简单Web服务器设计与实现课程设计

计算机网络课程设计报告题目：简单Web服务器设计与实现专业：学号：学生姓名：指导教师：简单Web服务器的设计与实现第-1-页共24页目录摘要···························································2关键词·························································21.前言························································31.1课程设计前准备·············································41.2课程设计的内容·············································51.3课程设计要求···············································51.4课程设计平台···············································52.Web服务器的工作原理·····································52.1HTTP协议的作用原理··········································52.2Java开发语言相关知识与技术··································63.开发环境及套字接编程···································113.1Web服务器的开发环境·······································113.2Web服务器的套接字编程······································124.WEB服务器的设计与实现··································134.1Web服务器的程序设计流程····································134.2用Java实现Web服务器的主要设计步骤及程序··················145.测试运行···············································215.1调试运行··················································216．结束语·················································23参考文献··················································24简单Web服务器的设计与实现第-2-页共24页摘要的工作基于客户机/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,关闭应答。在课程设计中，系统开发平台为Win7，程序设计语言采用Java，程序运行平台为Eclipse。在程序设计中，采用了结构化与面向对象两种解决问题的方法。程序通过调试运行，初步实现了设计目标，并且经过适当完善后，将可以应用在商业中解决实际问题。关键词Java；HTTP；Web服务器简单Web服务器的设计与实现第-3-页共24页1前言Internet是目前世界上最大的计算机互联网络，与大家的生活、学习、工作有着越来越密切的关系，它遍布全球，将世界各地各种规模的网络连接成一个整体，其用户群十分庞大，因此，建设一个好的Web站点对于一个机构的发展十分重要。近年来，随着网络用户要求的不断提高及计算机科学的迅速发展，特别是数据库技术在Internet中的广泛应用，Web站点向用户提供的服务将越来越丰富，越来越人性化。本课程设计主要解决由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）进行通信的Web服务器的程序设计。1.1课程设计前准备以下的工作均是建立在大量的调查基础上的，是Web服务器开发前期准备工作所解决的问题。（1）Java简介Java是由sun公司开发的一种新型的面向对象的程序设计语言，主要用于web页面的设计[1]。Java语言的流行除了因为它能够编制嵌入HTML文件中的Applet外，还在于Java语言本身的面向对象、简单、平台无关性、安全性、多线程等特点。Java语言的发展颇具传奇性，它与Internet的的迅猛发展是分不开的。由于其发展迅速，有人将它比喻为Internet上的世界语。前面讲到在Internet上Web页面的设计采用的是HTML语言，用户借助于Web浏览器（如Netscape，HotJava，IE等），可以访问到远程web服务器上静态的、具有超链接的Web页面[2]。（2）HTTP协议简介HTTP协议是应用层的协议，定义了服务器端和客户端之间文件传输的沟通方式。HTTP协议用于从服务器传输超文本到本地浏览器的传送协议。由于HTTP协议支持的服务不限于，还可以是其它服务，它允许用户在统一的界面下，采用不同的协议访问不同的服务。它可以使浏览器更加高效，使网络传输减少。它不仅保证计算机正确快速地传输超文本文档，还确定传输文档中的哪一部分，以及哪部分内容首先显示等[3]。简单Web服务器的设计与实现第-4-页共24页1.2课程设计的内容（1）熟悉服务器的工作原理；（2）熟悉套接字编程的相关知识；（3）完成一个简单的WEB服务器的设计与实现，要求能够通过HTTPGET命令获得一个简单的HTML文件；（4）运行该服务器，并编写一个简单的HTML文件完成测试。1.3课程设计要求（1）按要求编写课程设计报告书，能正确阐述设计结果。（2）通过课程设计培养学生严谨的科学态度，认真的工作作风和团队协作。（3）学会文献检索的基本方法和综合运用文献的能力。（4）在老师的指导下，要求每个学生独立完成课程设计的全部内容。1.4课程设计平台Windows7系统；Eclipse软件平台2Web服务器的工作原理2.1HTTP协议的作用原理作为传输媒介的一个应用系统，网页。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：连接，请求，应答，关闭应答。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的请求一般是简单Web服务器的设计与实现第-5-页共24页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。其中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：假设客户机与建立了连接，就会发送GET命令：GET/mydir/index.htmlHTTP/1.0。主机名为的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。(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。2.2Java开发语言相关知识与技术Java主要技术有：多线程，I/O流操作，网络编程。2.2.1java中的多线程及实现：Java是面向对象的程序语言，用Java进行程序设计就是设计和使用类，Java为我们提供了线程类Thread来创建线程，创建线程与创建普通的类的对象的操作是一样的，而线程就是Thread类或其子类的实例对象。下面是一个创建启动一个线程的语句：Threadthread1=newThread();file://声明一个对象实例，即创建一个线程；Thread1.run();file://用Thread类中的run()方法启动线程；从这个例子，我们可以通过Thread()构造方法创建一个线程，并启动该线程。事实上，启动线程，也就是启动线程的run()方法，而Thread类中的run()方法没有任何操作语句，所以这个线程没有任何操作。要使线程实现预定功能，必须定义自己的run()方法。Java中通常有两种方式定义run()方法：通过定义一个Thread类的子类，在该子类中重写run()方法。Thread子类的实例对象就是一个线程，显然，该线程有我们自己设计的线程体run()方法，启动线程就启动了简单Web服务器的设计与实现第-6-页共24页子类中重写的run()方法。通过Runnable接口，在该接口中定义run()方法的接口。所谓接口跟类非常类似，主要用来实现特殊功能，如复杂关系的多重继承功能。线程被实际创建后处于待命状态，激活（启动）线程就是启动线程的run()方法，这是通过调用线程的start()方法来实现的。线程状态：1）New当线程对象被创建时，处于该状态。2）Runnable：就绪状态，线程满足运行的所有条件但没有正在运行的线程位于该状态，有以下几种情况：a.处于New状态的线程执行start()。b.处于Running状态的线程失去CPU。c.处于OtherwiseBlock状态的线程阻塞解除。d.处于LockBlock状态的线程阻塞解除。3）Running：运行状态处于运行状态的线程可能发生以下几种情况：a.线程运行结束，进入Dead状态。b.CPU被分配给其它线程，进入Runnable状态。c.满足OtherwiseBlock的条件，进入OtherwiseBlock状态。d.由于锁的原因无法执行，进入LockBlock状态。e.由于等待的原因无法执行，进入WaitBlock状态。4）Dead：死亡状态线程运行结束，对于主线程main()结束，对于普通用户线程run()结束。5）OtherwiseBlock：阻塞状态，阻塞解除后进入Runnable状态a.调用sleep()，阻塞解除条件为阻塞时间满。b.调用join()，阻塞解除条件为调用join()的线程执行结束。注意：线程进入该状态不会释放锁。6）LockBlock：锁阻塞状态，阻塞解除后进入Runnable状态由于无法获得需要的锁而阻塞地线程进入该状态，阻塞解除条件为获得所需的锁。7）WaitBlock：等待阻塞状态，阻塞解除后进入LockBlock状态由于某个资源的原因必须进行等待，则进入该状态。简单Web服务器的设计与实现第-7-页共24页阻塞解除条件为其它线程调用该资源的notify()或notifyAll()。下面一个例子实践了如何通过上述两种方法创建线程并启动它们：//通过Thread类的子类创建的线程；classthread1extendsThread{file://自定义线程的run()方法；publicvoidrun(){Syst