了解WWW服务与HTTP协议 【入门与应用】

用Socket类实现HTTP协议客户端应用

Http客户端程序已集成在Java语言中，可以通过URLConnection类调用。遗憾的
是，由于SUN没有公布Http客户程序的源码，它实现的细节仍是一个谜。本文根据HTTP
协议规范，用Java.net.Socket类实现一个HTTP协议客户端程序。

1.Socket类:
了解TCP/IP协议集通信的读者知道，协议间的通信是通过Socket完成的。在
Java.net包中，Socket类就是对Socket的具体实现。它通过连接到主机后，返回一个
I/O流，实现协议间的信息交换。

2 . HTTP协议
HTTP协议同其它TCP/IP协议集中的协议一样，是遵循客户/服务器模型工作的。客
户端发往服务端的信息格式如下:
------------------------------
请求方法 URL HTTP协议的版本号
提交的元信息
**空行**
实体
------------------------------
请求方法是对这次连接工作的说明，目前HTTP协议已经发展到1.1版，它包括GET、
HEAD、POST、DELETE、OPTIONS、TRACE、PUT七种。元信息是关于当前请求的信息。通
过分析元信息，可以检查实体数据是否完整，接收过程是否出错，类型是否匹配等。元
信息的引入使HTTP协议通信更加稳妥可靠。实体是请求的具体内容。
将上述报文发往Web服务器，如果成功，应答格式如下:
--------------------------------
HTTP协议的版本号 应答状态码 应答状态码说明
接收的元信息
**空行**
实体
--------------------------------
以上报文发向客户端，并且接收成功，彼此间关闭连接，完成一次握手。
下面用最常用的GET方法，来说明具体的报文应用
----------------------------------
GET http://www.youhost.com HTTP/1.0
accept: www/source; text/html; image/gif; image/jpeg; */*
User_Agent: myAgent
**空行**
-----------------------------------
这个报文是向www.youhost.com主机请求一个缺省HTML文档。客户端HTTP协议版本
号是1.0版，元信息包括可接收的文件格式，用户代理，每一段之间用回车换行符分
隔，最后以一个空行结束。发向服务器后，如果执行过程正常，服务器返回以下代码:
------------------------------------
HTTP/1.1 200 OK
Date: Tue, 14 Sep 1999 02:19:57 GMT
Server: Apache/1.2.6
Connection: close
Content-Type: text/html
**空行**
......
------------------------------------
HTTP/1.1表示这个HTTP服务器是1.1版，200是服务器对客户请求的应答状态码，OK
是对应答状态码的解释，之后是这个文档的元信息和文档正文。(相关应答状态码和元
信息的解释请参阅Inetrnet标准草案:RFC2616)。

3. HTTP客户端程序:

import java.net.*;
import java.io.*;
import java.util.Properties;
import java.util.Enumeration;
public class Http {
protected Socket client;
protected BufferedOutputStream sender;
protected BufferedInputStream receiver;
protected ByteArrayInputStream byteStream;
protected URL target;
private int responseCode=-1;
private String responseMessage="";
private String serverVersion="";
private Properties header = new Properties();
public Http() { }
public Http(String url) {
GET(url) ;
}
/* GET方法根据URL，会请求文件、数据库查询结果、程序运行结果等多种内容 */
public void GET(String url) {
try {
checkHTTP(url);
openServer(target.getHost(),target.getPort() );
String cmd = "GET "+ getURLFormat(target) +" HTTP/1.0/r/n"
+ getBaseHeads()+"/r/n";
sendMessage(cmd);
receiveMessage();
}catch(ProtocolException p) {
p.printStackTrace();
return;
}catch(UnknownHostException e) {
e.printStackTrace();
return;
}catch(IOException i)

i.printStackTrace();
return;
}
}

/*
* HEAD方法只请求URL的元信息，不包括URL本身。若怀疑本机和服务器上的
* 文件相同，用这个方法检查最快捷有效。
*/
public void HEAD(String url) {
try {
checkHTTP(url);
openServer(target.getHost(),target.getPort() );
String cmd = "HEAD "+getURLFormat(target)+" HTTP/1.0/r/n"
+getBaseHeads()+"/r/n";
sendMessage(cmd);
receiveMessage();
}catch(ProtocolException p) {
p.printStackTrace();
return;
}catch(UnknownHostException e) {
e.printStackTrace();
return;
}catch(IOException i)

i.printStackTrace();
return;
}
}
/*
* POST方法是向服务器传送数据，以便服务器做出相应的处理。例如网页上常用的
* 提交表格。
*/
public void POST(String url,String content) {
try {
checkHTTP(url);
openServer(target.getHost(),target.getPort() );
String cmd = "POST "+ getURLFormat(target) +"
HTTP/1.0/r/n"+getBaseHeads();
cmd += "Content-type: application/x-www-form-urlencoded/r/n";
cmd += "Content-length: " + content.length() + "/r/n/r/n";
cmd += content+"/r/n";
sendMessage(cmd);
receiveMessage();
}catch(ProtocolException p) {
p.printStackTrace();
return;
}catch(UnknownHostException e) {
e.printStackTrace();
return;
}catch(IOException i)

i.printStackTrace();
return;
}

}
protected void checkHTTP(String url) throws ProtocolException {
try {
URL target = new URL(url);
if(target==null || !target.getProtocol().toUpperCase().equals("HTTP") )
throw new ProtocolException("这不是HTTP协议");
this.target = target;
}catch(MalformedURLException m) {
throw new ProtocolException("协议格式错误");
}
}
/*
* 与Web服务器连接。若找不到Web服务器，InetAddress会引发UnknownHostException
* 异常。若Socket连接失败，会引发IOException异常。
*/
protected void openServer(String host,int port) throws
UnknownHostException,IOException {
header.clear();
responseMessage=""; responseCode=-1;
try {
if(client!=null) closeServer();
if(byteStream != null) {
byteStream.close(); byteStream=null;
}
InetAddress address = InetAddress.getByName(host);
client = new Socket(address,port==-1?80:port);
sender = new BufferedOutputStream(client.getOutputStream());
receiver = new BufferedInputStream(client.getInputStream());
}catch(UnknownHostException u) {
throw u;
}catch(IOException i) {
throw i;
}
}
/* 关闭与Web服务器的连接 */
protected void closeServer() throws IOException {
if(client==null) return;
try {
client.close(); sender.close(); receiver.close();
}catch(IOException i) {
throw i;
}
client=null; sender=null; receiver=null;
}
protected String getURLFormat(URL target) {
String spec = "http://"+target.getHost();
if(target.getPort()!=-1)
spec+=":"+target.getPort();
return spec+=target.getFile();
}

/* 向Web服务器传送数据 */
protected void sendMessage(String data) throws IOException{
sender.write(data.getBytes(),0,data.length());
sender.flush();
}
/* 接收来自Web服务器的数据 */
protected void receiveMessage() throws IOException{
byte data[] = new byte[1024];
int count=0;
int word=-1;
// 解析第一行
while( (word=receiver.read())!=-1 ) {
if(word=='/r'||word=='/n') {
word=receiver.read();
if(word=='/n') word=receiver.read();
break;
}
if(count == data.length) data = addCapacity(data);
data[count++]=(byte)word;
}
String message = new String(data,0,count);
int mark = message.indexOf(32);
serverVersion = message.substring(0,mark);
while( mark responseCode = Integer.parseInt(message.substring(mark+1,mark+=4));
responseMessage = message.substring(mark,message.length()).trim();

// 应答状态码和处理请读者添加
switch(responseCode) {
case 400:
throw new IOException("错误请求");
case 404:
throw new FileNotFoundException( getURLFormat(target) );
case 503:
throw new IOException("服务器不可用" );
}
if(word==-1) throw new ProtocolException("信息接收异常终止");
int symbol=-1;
count=0;
// 解析元信息
while( word!='/r' && word!='/n' && word>-1) {
if(word=='/t') word=32;
if(count==data.length) data = addCapacity(data);
data[count++] = (byte)word;
parseLine: {
while( (symbol=receiver.read()) >-1 ) {
switch(symbol) {
case '/t':
symbol=32; break;
case '/r':
case '/n':
word = receiver.read();
if( symbol=='/r' && word=='/n') {
word=receiver.read();
if(word=='/r') word=receiver.read();
}
if( word=='/r' || word=='/n' || word>32) break parseLine;
symbol=32; break;
}
if(count==data.length) data = addCapacity(data);
data[count++] = (byte)symbol;
}
word=-1;
}
message = new String(data,0,count);
mark = message.indexOf(':');
String key = null;
if(mark>0) key = message.substring(0,mark);
mark++;
while( mark String value = message.substring(mark,message.length() );
header.put(key,value);
count=0;
}
// 获得正文数据
while( (word=receiver.read())!=-1) {
if(count == data.length) data = addCapacity(data);
data[count++] = (byte)word;
}
if(count>0) byteStream = new ByteArrayInputStream(data,0,count);
data=null;
closeServer();
}
public String getResponseMessage() {
return responseMessage;
}
public int getResponseCode() {
return responseCode;
}
public String getServerVersion() {
return serverVersion;
}
public InputStream getInputStream() {
return byteStream;
}
public synchronized String getHeaderKey(int i) {
if(i>=header.size()) return null;
Enumeration enum = header.propertyNames();
String key = null;
for(int j=0; j<=i; j++)
key = (String)enum.nextElement();
return key;
}
public synchronized String getHeaderValue(int i) {
if(i>=header.size()) return null;
return header.getProperty(getHeaderKey(i));
}
public synchronized String getHeaderValue(String key) {
return header.getProperty(key);
}
protected String getBaseHeads() {
String inf = "User-Agent: myselfHttp/1.0/r/n"+
"Accept: www/source; text/html; image/gif; */*/r/n";
return inf;
}
private byte[] addCapacity(byte rece[]){
byte temp[] = new byte[rece.length+1024];
System.arraycopy(rece,0,temp,0,rece.length);
return temp;
}
}

注: 程序中只实现GET、HEAD、POST三种方法。其他几种因不常使用，暂且忽略。

　　HTTP 允许使用自由答复的方法表明请求目的，它建立在统一资源识别器（URI）提供的参考原则下，作为一个地址（URL）或名字（URN），用以标志采用哪种方法，它用类似于网络邮件和多用途网际邮件扩充协议（MIME）的格式传递消息。

　　HTTP 也可用作普通协议，实现用户代理与连接其它 Internet 服务（如 SMTP 、 NNTP 、 FTP 、 GOPHER 及 WAIS ）的代理服务器或网关之间的通信，允许基本的超媒体访问各种应用提供的资源，同时简化了用户代理系统的实施。

　　HTTP 是一种请求 / 响应式的协议。一个客户机与服务器建立连接后，发送一个请求给服务器，请求的格式是：统一资源标识符（URI）、协议版本号，后面是类似 MIME 的信息，包括请求修饰符、客户机信息和可能的内容。服务器接到请求后，给予相应的响应信息，其格式是：一个状态行包括信息的协议版本号、一个成功或错误的代码，后面也是类似 MIME 的信息，包括服务器信息、实体信息和可能的内容。

　　HTTP 的第一版本 HTTP/0.9 是一种简单的用于网络间原始数据传输的协议。而由 RFC 1945 定义的 HTTP/1.0 ，在原 HTTP/0.9 的基础上，有了进一步的改进，允许消息以类 MIME 信息格式存在，包括请求 / 响应范式中的已传输数据和修饰符等方面的信息。但是， HTTP/1.0 没有充分考虑到分层代理服务器、高速缓冲存储器、持久连接需求或虚拟主机等方面的效能。相比之下， HTTP/1.1 要求更加严格以确保服务的可靠性。关于安全增强版的 HTTP （即S-HTTP），将在相关文件中再作介绍。

　　请求行以方法字段开始，后面分别是 URL 字段和 HTTP 协议版本字段，并以 CRLF 结尾。SP 是分隔符。除了在最后的 CRLF 序列中 CF 和 LF 是必需的之外，其他都可以不要。有关通用信息头，请求头和实体头方面的具体内容可以参照相关文件。

　　应报文格式如下：