基于Java Http Server构建简易Web应用服务器

一、概述

使用Java技术构建Web应用时， 我们通常离不开tomcat和jetty之类的servlet容器，这些Web服务器功能强大，性能强劲，深受欢迎，是运行大型Web应用的必备神器。
虽然Java的设计初衷就是用来开发大型应用的，然而有时候我们开发的程序只是简单的小型应用，对于功能的需求和性能的要求并不高， 可能仅仅就几百行甚至几十行代码，这个时候使用tomcat之类的Web服务器去运行就显得有点大材小用了。 比如说只是将数据库中的数据读出来转换成JSON，以Web服务的形式吐给调用方这样的阉割型Web应用。 如下图所示：

二、最简单的Java Http服务器

其实在jdk中已经内置了用于此类简单Web应用构建需求的类库了，sun公司提供的 com.sun.net.httpserver 包就是用来帮助我们解决这类问题的

import com.sun.net.httpserver.HttpExchange;
import com.sun.net.httpserver.HttpHandler;
import com.sun.net.httpserver.HttpServer;

import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.net.InetSocketAddress;

public class Main {

    public static void main(String[] arg) throws Exception {
        HttpServer server = HttpServer.create(new InetSocketAddress(8001), 0);
        server.createContext("/test", new TestHandler());
        server.start();
    }

    static  class TestHandler implements HttpHandler{
        @Override
        public void handle(HttpExchange exchange) throws IOException {
            String response = "hello world";
            exchange.sendResponseHeaders(200, 0);
            OutputStream os = exchange.getResponseBody();
            os.write(response.getBytes());
            os.close();
        }
    }
}

如上代码清单所示， 仅仅几行代码就可以构建一个五脏俱全的Web应用了。执行代码，在浏览器地址栏里代开链接
http://localhost:8001/test
就能运行这个段程序，输入的结果为helloworld

三、获得外部数据

那在这个程序中如何获取到外部传递过来的数据呢？比如说URL上的查询字符串，POST提交的数据等，其实也很简单。

import com.sun.net.httpserver.HttpExchange;
import com.sun.net.httpserver.HttpHandler;
import com.sun.net.httpserver.HttpServer;
import org.apache.commons.io.IOUtils;

import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.io.UnsupportedEncodingException;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.net.URLDecoder;
import java.util.Arrays;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class Main {

    public static void main(String[] arg) throws Exception {
        HttpServer server = HttpServer.create(new InetSocketAddress(8001), 0);
        server.createContext("/test", new TestHandler());
        server.start();
    }

    static class TestHandler implements HttpHandler{
        @Override
        public void handle(HttpExchange exchange) {
            String response = "hello world";

            try{
                //获得查询字符串(get)
                String queryString =  exchange.getRequestURI().getQuery();
                Map queryStringInfo = formData2Dic(queryString);
                //获得表单提交数据(post)
                String postString = IOUtils.toString(exchange.getRequestBody());
                Map postInfo = formData2Dic(postString);

                exchange.sendResponseHeaders(200,0);
                OutputStream os = exchange.getResponseBody();
                os.write(response.getBytes());
                os.close();
            }catch (IOException ie) {

            } catch (Exception e) {

            }
        }
    }

    public static Map formData2Dic(String formData ) {
        Map result = new HashMap<>();
        if(formData== null || formData.trim().length() == 0) {
            return result;
        }
        final String[] items = formData.split("&");
        Arrays.stream(items).forEach(item ->{
            final String[] keyAndVal = item.split("=");
            if( keyAndVal.length == 2) {
                try{
                    final String key = URLDecoder.decode( keyAndVal[0],"utf8");
                    final String val = URLDecoder.decode( keyAndVal[1],"utf8");
                    result.put(key,val);
                }catch (UnsupportedEncodingException e) {}
            }
        });
        return result;
    }
}

上面的代码清单标识了实现的方法。
注意，要保证上面代码编译通过， 需要引入commons-io.jar，此包中提供将InputStream转换成String的方法。

四、并发处理

com.sun.net.httpserver默认不支持同时处理多个请求，一旦有并行的请求涌入，需要排队等待程序处理，导致Web程序响应卡顿。自定义实现的方法也很简单，使用线程池为每个请求开一个新的线程处理即可， 如下代码清单所示:

public class TestWebServer {
    public static void main(String[] arg) throws Exception {
        HttpServer server = HttpServer.create(new InetSocketAddress(8001), 0);
        ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(1000, 3000, 60, TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue(1000));
        server.setExecutor(executor);
        server.createContext("/test", new TestHandler());
        server.start();
    }

    static class TestHandler implements HttpHandler{
        @Override
        public void handle(HttpExchange exchange) {
            String response = "hello world";

            try{
                //获得查询字符串(get)
                String queryString =  exchange.getRequestURI().getQuery();
                Map queryStringInfo = formData2Dic(queryString);
                //获得表单提交数据(post)
                String postString = IOUtils.toString(exchange.getRequestBody());
                Map postInfo = formData2Dic(postString);

                exchange.sendResponseHeaders(200,0);
                OutputStream os = exchange.getResponseBody();
                os.write(response.getBytes());
                os.close();
                System.out.println("线程休眠");
                Thread.sleep(10000);
                System.out.println("休眠完成");
            }catch (IOException ie) {

            } catch (Exception e) {

            }
        }
    }

    public static Map formData2Dic(String formData ) {
        Map result = new HashMap<>();
        if(formData== null || formData.trim().length() == 0) {
            return result;
        }
        final String[] items = formData.split("&");
        Arrays.stream(items).forEach(item ->{
            final String[] keyAndVal = item.split("=");
            if( keyAndVal.length == 2) {
                try{
                    final String key = URLDecoder.decode( keyAndVal[0],"utf8");
                    final String val = URLDecoder.decode( keyAndVal[1],"utf8");
                    result.put(key,val);
                }catch (UnsupportedEncodingException e) {}
            }
        });
        return result;
    }
}

测试一下，多次请求后，控制台输出了多个线程休眠，随后逐渐返回休眠完成，说明请求已经并行处理了。

五、添加日志

目前请求后还只是返回hello文本，当有数据库查询操作后，可以结合查询操作结果，输出日志文件，以便后期对服务器进行维护。

六、优缺点

Java内置Web服务器在功能、性能、稳定等方面是无法和tomcat和jetty之类的专业Web服务器相比的， 它的优点主要是开发和部署方便简单， 把程序代码编译成jar包后，丢到装有jvm的服务器上， 直接运行就可以了，省去了安装相关的软件、依赖， 配置复杂的环境等工作量。

但是， 在一些各方面要求都比较高的生产环境下，还是建议使用专门的Web服务器，毕竟它们久经考验，能满足所有功能需求，并且出问题的几率低。