号
System.out.println("Connection "+counter+":connected to "+destIP+" on port "+destport+".");
PrintStream outstream=new PrintStream(client.getOutputStream());
DataInputStream instream=new DataInputStream(client.getInputStream());
String inline=instream.readLine(); //读取Web浏览器提交的请求信息
System.out.println("Received:"+inline);
if (getrequest(inline)) { //如果是GET请求
String filename=getfilename(inline);
File file=new File(filename);
if (file.exists()) { //若文件存在，则将文件送给Web浏览器
System.out.println(filename+" requested.");
outstream.println("HTTP/1.0 200 OK");
outstream.println("MIME_version:1.0");
outstream.println("Content_Type:text/html");
int len=(int)file.length();
outstream.println("Content_Length:"+len);
outstream.println("");
sendfile(outstream,file); //发送文件
outstream.flush();
} else { //文件不存在时
String notfound="<html><head><title>Not Found</title></head>
<body><h1>Error 404-file not found</h1></body></html>";
outstream.println("HTTP/1.0 404 no found");
outstream.println("Content_Type:text/html");
outstream.println("Content_Length:"+notfound.length()+2);
outstream.println("");
outstream.println(notfound);
outstream.flush();
}
}
long m1=1;
while (m1<11100000) {m1++;} //延时
client.close();
} catch (IOException e) {
System.out.println("Exception:"+e);
}
}/* 获取请求类型是否为“GET” */
boolean getrequest(String s) {
if (s.length()>0)
{
if (s.substring(0,3).equalsIgnoreCase("GET")) return true;
}
return false;
}/* 获取要访问的文件名 */
String getfilename(String s) {
String f=s.substring(s.indexOf(' ')+1);
f=f.substring(0,f.indexOf(' '));
try {
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 */
void sendfile(PrintStream outs,File file) {
try {
DataInputStream in=new DataInputStream(new FileInputStream(file));
int len=(int)file.length();
byte buf[]=new byte[len];
in.readFully(buf);
outs.write(buf,0,len);
outs.flush();
in.close();
} catch (Exception e) {
System.out.println("Error retrieving file.");
System.exit(1);
}
}
}程序中的ConnectionThread线程子类用来分析一个Web浏览器提交的请求，并将应答信息传回给Web浏览器。其中，getrequest()方法用来检测客户的请求是否为“GET”；getfilename(s)方法是从客户请求信息s中获取要访问的HTML文件名；sendfile()方法把指定文件内容通过socket传回给Web浏览器。
对上述程序的getrequest()方法和相关部分作修改，也能对POST请求进行处理。
三、运行实例
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文件置于网络的某台主机的同一目录中（如：主机NT40SRV的C：\JWEB目录）。
程序2：index.html文件
<HTML>
<HEAD>
<META HTTP-EQUIV="Content-Type" content="text/html; charset=gb_2312-80">
<TITLE>Java Web服务器</TITLE>
</HEAD>
<BODY>
<h3>这是用JAVA写出的WEB服务器主页</h3>
1998年8月28日
<hr>
</BODY>
</HTML>
首先在该主机上用java命令运行WebServer.class:
C:\jweb>java webserver
然后在客户机运行浏览器软件，在URL处输入WebServer程序所属的URL地址（如：http://nt40srv:8080/index.html），就在浏览器窗口显示出指定的HTML文档。
注意，不能缺省端口号8080，如缺省，则运行该主机的正常WEB服务器。
说明，不具备网络条件的可在安装了Windows 95的单机上进行测试，方法是用localhost或127.0.0.1代替URL地址的域名部分，即URL地址为http://localhost:8080, 显示效果
for (;;) {
client=server.accept(); //接受客户机的连接请求
new ConnectionThread(client,i).start();
i++;
}
这段代码就是为每一个客户连接开始一个新的线程，
你说的这个方法我在用，
但是这是不可扩展的，如果连接客户多的话，就需要开始很多线程
所以我想使用单路复用，就是用一个线程循环处理每个客户连接，比如：当客户连接没有数据输入时，就开始处理下一个客户连接的一条请求，然后处理下一个客户的请求，这样在一个线程中循环（客户连接是一个持续的连接，不是像http连接一样是在有限的时间内处理完的）
给你一个用NIO的例子：<PRE>
import java.io.*;
import java.net.*;
import java.nio.*;
import java.nio.channels.*;
import java.util.*;public class MultiplexingChatServer implements Runnable
{
private int port;
private Vector sockets = new Vector();
private Set closedSockets = new HashSet(); public MultiplexingChatServer( int port ) {
this.port = port;
Thread t = new Thread( this, "MultiplexingChatServer" );
t.start();
} public void run() {
try {
ServerSocketChannel ssc = ServerSocketChannel.open();
ssc.configureBlocking( false );
ServerSocket ss = ssc.socket();
InetSocketAddress isa = new InetSocketAddress( port );
ss.bind( isa );
Selector selector = Selector.open();
ssc.register( selector, SelectionKey.OP_ACCEPT );
System.out.println( "Listening on port "+port ); ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate( 4096 );
while (true) {
int numKeys = selector.select(); if (numKeys>0) {

Set skeys = selector.selectedKeys(); Iterator it = skeys.iterator();
while (it.hasNext()) {
SelectionKey rsk = (SelectionKey)it.next();
int rskOps = rsk.readyOps();
if ((rskOps & SelectionKey.OP_ACCEPT) == SelectionKey.OP_ACCEPT) {
Socket socket = ss.accept();
System.out.println( "Connection from "+socket );
sockets.addElement( socket );
SocketChannel sc = socket.getChannel();
sc.configureBlocking( false );
sc.register( selector, SelectionKey.OP_READ );
selector.selectedKeys().remove( rsk );
} else if ((rskOps & SelectionKey.OP_READ) == SelectionKey.OP_READ) {
SocketChannel ch = (SocketChannel)rsk.channel();
selector.selectedKeys().remove( rsk );
buffer.clear();
ch.read( buffer );
buffer.flip();
System.out.println( "Read "+buffer.limit()+ " bytes from "+ch.socket() );
if (buffer.limit()==0) {
System.out.println( "closing on 0 read" );
rsk.cancel();
Socket socket = ch.socket();
close( socket );
} else {
sendToAll( buffer );
}
}
}
removeClosedSockets();
}
}
} catch( IOException ie ) {
ie.printStackTrace();
}
} // This method is identical to
// PollingChatServer.sendToAll()
private void sendToAll( ByteBuffer bb ) {
for (Enumeration e=sockets.elements(); e.hasMoreElements();) {
Socket socket = null;
try {
socket = (Socket)e.nextElement();
SocketChannel sc = socket.getChannel();
bb.rewind();
while (bb.remaining()>0) {
sc.write( bb );
}
} catch( IOException ie ) {
closedSockets.add( socket );
}
}
} private void close( Socket socket ) {
closedSockets.add( socket );
} // This method is identical to
// PollingChatServer.removeClosedSockets()
private void removeClosedSockets() {
for (Iterator it=closedSockets.iterator(); it.hasNext();) {
Socket socket = (Socket)it.next();
sockets.remove( socket );
System.out.println( "Removed "+socket );
}
closedSockets.clear();
} static public void main( String args[] ) throws Exception {
int port = Integer.parseInt( args[0] );
new MultiplexingChatServer( port );
}}
</PRE>

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