MINA、Netty、Twisted一起学（八）：HTTP服务器

文章目录

1. HTTP协议
2. MINA
3. Netty
4. Twisted
5. 客户端
6. MINA、Netty、Twisted一起学系列
1. 6.1. 源码

HTTP协议应该是目前使用最多的应用层协议了，用浏览器打开一个网站就是使用HTTP协议进行数据传输。

HTTP协议也是基于TCP协议，所以也有服务器和客户端。HTTP客户端一般是浏览器，当然还有可能是其他东西。HTTP服务器，也就是Web服务器，目前已经有很多成熟的产品，例如Apache HTTP Server、Tomcat、Nginx、IIS等。

本文的内容不是讲解如何使用以上的HTTP服务器，而是要分别用MINA、Netty、Twisted实现一个简单的HTTP服务器。

HTTP协议

首先，要简单了解一下HTTP协议。

HTTP协议是请求/响应式的协议，客户端需要发送一个请求，服务器才会返回响应内容。例如在浏览器上输入一个网址按下Enter，或者提交一个Form表单，浏览器就会发送一个请求到服务器，而打开的网页的内容，就是服务器返回的响应。

下面了解一下HTTP请求和响应包含的内容。

HTTP请求有很多种method，最常用的就是GET和POST，每种method的请求之间会有细微的区别。下面分别分析一下GET和POST请求。

GET请求

下面是浏览器对http://localhost:8081/test?name=XXG&age=23的GET请求时发送给服务器的数据：

可以看出请求包含request line和header两部分。其中request line中包含method（例如GET、POST）、request uri和protocol version三部分，三个部分之间以空格分开。request line和每个header各占一行，以换行符CRLF（即\r\n）分割。

POST请求

下面是浏览器对http://localhost:8081/test的POST请求时发送给服务器的数据，同样带上参数name=XXG&age=23：

可以看出，上面的请求包含三个部分：request line、header、message，比之前的GET请求多了一个message body，其中header和message body之间用一个空行分割。POST请求的参数不在URL中，而是在message body中，header中多了一项Content-Length用于表示message body的字节数，这样服务器才能知道请求是否发送结束。这也就是GET请求和POST请求的主要区别。

HTTP响应

HTTP响应和HTTP请求非常相似，HTTP响应包含三个部分：status line、header、massage body。其中status line包含protocol version、状态码（status code）、reason phrase三部分。状态码用于描述HTTP响应的状态，例如200表示成功，404表示资源未找到，500表示服务器出错。

在上面的HTTP响应中，Header中的Content-Length同样用于表示message body的字节数。Content-Type表示message body的类型，通常浏览网页其类型是HTML，当然还会有其他类型，比如图片、视频等。

学习了HTTP协议后，那么就可以分别通过MINA、Netty、Twisted实现针对请求的解码器和针对响应的编码器来实现一个HTTP服务器。实际上HTTP协议的细节还有很多，自己实现起来没那么容易。不过，MINA、Netty、Twisted都已经提供了针对HTTP协议的编码解码器和一些实用的API。

MINA

MINA中有一个mina-http-2.0.7.jar包，专门用于处理HTTP协议。在下面的代码中，需要将这个jar包引入到项目中。

HTTP协议的请求解码器和响应编码器即HttpServerCodec，它会将HTTP客户端请求转成HttpRequest对象，将HttpResponse对象编码成HTTP响应发送给客户端。需要注意的是，HttpRequest和HttpResponse的实现类对象都没有包含message body部分，所以下面代码中body还通过原始的IoBuffer类型来构造。

public class HttpServer {

	public static void main(String[] args) throws IOException {
		IoAcceptor acceptor = new NioSocketAcceptor();
		acceptor.getFilterChain().addLast("codec", new HttpServerCodec());
		acceptor.setHandler(new HttpServerHandle());
		acceptor.bind(new InetSocketAddress(8080));
	}
}

class HttpServerHandle extends IoHandlerAdapter {

	@Override
	public void exceptionCaught(IoSession session, Throwable cause)
			throws Exception {
		cause.printStackTrace();
	}

	@Override
	public void messageReceived(IoSession session, Object message)
			throws Exception {

		if (message instanceof HttpRequest) {

			// 请求，解码器将请求转换成HttpRequest对象
			HttpRequest request = (HttpRequest) message;

			// 获取请求参数
			String name = request.getParameter("name");
			if(name == null) {
				name = "World";
			}
			name = URLDecoder.decode(name, "UTF-8");

			// 响应HTML
			String responseHtml = "<html><body>Hello, " + name + "</body></html>";
			byte[] responseBytes = responseHtml.getBytes("UTF-8");
			int contentLength = responseBytes.length;

			// 构造HttpResponse对象，HttpResponse只包含响应的status line和header部分
			Map<String, String> headers = new HashMap<String, String>();
			headers.put("Content-Type", "text/html; charset=utf-8");
			headers.put("Content-Length", Integer.toString(contentLength));
			HttpResponse response = new DefaultHttpResponse(HttpVersion.HTTP_1_1, HttpStatus.SUCCESS_OK, headers);

			// 响应BODY
			IoBuffer responseIoBuffer = IoBuffer.allocate(contentLength);
			responseIoBuffer.put(responseBytes);
	        responseIoBuffer.flip();

	        session.write(response); // 响应的status line和header部分
	        session.write(responseIoBuffer); // 响应body部分
		}
	}
}

Netty

Netty和MINA非常类似。唯一有区别的地方就是FullHttpResponse可以包含响应的message body。

public class HttpServer {

	public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
		EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup();
		EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();
		try {
			ServerBootstrap b = new ServerBootstrap();
			b.group(bossGroup, workerGroup)
					.channel(NioServerSocketChannel.class)
					.childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
						@Override
						public void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
							ChannelPipeline pipeline = ch.pipeline();
							pipeline.addLast(new HttpServerCodec());
							pipeline.addLast(new HttpServerHandler());
						}
					});
			ChannelFuture f = b.bind(8080).sync();
			f.channel().closeFuture().sync();
		} finally {
			workerGroup.shutdownGracefully();
			bossGroup.shutdownGracefully();
		}
	}
}

class HttpServerHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {

	@Override
	public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws UnsupportedEncodingException {

		if (msg instanceof HttpRequest) {

			// 请求，解码器将请求转换成HttpRequest对象
			HttpRequest request = (HttpRequest) msg;

			// 获取请求参数
			QueryStringDecoder queryStringDecoder = new QueryStringDecoder(request.uri());
			String name = "World";
			if(queryStringDecoder.parameters().get("name") != null) {
					name = queryStringDecoder.parameters().get("name").get(0);
			}

			// 响应HTML
			String responseHtml = "<html><body>Hello, " + name + "</body></html>";
			byte[] responseBytes = responseHtml.getBytes("UTF-8");
			int contentLength = responseBytes.length;

			// 构造FullHttpResponse对象，FullHttpResponse包含message body
			FullHttpResponse response = new DefaultFullHttpResponse(HttpVersion.HTTP_1_1, HttpResponseStatus.OK, Unpooled.wrappedBuffer(responseBytes));
			response.headers().set("Content-Type", "text/html; charset=utf-8");
			response.headers().set("Content-Length", Integer.toString(contentLength));

			ctx.writeAndFlush(response);
		}
	}

	@Override
	public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) {
		cause.printStackTrace();
		ctx.close();
	}
}

Twisted

Twisted的HTTP相比MINA、Netty来说功能最完善。Twisted不但包含HTTP协议的编码器和解码器以及相关API，还提供了一整套Web应用解决方案。想完整学习的话可以参考官方文档。

# -*- coding:utf-8 –*-

from twisted.web import server, resource
from twisted.internet import reactor

class MainResource(resource.Resource):

    isLeaf = True

    # 用于处理GET类型请求
    def render_GET(self, request):

        # name参数
        name = 'World'
        if request.args.has_key('name'):
            name = request.args['name'][0]

        # 设置响应编码
        request.responseHeaders.addRawHeader("Content-Type", "text/html; charset=utf-8")

        # 响应的内容直接返回
        return "<html><body>Hello, " + name + "</body></html>"


site = server.Site(MainResource())
reactor.listenTCP(8080, site)
reactor.run()