Netty三、HTTP协议

一时失言乱红尘 2022-09-13 04:18 220阅读 0赞

# 1. HTTP协议 #

HTTP （超文本传输协议）协议是建立在TCP传输协议之上的应用层协议，它的发展 是万维网协会和Internet工作小组IETF合作的结果，是一个属于应用层的面向对象 的协议，适用于分布式超媒体信息系统。

## 1.1. 特点： ##

> 1.  支持 Client/Server 模式。
> 2.  客户向服务器请求服务时，只需指定服务URL,携带必要的请求参数或者消息体。
> 3.  HTTP允许传输任意类型的数据对象，传输的内容类型由HTTP消息头中的Coment-Type加以标记。
> 4.  HTTP协议是无状态协议，无状态是指协议对于事务处理没有记忆能 力。缺少状态意味着如果后续处理需要之谕的信息，则它必须重传，这样可能导 致每次连接传送的数据貰増大。另一方面，在服务器不需要先前信息时它的应答 就较快，负载较轻

## 1.2. URL ##

URL是一种特殊类型的URI,包含了用于査找某个资源的足够的信息

> http://host:port /abs\_path
> 
> 1.  http表示要通过HTTP协议来定位网絡资源
> 2.  host表示合法的Internet主机域 名或者IP地址
> 3.  port指定一个端口号，为空则使用默认端口 80
> 4.  abs\_path指定请求资源 的URI,如果URL中没有给出abs\_path,那么当它作为请求URI时，必须以"/"的形式 给出，通常这点工作浏览器会自动帮我们完成

## 1.3. HTTP 请求消息(HttpRequest) ##

### 1.3.1. 请求行 ###

> 请求行以一个方法符开头，以空格分开，后面跟着请求的URI和协议的版本，格式为: Method Request-URI HTTP-Version CRLF
> 
> 其中Method表示请求方法，Request-URI是一个统一资源标识符，HTTP-Version表 示请求的HTTP协议版本，CRLF表示回车和换行（除了作为结尾的CRLF外，不允许出 现单独的CR或LF字符）。
> 
> 请求方法：
> 
> >  *  GET：请求获取Request-URI所标识的资源；
> >  *  POST：在Request-URI所标识的资源后附加新的提交数据：HEAD：请求获取由Request.URI所标识的资源的响应消息报头；
> >  *  PUT：请求服务器存储一个资源，并用Request-URI作为其标识：
> >  *  DELETE：请求服务器删除Request-URI所标识的资源；
> >  *  TRACE：请求服务器回送收到的请求信息，主要用于测试或诊断；
> >  *  CONNECT：保留将来使用：
> >  *  OPTIONS：请求査询服务器的性能，或者査询与资源相关的选项和需求。

### 1.3.2. 请求头 ###

部分请求头

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>名称CKEY)</th> 
   <th>作 用</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>Accept</td> 
   <td>用于指定客户端接受哪些类型的信息. 例妬Accept:image/gif.表明客户端希望接受G1F图像格式的资源</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Accq)t-、Charsel</td> 
   <td>用于指定客户端接受的字符集。 例如：Accept-Charset:iso-8859-1 ,gb2312,如果在请求消息中没有设置这个域，双认是任何字符集都 可以接受</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Acccpt-Encoding</td> 
   <td>类似于Accept,但墨它用于指定可接受的内容编玛。 例如：Accept-Encodinggzip.deflate,如果请求消息中没有设置这个域，则服务器假定客户端对各种 内容编码都叮以接受</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Accept-Language</td> 
   <td>类似于Accept,但是它用于指定-种自然语言・ 例如：Accept-Language:zh-cn.如果请求消息中没有设置这个报头域，则服务器假定客户端对各种语 言都可以接受</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Authorization</td> 
   <td>主要用于证明客户編有权査看某个资源.当浏览器访问一个页面时，如果收到服务器的响应代码为401 （未授权）.可以发送-个包含Aulhori/ation 求报头域的请求，要求服务嚣对其进行认证</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Host</td> 
   <td>发送请求时，该报头域是必需的.用于折定被请求资源的Interne.主机和端口号，它通常是从HTTP URL中提取出来的</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>User-Agent</td> 
   <td>允许客户端将它的操作系统、浏览器和M他属性告诉服务器</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Content-Length</td> 
   <td>请求消息体的K度</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Content-Type</td> 
   <td>表示后面的文档属于什么MIME类型。Servlet<em>默认为</em>tcxt/plain,但通常需要显式地指定为text/htmL 由于经常要设置Content-Type.因此11 ttpServ 1 etResponse提供了一个专用的方法sctContcntTypc</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Connection</td> 
   <td>连接类型</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 1.3.3. 请求正文 ###

## HTTP 响应消息（HttpResponse） ##

> 处理完HTTP客户端的请求之后，HTTP服务端返回响应消息给客户端，HTTP响应 也是由三个部分组成，分别是，状态行、消息报头、响应正文。
> 
> 状态行的格式为：HTTP-Version Status-Code Reason-Phrase CRLF,其中 HTTP-Version 表示服务器HTTP协议的版本，Status-Code表示服务器返回的响应状态代码。
> 
> 状态代码：
> 
> >  *  Ixx：指示信息。表示请求已接收，继续处理：
> >  *  2xx：成功。表示请求已被成功接收、理解、接受：
> >  *  3xx：重定向。要完成请求必须进行更进步的操作:
> >  *  4xx：客户端错误。请求有语法错误或请求无法实现;
> >  *  5xx：服务器端错误。服务器未能处理请求。

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>状态码</th> 
   <th>状态描述</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>200</td> 
   <td>OK：客户端请求成功</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>4(M)</td> 
   <td>BadRcquc引：客户端请求有语法铅误.不能被服务腭所理解</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>401</td> 
   <td>Unauthorized：请求未经授权,这个状态代码必须和WWW-Authcnticatc报头域-起使用</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>403</td> 
   <td>Forbidden：服务器收到请求,但是拒绝提供服务</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>404</td> 
   <td>Not Found：请求资源不存在</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>500</td> 
   <td>Internal Server Error： IJK务器发生不可预期的緒误</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>503</td> 
   <td>Server Unavailable：服务器当前不能处理客户端的请求.一段时间后可能恢岌止常</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

# 2. Netty 实现HTTP服务端，文件服务器 #

服务端编码跟之前一致，处理链修改下

.childHandler(new ChannelInitializer<SocketChannel>() {
        
        @Override
        protected void initChannel(SocketChannel ch) throws Exception {
        
            // 请求消息解码器
            ch.pipeline().addLast("http-decoder", new HttpRequestDecoder());
            // 将多个消息转换为单一的 FuIlHttpRequcst或者FullHttpResponsc,原因是HTTP解码器在每个HTTP消息中会生成 多个消息对象。
            ch.pipeline().addLast("http-aggregator", new HttpObjectAggregator(65536));
            //响应解码器
            ch.pipeline().addLast("http-encoder", new HttpResponseEncoder());
            // 支持异步发送大的码流(例如大的文件传输)，但不占 用过多的内存，防止发生Java内存溢出错误。
            ch.pipeline().addLast("http-chunked", new ChunkedWriteHandler());
            // 业务逻辑
            ch.pipeline().addLast("fileServerHandler", new HttpFileServerHandler(url));
        }
    });

HttpFileServerHandler 业务处理器

public class HttpFileServerHandler extends SimpleChannelInboundHandler<FullHttpRequest> {
        
        private final String url;
    
        public HttpFileServerHandler(String url) {
        
            this.url = url;
        }
    
        @Override
        protected void channelRead0(ChannelHandlerContext ctx, FullHttpRequest request) throws Exception {
        
            // 解码是否成功
            if (!request.getDecoderResult().isSuccess()) {
        
                sendError(ctx, BAD_REQUEST);
                return;
            }
            
            // 是否为GET方法
            if (request.getMethod() != GET) {
        
                sendError(ctx, METHOD_NOT_ALLOWED);
                return;
            }
            
            // 获取当前请求的路径
            final String uri = request.getUri();
            final String path = sanitizeUri(uri);
            if (path == null) {
        
                sendError(ctx, FORBIDDEN);
                return;
            }
            
            // 判断请求文件是否存在
            File file = new File(path);
            if (file.isHidden() || !file.exists()) {
        
                sendError(ctx, NOT_FOUND);
                return;
            }
            
            // 是否为文件夹
            if (file.isDirectory()) {
        
                if (uri.endsWith("/")) {
        
                    // 展示文件夹内容
                    sendListing(ctx, file);
                } else {
        
                    // 重定向
                    sendRedirect(ctx, uri + '/');
                }
                return;
            }
            
            if (!file.isFile()) {
        
                sendError(ctx, FORBIDDEN);
                return;
            }
            RandomAccessFile randomAccessFile = null;
            try {
        
                randomAccessFile = new RandomAccessFile(file, "r");// 以只读的方式打开文件
            } catch (FileNotFoundException fnfe) {
        
                sendError(ctx, NOT_FOUND);
                return;
            }
            
            
            long fileLength = randomAccessFile.length();
            HttpResponse response = new DefaultHttpResponse(HTTP_1_1, OK);
            setContentLength(response, fileLength);
            setContentTypeHeader(response, file);
            
             /**
             * 在早期的HTTP/1.0中，每次http请求都要创建一个连接，而创建连接的过程需要消耗资源和时间，为了减少资源消耗，缩短响应时间，就需要重用连接。
             * 在后来的HTTP/1.0中以及HTTP/1.1中，引入了重用连接的机制，就是在http请求头中加入Connection: keep-alive来告诉对方这个请求响应完成后不要关闭，
             * 下一次咱们还用这个请求继续交流。协议规定HTTP/1.0如果想要保持长连接，需要在请求头中加上Connection: keep-alive，而HTTP/1.1默认是支持长连接的，
             * 有没有这个请求头都行。
             * 当然了，协议是这样规定的，至于支不支持还得看服务器（比如tomcat）和客户端（比如浏览器）的具体实现。
             * 在实践过程中发现谷歌浏览器使用HTTP/1.1协议时请求头中总会带上Connection: 
             * keep-alive，另外通过httpclient使用HTTP/1.0协议去请求tomcat时，即使带上Connection: keep-alive请求头也保持不了长连接。
             * 如果HTTP/1.1版本的http请求报文不希望使用长连接，则要在请求头中加上Connection: close，接收到这个请求头的对端服务就会主动关闭连接。
             * 但是http长连接会一直保持吗？肯定是不会的。一般服务端都会设置keep-alive超时时间。超过指定的时间间隔，服务端就会主动关闭连接。
             * 同时服务端还会设置一个参数叫最大请求数，比如当最大请求数是300时，只要请求次数超过300次，即使还没到超时时间，服务端也会主动关闭连接。
             */
            if (isKeepAlive(request)) {
        
                response.headers().set(CONNECTION, HttpHeaders.Values.KEEP_ALIVE);
            }
            
            ctx.write(response);
            ChannelFuture sendFileFuture;
            // 文件发送
            sendFileFuture = ctx.write(new ChunkedFile(randomAccessFile, 0, fileLength, 8192), ctx.newProgressivePromise());
            
            // 添加一个异步监听，
            sendFileFuture.addListener(new ChannelProgressiveFutureListener() {
        
                @Override
                    /**
        			 * Invoked when the operation has progressed.
       				 *
        			 * @param progress the progress of the operation so far (cumulative)
        			 * @param total the number that signifies the end of the operation when {@code progress} reaches at it.
        			 *              {@code -1} if the end of operation is unknown.
         			*/
                public void operationProgressed(ChannelProgressiveFuture future, long progress, long total) {
        
                    if (total < 0) {
         // total unknown
                        System.err.println("Transfer progress: " + progress);
                    } else {
        
                        System.err.println("Transfer progress: " + progress + " / " + total);
                    }
                }
    			// 操作完成
                @Override
                public void operationComplete(ChannelProgressiveFuture future)
                        throws Exception {
        
                    System.out.println("Transfer complete.");
                }
            });
            ChannelFuture lastContentFuture = ctx
                    .writeAndFlush(LastHttpContent.EMPTY_LAST_CONTENT);
            if (!isKeepAlive(request)) {
        
                lastContentFuture.addListener(ChannelFutureListener.CLOSE);
            }
        }
    	
        @Override
        public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
        
            cause.printStackTrace();
            if (ctx.channel().isActive()) {
        
                sendError(ctx, INTERNAL_SERVER_ERROR);
            }
        }
    
        private static final Pattern INSECURE_URI = Pattern.compile(".*[<>&\"].*");
    
        private String sanitizeUri(String uri) {
        
            try {
        
                uri = URLDecoder.decode(uri, "UTF-8");
            } catch (UnsupportedEncodingException e) {
        
                try {
        
                    uri = URLDecoder.decode(uri, "ISO-8859-1");
                } catch (UnsupportedEncodingException e1) {
        
                    throw new Error();
                }
            }
            uri = uri.replace('/', File.separatorChar);
            if (uri.contains(File.separator + '.')
                    || uri.contains('.' + File.separator) || uri.startsWith(".")
                    || uri.endsWith(".") || INSECURE_URI.matcher(uri).matches()) {
        
                return null;
            }
            return System.getProperty("user.dir") + File.separator + uri;
        }
    
        private static final Pattern ALLOWED_FILE_NAME = Pattern.compile("[A-Za-z0-9][-_A-Za-z0-9\\.]*");
    
    
        private static void sendListing(ChannelHandlerContext ctx, File dir) {
        
            FullHttpResponse response = new DefaultFullHttpResponse(HTTP_1_1, OK);
            response.headers().set(CONTENT_TYPE, "text/html; charset=UTF-8");
            StringBuilder buf = new StringBuilder();
            String dirPath = dir.getPath();
            buf.append("<!DOCTYPE html>\r\n");
            buf.append("<html><head><title>");
            buf.append(dirPath);
            buf.append(" 目录：");
            buf.append("</title></head><body>\r\n");
            buf.append("<h3>");
            buf.append(dirPath).append(" 目录：");
            buf.append("</h3>\r\n");
            buf.append("<ul>");
            buf.append("<li>链接：<a href=\"../\">..</a></li>\r\n");
            for (File f : dir.listFiles()) {
        
                if (f.isHidden() || !f.canRead()) {
        
                    continue;
                }
                String name = f.getName();
                if (!ALLOWED_FILE_NAME.matcher(name).matches()) {
        
                    continue;
                }
                buf.append("<li>链接：<a href=\"");
                buf.append(name);
                buf.append("\">");
                buf.append(name);
                buf.append("</a></li>\r\n");
            }
            buf.append("</ul></body></html>\r\n");
            ByteBuf buffer = Unpooled.copiedBuffer(buf, CharsetUtil.UTF_8);
            response.content().writeBytes(buffer);
            buffer.release();
            ctx.writeAndFlush(response).addListener(ChannelFutureListener.CLOSE);
        }
    
        private static void sendRedirect(ChannelHandlerContext ctx, String newUri) {
        
            FullHttpResponse response = new DefaultFullHttpResponse(HTTP_1_1, FOUND);
            response.headers().set(LOCATION, newUri);
            ctx.writeAndFlush(response).addListener(ChannelFutureListener.CLOSE);
        }
    
        private static void sendError(ChannelHandlerContext ctx, HttpResponseStatus status) {
        
            FullHttpResponse response = new DefaultFullHttpResponse(HTTP_1_1,
                    status, Unpooled.copiedBuffer("Failure: " + status.toString()
                    + "\r\n", CharsetUtil.UTF_8));
            response.headers().set(CONTENT_TYPE, "text/plain; charset=UTF-8");
            ctx.writeAndFlush(response).addListener(ChannelFutureListener.CLOSE);
        }
    
        private static void setContentTypeHeader(HttpResponse response, File file) {
        
            MimetypesFileTypeMap mimeTypesMap = new MimetypesFileTypeMap();
            response.headers().set(CONTENT_TYPE,
                    mimeTypesMap.getContentType(file.getPath()));
        }
    }

# 3. xmind #

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