模拟tomcat连接器

Tomcat中的连接器是一个独立的模块，可以被插入到servlet容器中，而且还有很多连接器可以使用。例如Coyote,mod_jk,mod_jk2,mod_webapp等。Tomcat中使用的连接器必须满足以下条件： 

1.实现org.apache.catalina.Connector接口

2.负责创建实现了org.apache.catalina.Request接口的request对象

3.负责创建实现了org.apache.catalina.Response接口的response对象

Tomcat的连接器等待引入的HTTP请求，创建request对象和response对象，然后调用org.apache.catalina.Container接口的invoke()方法，将request对象和response对象传给servlet容器。

Java代码  

1. package com.whatsmars.tomcat.connector;  
2.   
3. /** 
4.  * Created by shenhongxi on 16/4/11. 
5.  */  
6. public final class Bootstrap {  
7.   
8.     public static void main(String[] args) {  
9.         HttpConnector connector = new HttpConnector();  
10.         Container container = new SimpleContainer();  
11.         connector.setContainer(container);  
12.         connector.setBufferSize(2048);  
13.         connector.start();  
14.     }  
15. }  

Java代码  

1. package com.whatsmars.tomcat.connector;  
2.   
3. import java.io.IOException;  
4. import java.net.InetAddress;  
5. import java.net.ServerSocket;  
6. import java.net.Socket;  
7.   
8. /** 
9.  * Created by shenhongxi on 16/4/11. 
10.  */  
11. public class HttpConnector implements Runnable {  
12.   
13.     private Container container;  
14.   
15.     boolean stopped;  
16.   
17.     private String scheme = "http";  
18.   
19.     private int bufferSize;  
20.   
21.     public void run() {  
22.         ServerSocket serverSocket = null;  
23.         int port = 8080;  
24.         try {  
25.             serverSocket = new ServerSocket(port, 1, InetAddress.getByName("127.0.0.1"));  
26.         } catch (IOException e) {  
27.             e.printStackTrace();  
28.             System.exit(1);  
29.         }  
30.         while (!stopped) {  
31.             // Accept the next incoming connection from the server socket  
32.             Socket socket = null;  
33.             try {  
34.                 socket = serverSocket.accept();  
35.             } catch (Exception e) {  
36.                 continue;  
37.             }  
38.             // Hand this socket off to an HttpProcessor  
39.             HttpProcessor processor = new HttpProcessor(this);  
40.             processor.process(socket);  
41.         }  
42.     }  
43.   
44.     public void start() {  
45.         new Thread(this).start();  
46.     }  
47.   
48.     public String getScheme() {  
49.         return scheme;  
50.     }  
51.   
52.     public int getBufferSize() {  
53.         return bufferSize;  
54.     }  
55.   
56.     public void setBufferSize(int bufferSize) {  
57.         this.bufferSize = bufferSize;  
58.     }  
59.   
60.     public Container getContainer() {  
61.         return container;  
62.     }  
63.   
64.     public void setContainer(Container container) {  
65.         this.container = container;  
66.     }  
67. }  

Java代码  

1. package com.whatsmars.tomcat.connector;  
2.   
3. import org.apache.catalina.util.Enumerator;  
4. import org.apache.catalina.util.ParameterMap;  
5. import org.apache.catalina.util.RequestUtil;  
6.   
7. import javax.servlet.*;  
8. import javax.servlet.http.*;  
9. import java.io.BufferedReader;  
10. import java.io.IOException;  
11. import java.io.UnsupportedEncodingException;  
12. import java.security.Principal;  
13. import java.util.*;  
14.   
15. /** 
16.  * Created by shenhongxi on 16/4/11. 
17.  */  
18. public class HttpRequest implements HttpServletRequest {  
19.   
20.     private String requestURI;  
21.     private int contentLength;  
22.     private String contentType;  
23.     private String queryString;  
24.     private String method;  
25.     private String protocol;  
26.   
27.     protected Map headers = new HashMap();  
28.   
29.     protected SocketInputStream input;  
30.   
31.     /** 
32.      * The parsed parameters for this request.  This is populated only if 
33.      * parameter information is requested via one of the 
34.      * <code>getParameter()</code> family of method calls.  The key is the 
35.      * parameter name, while the value is a String array of values for this 
36.      * parameter. 
37.      * <p> 
38.      * <strong>IMPLEMENTATION NOTE</strong> - Once the parameters for a 
39.      * particular request are parsed and stored here, they are not modified. 
40.      * Therefore, application level access to the parameters need not be 
41.      * synchronized. 
42.      */  
43.     protected ParameterMap parameters = null; // extends LinkedHashMap has a boolean var 'locked'  
44.   
45.     /** 
46.      * Have the parameters for this request been parsed yet? 
47.      */  
48.     protected boolean parsed = false;  
49.   
50.     public HttpRequest(SocketInputStream input) {  
51.         this.input = input;  
52.     }  
53.   
54.     public void addHeader(String name, String value) {  
55.         name = name.toLowerCase();  
56.         synchronized (headers) {  
57.             ArrayList values = (ArrayList) headers.get(name);  
58.             if (values == null) {  
59.                 values = new ArrayList();  
60.                 headers.put(name, values);  
61.             }  
62.             values.add(value);  
63.         }  
64.     }  
65.   
66.     public String getParameter(String name) {  
67.         parseParameters();  
68.         String values[] = (String[]) parameters.get(name);  
69.         if (values != null)  
70.             return (values[0]);  
71.         else  
72.             return (null);  
73.     }  
74.   
75.     public Map getParameterMap() {  
76.         parseParameters();  
77.         return (this.parameters);  
78.     }  
79.   
80.     public Enumeration getParameterNames() {  
81.         parseParameters();  
82.         return (new Enumerator(parameters.keySet()));  
83.     }  
84.   
85.     public String[] getParameterValues(String name) {  
86.         parseParameters();  
87.         String values[] = (String[]) parameters.get(name);  
88.         if (values != null)  
89.             return (values);  
90.         else  
91.             return null;  
92.     }  
93.   
94.     /** 
95.      * Parse the parameters of this request, if it has not already occurred. 
96.      * If parameters are present in both the query string and the request 
97.      * content, they are merged. 
98.      */  
99.     protected void parseParameters() {  
100.         if (parsed) return;  
101.         ParameterMap results = parameters;  
102.         if (results == null)  
103.             results = new ParameterMap();  
104.         results.setLocked(false);  
105.         String encoding = getCharacterEncoding();  
106.         if (encoding == null)  
107.             encoding = "ISO-8859-1";  
108.   
109.         // Parse any parameters specified in the query string  
110.         String queryString = getQueryString();  
111.         try {  
112.             RequestUtil.parseParameters(results, queryString, encoding);  
113.         } catch (Exception e) {  
114.             ;  
115.         }  
116.   
117.         // Parse any parameters specified in the input stream  
118.         String contentType = getContentType();  
119.         if (contentType == null)  
120.             contentType = "";  
121.         int semicolon = contentType.indexOf(';');  
122.         if (semicolon >= 0) {  
123.             contentType = contentType.substring(0, semicolon).trim();  
124.         } else {  
125.             contentType = contentType.trim();  
126.         }  
127.         if ("POST".equals(getMethod()) && (getContentLength() > 0)  
128.                 && "application/x-www-form-urlencoded".equals(contentType)) {  
129.             try {  
130.                 int max = getContentLength();  
131.                 int len = 0;  
132.                 byte buf[] = new byte[getContentLength()];  
133.                 ServletInputStream is = getInputStream();  
134.                 while (len < max) {  
135.                     int next = is.read(buf, len, max - len);  
136.                     if (next < 0 ) {  
137.                         break;  
138.                     }  
139.                     len += next;  
140.                 }  
141.                 is.close();  
142.                 if (len < max) {  
143.                     throw new RuntimeException("Content length mismatch");  
144.                 }  
145.                 RequestUtil.parseParameters(results, buf, encoding);  
146.             } catch (UnsupportedEncodingException ue) {  
147.                 ;  
148.             } catch (IOException e) {  
149.                 throw new RuntimeException("Content read fail");  
150.             }  
151.         }  
152.   
153.         // Store the final results  
154.         results.setLocked(true);  
155.         parsed = true;  
156.         parameters = results;  
157.     }  
158.   
159.     public void setRequestURI(String requestURI) {  
160.         this.requestURI = requestURI;  
161.     }  
162.   
163.     public void setContentLength(int contentLength) {  
164.         this.contentLength = contentLength;  
165.     }  
166.   
167.     public void setContentType(String contentType) {  
168.         this.contentType = contentType;  
169.     }  
170.   
171.     public void setQueryString(String queryString) {  
172.         this.queryString = queryString;  
173.     }  
174.   
175.     public void setMethod(String method) {  
176.         this.method = method;  
177.     }  
178.   
179.     public void setProtocol(String protocol) {  
180.         this.protocol = protocol;  
181.     }  
182.   
183.     // ... other methods  
184. }  

Java代码  

1. package com.whatsmars.tomcat.connector;  
2.   
3. import javax.servlet.ServletOutputStream;  
4. import javax.servlet.http.Cookie;  
5. import javax.servlet.http.HttpServletResponse;  
6. import java.io.IOException;  
7. import java.io.OutputStream;  
8. import java.io.PrintWriter;  
9. import java.util.Collection;  
10. import java.util.Locale;  
11.   
12. /** 
13.  * Created by shenhongxi on 16/4/11. 
14.  */  
15. public class HttpResponse implements HttpServletResponse {  
16.     OutputStream output;  
17.     HttpRequest request;  
18.     PrintWriter writer;  
19.   
20.     public HttpResponse(OutputStream output) {  
21.         this.output = output;  
22.     }  
23.   
24.     public void setRequest(HttpRequest request) {  
25.         this.request = request;  
26.     }  
27.   
28.     /** 
29.      * call this method to send headers and response to the output 
30.      */  
31.     public void finishResponse() {  
32.         // sendHeaders();  
33.         // Flush and close the appropriate output mechanism  
34.         if (writer != null) {  
35.             writer.flush();  
36.             writer.close();  
37.         }  
38.     }  
39.   
40.     public void addCookie(Cookie cookie) {  
41.   
42.     }  
43.   
44.     public boolean containsHeader(String name) {  
45.         return false;  
46.     }  
47.   
48.     public String encodeURL(String url) {  
49.         return null;  
50.     }  
51.   
52.     public String encodeRedirectURL(String url) {  
53.         return null;  
54.     }  
55.   
56.     public String encodeUrl(String url) {  
57.         return null;  
58.     }  
59.   
60.     public String encodeRedirectUrl(String url) {  
61.         return null;  
62.     }  
63.   
64.     public void sendError(int sc, String msg) throws IOException {  
65.   
66.     }  
67.   
68.     public void sendError(int sc) throws IOException {  
69.   
70.     }  
71.   
72.     public void sendRedirect(String location) throws IOException {  
73.   
74.     }  
75.   
76.     // ... other methods  
77. }  

Java代码  

1. package com.whatsmars.tomcat.connector;  
2.   
3. import com.whatsmars.tomcat.servlet.StaticResourceProcessor;  
4.   
5. import javax.servlet.ServletException;  
6. import javax.servlet.http.HttpServletRequest;  
7. import javax.servlet.http.HttpServletResponse;  
8. import java.io.IOException;  
9. import java.io.OutputStream;  
10. import java.net.Socket;  
11.   
12. /** 
13.  * Created by shenhongxi on 16/4/11. 
14.  */  
15. public class HttpProcessor {  
16.   
17.     private HttpConnector connector;  
18.     private HttpRequest request;  
19.     private HttpResponse response;  
20.     private HttpRequestLine requestLine = new HttpRequestLine();  
21.   
22.     public HttpProcessor(HttpConnector connector) {  
23.         this.connector = connector;  
24.     }  
25.   
26.     public void process(Socket socket) {  
27.         SocketInputStream input = null;  
28.         OutputStream output = null;  
29.         try {  
30.             input = new SocketInputStream(socket.getInputStream(), connector.getBufferSize()); // 1.读取套接字的输入流  
31.             output = socket.getOutputStream();  
32.   
33.             // create HttpRequest object and parse  
34.             request = new HttpRequest(input);  
35.             response = new HttpResponse(output);  
36.             response.setRequest(request);  
37.             response.setHeader("Server", "Mars Servlet Container");  
38.               
39.             parseRequest(input, output); // 解析请求行，即HTTP请求的第一行内容  
40.             parseHeaders(input); // 解析请求头  
41.   
42.             if (request.getRequestURI().startsWith("/servlet/")) {  
43.                 connector.getContainer().invoke((HttpServletRequest) request, (HttpServletResponse) response);  
44.             } else {  
45.                 StaticResourceProcessor processor = new StaticResourceProcessor();  
46.                 //processor.process(request, response);  
47.             }  
48.   
49.             socket.close();  
50.         } catch (Exception e) {  
51.             e.printStackTrace();  
52.         }  
53.     }  
54.   
55.     private void parseHeaders(SocketInputStream input) throws IOException, ServletException{  
56.         while (true) { // 一行一行解析完header  
57.             HttpHeader header = new HttpHeader();  
58.             // Read the next header  
59.             input.readHeader(header);  
60.             if (header.nameEnd == 0) {  
61.                 if (header.valueEnd == 0) {  
62.                     return;  
63.                 } else {  
64.                     throw new ServletException("httpProcessor parseHeaders colon");  
65.                 }  
66.             }  
67.             String name = new String(header.name, 0, header.nameEnd);  
68.             String value = new String(header.value, 0, header.valueEnd);  
69.             request.addHeader(name, value);  
70.             // do something for some headers, ignore others.  
71.             if (name.equals("cookie")) {  
72.                 // ...  
73.                 // request.addCookie(cookies[i]);  
74.             } else if (name.equals("content-length")) {  
75.                 int n = -1;  
76.                 try {  
77.                     n = Integer.parseInt(value);  
78.                 } catch (Exception e) {  
79.                     throw new ServletException("httpProcessor.parseHeaders.contentLength");  
80.                 }  
81.                 request.setContentLength(n);  
82.             } else if (name.equals("content-type")) {  
83.                 request.setContentType(value);  
84.             }  
85.         }  
86.     }  
87.   
88.     private void parseRequest(SocketInputStream input, OutputStream output) throws IOException, ServletException {  
89.         input.readRequestLine(requestLine);  
90.   
91.         String method = new String(requestLine.method, 0, requestLine.methodEnd);  
92.         String uri = null;  
93.         String protocol = new String(requestLine.protocol, 0, requestLine.protocolEnd);  
94.   
95.         // Validate the incoming request line  
96.         if (method.length() < 1) {  
97.             throw new ServletException("Missing HTTP request method");  
98.         } else if (requestLine.uriEnd < 1) {  
99.             throw new ServletException("Missing HTTP request URI");  
100.         }  
101.         // Parse any query parameters out of the request URI  
102.         int question = requestLine.indexOf("?");  
103.         if (question >= 0) {  
104.             request.setQueryString(new String(requestLine.uri, question + 1,  
105.                     requestLine.uriEnd - question - 1));  
106.             uri = new String(requestLine.uri, 0, question);  
107.         } else {  
108.             request.setQueryString(null);  
109.             uri = new String(requestLine.uri, 0, requestLine.uriEnd);  
110.         }  
111.         String normalizedUri = normalize(uri);  
112.   
113.         ((HttpRequest) request).setMethod(method);  
114.         request.setProtocol(protocol);  
115.         if (normalizedUri != null) {  
116.             ((HttpRequest) request).setRequestURI(normalizedUri);  
117.         }  
118.         else {  
119.             ((HttpRequest) request).setRequestURI(uri);  
120.         }  
121.   
122.         if (normalizedUri == null) {  
123.             throw new ServletException("Invalid URI: " + uri + "'");  
124.         }  
125.     }  
126.   
127.     // Return a context-relative path, beginning with a "/"  
128.     protected String normalize(String path) {  
129.         if (path == null) return null;  
130.         String normalized = path;  
131.         // ...  
132.         return path;  
133.     }  
134. }  

Java代码  

1. package com.whatsmars.tomcat.connector;  
2.   
3. /** 
4.  * Created by shenhongxi on 16/4/13. 
5.  */  
6. public final class HttpHeader {  
7.   
8.     public static final int INITIAL_NAME_SIZE = 32;  
9.     public static final int INITIAL_VALUE_SIZE = 64;  
10.     public static final int MAX_NAME_SIZE = 128;  
11.     public static final int MAX_VALUE_SIZE = 4096;  
12.   
13.     public char[] name;  
14.     public int nameEnd;  
15.     public char[] value;  
16.     public int valueEnd;  
17.     protected int hashCode = 0;  
18.   
19.     public HttpHeader() {  
20.         this(new char[INITIAL_NAME_SIZE], 0, new char[INITIAL_VALUE_SIZE], 0);  
21.     }  
22.   
23.   
24.     public HttpHeader(char[] name, int nameEnd, char[] value, int valueEnd) {  
25.         this.name = name;  
26.         this.nameEnd = nameEnd;  
27.         this.value = value;  
28.         this.valueEnd = valueEnd;  
29.     }  
30.   
31.   
32.     public HttpHeader(String name, String value) {  
33.         this.name = name.toLowerCase().toCharArray();  
34.         this.nameEnd = name.length();  
35.         this.value = value.toCharArray();  
36.         this.valueEnd = value.length();  
37.     }  
38.   
39.     /** 
40.      * Release all object references, and initialize instance variables, in 
41.      * preparation for reuse of this object. 
42.      */  
43.     public void recycle() {  
44.         nameEnd = 0;  
45.         valueEnd = 0;  
46.         hashCode = 0;  
47.     }  
48.   
49. }  

Java代码  

1. package com.whatsmars.tomcat.connector;  
2.   
3. /** 
4.  * Created by shenhongxi on 16/4/13. 
5.  */  
6. public final class HttpRequestLine {  
7.   
8.     public static final int INITIAL_METHOD_SIZE = 8;  
9.     public static final int INITIAL_URI_SIZE = 64;  
10.     public static final int INITIAL_PROTOCOL_SIZE = 8;  
11.     public static final int MAX_METHOD_SIZE = 1024;  
12.     public static final int MAX_URI_SIZE = 32768;  
13.     public static final int MAX_PROTOCOL_SIZE = 1024;  
14.   
15.     public char[] method;  
16.     public int methodEnd;  
17.     public char[] uri;  
18.     public int uriEnd;  
19.     public char[] protocol;  
20.     public int protocolEnd;  
21.   
22.     public HttpRequestLine() {  
23.         this(new char[INITIAL_METHOD_SIZE], 0, new char[INITIAL_URI_SIZE], 0,  
24.                 new char[INITIAL_PROTOCOL_SIZE], 0);  
25.     }  
26.   
27.   
28.     public HttpRequestLine(char[] method, int methodEnd,  
29.                            char[] uri, int uriEnd,  
30.                            char[] protocol, int protocolEnd) {  
31.         this.method = method;  
32.         this.methodEnd = methodEnd;  
33.         this.uri = uri;  
34.         this.uriEnd = uriEnd;  
35.         this.protocol = protocol;  
36.         this.protocolEnd = protocolEnd;  
37.     }  
38.   
39.     public int indexOf(String str) {  
40.         // ...  
41.         return -1;  
42.     }  
43.   
44.     /** 
45.      * Release all object references, and initialize instance variables, in 
46.      * preparation for reuse of this object. 
47.      */  
48.     public void recycle() {  
49.         methodEnd = 0;  
50.         uriEnd = 0;  
51.         protocolEnd = 0;  
52.     }  
53.   
54. }  

Java代码  

1. package com.whatsmars.tomcat.connector;  
2.   
3. import java.io.IOException;  
4. import java.io.InputStream;  
5.   
6. /** 
7.  * Created by shenhongxi on 16/4/11. 
8.  * Extends InputStream to be more efficient reading lines during HTTP header processing. 
9.  */  
10. public class SocketInputStream extends InputStream {  
11.   
12.     /** 
13.      * Underlying input stream. 
14.      */  
15.     private InputStream input;  
16.   
17.     /** 
18.      * Internal buffer. 
19.      */  
20.     protected byte[] buf;  
21.   
22.   
23.     /** 
24.      * Last valid byte. 
25.      */  
26.     protected int count;  
27.   
28.   
29.     /** 
30.      * Position in the buffer. 
31.      */  
32.     protected int pos;  
33.   
34.     public SocketInputStream(InputStream input, int bufferSize) {  
35.         this.input = input;  
36.         this.buf = new byte[bufferSize];  
37.     }  
38.   
39.     // input => buf => HttpRequestLine  
40.     public void readRequestLine(HttpRequestLine requestLine) throws IOException {  
41.         // Recycling check  
42.         if (requestLine.methodEnd != 0)  
43.             requestLine.recycle();  
44.   
45.         // Checking for a blank line  
46.   
47.         // Reading the method name  
48.   
49.         // Reading URI  
50.   
51.         // Reading protocol  
52.     }  
53.   
54.     // input => buf => HttpHeader  
55.     public void readHeader(HttpHeader header) throws IOException {  
56.         // Recycling check  
57.         if (header.nameEnd != 0)  
58.             header.recycle();  
59.   
60.         // Checking for a blank line  
61.   
62.         // Reading the header name  
63.   
64.         // Reading the header value (which can be spanned over multiple lines)  
65.     }  
66.   
67.     @Override  
68.     public int read() throws IOException {  
69.         if (pos >= count) {  
70.             fill();  
71.             if (pos >= count)  
72.                 return -1;  
73.         }  
74.         return buf[pos++] & 0xff;  
75.     }  
76.   
77.     /** 
78.      * Fill the internal buffer using data from the undelying input stream. 
79.      */  
80.     protected void fill()  
81.             throws IOException {  
82.         pos = 0;  
83.         count = 0;  
84.         int nRead = input.read(buf, 0, buf.length);  
85.         if (nRead > 0) {  
86.             count = nRead;  
87.         }  
88.     }  
89. }  

Java代码  

1. package com.whatsmars.tomcat.connector;  
2.   
3. import com.whatsmars.tomcat.servlet.Constants;  
4.   
5. import javax.servlet.Servlet;  
6. import javax.servlet.ServletException;  
7. import javax.servlet.http.HttpServletRequest;  
8. import javax.servlet.http.HttpServletResponse;  
9. import java.io.File;  
10. import java.io.IOException;  
11. import java.net.URL;  
12. import java.net.URLClassLoader;  
13. import java.net.URLStreamHandler;  
14.   
15. /** 
16.  * Created by shenhongxi on 16/4/14. 
17.  */  
18. public class SimpleContainer implements Container {  
19.   
20.     public void invoke(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws IOException, ServletException {  
21.         String servletName = ( (HttpServletRequest) request).getRequestURI();  
22.         servletName = servletName.substring(servletName.lastIndexOf("/") + 1);  
23.         URLClassLoader loader = null;  
24.         try {  
25.             URL[] urls = new URL[1];  
26.             URLStreamHandler streamHandler = null;  
27.             File classPath = new File(Constants.WEB_ROOT);  
28.             String repository = (new URL("file", null, classPath.getCanonicalPath() + File.separator)).toString() ;  
29.             urls[0] = new URL(null, repository, streamHandler);  
30.             loader = new URLClassLoader(urls);  
31.         } catch (IOException e) {  
32.             System.out.println(e.toString() );  
33.         }  
34.         Class myClass = null;  
35.         try {  
36.             myClass = loader.loadClass(servletName);  
37.         }  
38.         catch (ClassNotFoundException e) {  
39.             System.out.println(e.toString());  
40.         }  
41.   
42.         Servlet servlet = null;  
43.   
44.         try {  
45.             servlet = (Servlet) myClass.newInstance();  
46.             servlet.service((HttpServletRequest) request, (HttpServletResponse) response);  
47.         }  
48.         catch (Exception e) {  
49.             System.out.println(e.toString());  
50.         }  
51.         catch (Throwable e) {  
52.             System.out.println(e.toString());  
53.         }  
54.     }  
55. }  

Java代码  

1. package com.whatsmars.tomcat.connector;  
2.   
3. import javax.servlet.ServletException;  
4. import javax.servlet.http.HttpServletRequest;  
5. import javax.servlet.http.HttpServletResponse;  
6. import java.io.IOException;  
7.   
8. /** 
9.  * Created by shenhongxi on 16/4/14. 
10.  */  
11. public interface Container {  
12.   
13.     public void invoke(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws IOException, ServletException;  
14. }  

 最后，关于HttpProcessor池，连接器线程和处理器线程的等待与唤醒，请参考多线程知识自行脑补。

原文链接：[http://wely.iteye.com/blog/2290576]