【学习笔记】手写 Tomcat 八

目录

一、NIO

1. 创建 Tomcat NIO 类

2. 启动 Tomcat

3. 测试

二、解析请求信息

三、响应数据

创建响应类

修改调用的响应类

四、完整代码

五、测试

六、总结

七、获取全部用户的功能

POJO

生成 POJO

1. 在 Dao 层定义接口

2. 获取用户数据

3. 在 Service 层定义接口

4. Service 层的实现方法

5. 创建 Servlet

6. 测试

八、作业

优化NIO

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一、NIO

Non-Blocking I/O，非阻塞IO。我们之前使用的是 BIO 阻塞IO

NIO 是同步非阻塞的，服务器的实现模式是一个线程处理多个连接 

关于 NIO ，可以看看这位博主写的文章 Java NIO 详解-CSDN博客 

1. 创建 Tomcat NIO 类

package com.shao.net;import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.net.URLDecoder;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.SelectionKey;
import java.nio.channels.Selector;
import java.nio.channels.ServerSocketChannel;
import java.nio.channels.SocketChannel;
import java.util.Iterator;public class TomcatNIO {public TomcatNIO() {// 1. 创建通信管道try {ServerSocketChannel ssc = ServerSocketChannel.open();// 2. 绑定端口ssc.bind(new InetSocketAddress(8080));// 3. 配置非阻塞通信管道ssc.configureBlocking(false);// 4. 创建一个选择器Selector selector = Selector.open();// 5. 将通信管道注册到选择器上，监听客户端连接请求的事件ssc.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);// 循环监听客户端请求并处理相应事件while (true) {System.out.println("等待连接...");// 6. 从 selectors 中选择并返回已就绪的通道数int number = selector.select();if (number == 0) continue;// 7. 这些 SelectionKey 对象代表了就绪的通道及其相应的注册事件。Iterator<SelectionKey> it = selector.selectedKeys().iterator();while (it.hasNext()) {SelectionKey key = it.next();// 8. 判断就绪事件类型if (key.isAcceptable()) {System.out.println("有客户端连接了...");// 1. 接受新的客户端连接SocketChannel sc = ssc.accept();// 2. 设置连接的通道为非阻塞模式sc.configureBlocking(false);// 3. 将新连接的通道注册到选择器上，监听读事件sc.register(selector, SelectionKey.OP_READ);System.out.println("客户端连接成功");} else if (key.isReadable()) {// 读事件// 1. 创建缓冲区ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);// 2. 将 key 关联的通道 (channel) 转换为 SocketChannel 类型。转换后的 socketChannel 可用于进行网络读写操作。SocketChannel socketChannel = (SocketChannel) key.channel();// 3. 读取数据到缓冲区int read = socketChannel.read(buffer);if (read > 0) {// 获取缓冲区的数据byte[] array = buffer.array();// 转成字符串String msg = new String(array, 0, read);// 将请求信息进行 URL 解码，然后使用 UTF-8 进行编码String message = URLDecoder.decode(msg, "UTF-8");System.out.println("客户端发送了：" + message);// 清空缓冲区buffer.clear();// 响应数据String content = "OK";String HttpResponse = "HTTP/1.1 200 OK\r\n" +"Content-Type: text/html;charset=utf-8\r\n" +"Content-Length: " + content.getBytes().length + "\r\n" +"\r\n" +content;// 写入到缓冲区buffer.put(HttpResponse.getBytes());// 将缓冲区的界限设置为当前位置，然后再把当前位置重置为0buffer.flip();// 响应数据到客户端socketChannel.write(buffer);} else if (read == -1) {// 关闭通道socketChannel.close();// 取消 key 关联的通道在 selector 上的注册key.cancel();}}// 移除已经处理的 SelectionKey，防止下次循环再处理这个键it.remove();}}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}
}

2. 启动 Tomcat

在入口类启动 NIO 的 Tomcat

3. 测试

二、解析请求信息

因为请求信息和之前是一样的，所以可以使用 HttpRequest 解析类

三、响应数据

创建响应类

因为响应数据的方式不一样，所以需要创建一个 NIO 方式的响应类

package com.shao.net;import com.shao.Servlet.BaseServlet;
import com.shao.Utils.ServletByAnnoUtil;import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.SocketChannel;public class HttpResponseNIO {/*** 连接的通道*/private SocketChannel sc;/*** 缓冲区*/private ByteBuffer buffer;/*** 解析类的对象*/private HttpRequest httpRequest;public HttpResponseNIO(SocketChannel sc, ByteBuffer buffer, HttpRequest httpRequest) {this.sc = sc;this.buffer = buffer;this.httpRequest = httpRequest;}public void response(String filePath) {//判断请求的是否为静态文件if (StaticResourceHandler.isLikelyStaticResource(httpRequest.getRequestModule())) {// 获取静态资源一般是 GET 请求方法if (httpRequest.getRequestMethod().equals("GET")) {// 响应静态资源responseStaticResource(filePath);}} else {// 处理动态请求System.out.println("请求动态资源");// 获取 Servlet 对象，参数是请求的模块名BaseServlet servlet = ServletByAnnoUtil.getServletClass(httpRequest.getRequestModule());// 如果没有找到对应的 Servlet ，返回 404if (servlet == null) {responseStaticResource("webs/pages/not_Found404.html");return;}// 调用 service 方法servlet.service(httpRequest, this);}}/*** 响应静态资源*/private void responseStaticResource(String filePath) {// 读取文件byte[] fileContents = StaticResourceHandler.getFileContents(filePath);// 判断文件是否存在，不存在则返回 404 的页面if (fileContents == null) {try {FileInputStream fis = new FileInputStream("webs/pages/not_Found404.html");fileContents = new byte[fis.available()];fis.read(fileContents);fis.close();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}// 响应协议String protocol = httpRequest.getRequestProtocol();// 文件媒体类型String fileMimeType = StaticResourceHandler.getFileMimeType(filePath);// 清空缓冲区buffer.clear();// 写入数据到缓冲区buffer.put((protocol + " 200 OK\r\n").getBytes());buffer.put(("Content-Type: " + fileMimeType + "\r\n").getBytes());buffer.put(("Content-Length: " + fileContents.length + "\r\n").getBytes());buffer.put(("\r\n").getBytes());buffer.put(fileContents);// 将缓冲区的界限设置为当前位置，然后再把当前位置重置为0buffer.flip();try {// 响应数据到客户端sc.write(buffer);System.out.println("响应成功");} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}public void send(byte[] content) {// 获取请求协议String protocol = httpRequest.getRequestProtocol();// 清空缓冲区buffer.clear();// 往缓冲区写入数据buffer.put((protocol + " 200 OK\r\n").getBytes());buffer.put(("Content-Type: text/html;charset=utf-8\r\n").getBytes());buffer.put(("Content-Length: " + content.length + "\r\n").getBytes());buffer.put("\r\n".getBytes());buffer.put(content);// 设置缓冲区的界限为当前指针的位置，然后把指针指向缓冲区的起始位置buffer.flip();try {// 响应数据sc.write(buffer);System.out.println("响应成功");} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}
}

修改调用的响应类

四、完整代码

package com.shao.net;import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.net.URLDecoder;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.SelectionKey;
import java.nio.channels.Selector;
import java.nio.channels.ServerSocketChannel;
import java.nio.channels.SocketChannel;
import java.util.Iterator;public class TomcatNIO {public TomcatNIO() {// 1. 创建通信管道try {ServerSocketChannel ssc = ServerSocketChannel.open();// 2. 绑定端口ssc.bind(new InetSocketAddress(8080));// 3. 配置非阻塞通信管道ssc.configureBlocking(false);// 4. 创建一个选择器Selector selector = Selector.open();// 5. 将通信管道注册到选择器上，监听客户端连接请求的事件ssc.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);// 循环监听客户端请求并处理相应事件while (true) {System.out.println("等待连接...");// 6. 从 selectors 中选择并返回已就绪的通道数int number = selector.select();if (number == 0) continue;// 7. 这些 SelectionKey 对象代表了就绪的通道及其相应的注册事件。Iterator<SelectionKey> it = selector.selectedKeys().iterator();while (it.hasNext()) {SelectionKey key = it.next();// 8. 判断就绪事件类型if (key.isAcceptable()) {System.out.println("有客户端连接了...");// 1. 接受新的客户端连接SocketChannel sc = ssc.accept();// 2. 设置连接的通道为非阻塞模式sc.configureBlocking(false);// 3. 将新连接的通道注册到选择器上，监听读事件sc.register(selector, SelectionKey.OP_READ);System.out.println("客户端连接成功");} else if (key.isReadable()) {// 读事件// 1. 创建缓冲区ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);// 2. 将 key 关联的通道 (channel) 转换为 SocketChannel 类型。转换后的 socketChannel 可用于进行网络读写操作。SocketChannel socketChannel = (SocketChannel) key.channel();// 3. 读取数据到缓冲区int read = socketChannel.read(buffer);if (read > 0) {// 获取缓冲区的数据byte[] array = buffer.array();// 转成字符串String msg = new String(array, 0, read);// 将请求信息进行 URL 解码，然后使用 UTF-8 进行编码String message = URLDecoder.decode(msg, "UTF-8");// 调用 HttpRequest 类解析请求信息HttpRequest httpRequest = new HttpRequest(message);// 拼接请求的静态资源的路径String filePath = "/webs" + httpRequest.getRequestModule();// 创建响应对象HttpResponseNIO httpResponseNIO = new HttpResponseNIO(socketChannel, buffer, httpRequest);// 响应数据到客户端httpResponseNIO.response(filePath);} else if (read == -1) {// 关闭通信通道socketChannel.close();// 取消 key 关联的通道在 selector 上的注册key.cancel();}}// 9. 移除已经处理的 SelectionKey，防止下次循环再处理这个键it.remove();}}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}
}

五、测试

六、总结

七、获取全部用户的功能

POJO

因为获取的用户数据需要封装，需要一个类和数据库的字段一一对应，这就是 对象关系映射(ORM) ，这个类可以称为 POJO

生成 POJO

1. 在 Dao 层定义接口

2. 获取用户数据

public ArrayList<Users> GetAllUser() {Connection connection = null;PreparedStatement pstmt = null;ResultSet resultSet = null;ArrayList<Users> users = new ArrayList<>();try {// 3. 从连接池获取一个数据库连接connection = DBConnectPool.getInstance().getConnection();// 4. 获取可执行对象// 定义 SQL 语句String SQL = "select id, account, name, password, money from train.users";pstmt = connection.prepareStatement(SQL);// 5. 执行sql语句，获取结果集resultSet = pstmt.executeQuery();// 6. 结果处理while (resultSet.next()) {// 获取一行数据，封装到对象中Users user = new Users();user.setId(resultSet.getLong("id"));user.setAccount(resultSet.getString("account"));user.setName(resultSet.getString("name"));user.setPassword(resultSet.getString("password"));user.setMoney(resultSet.getDouble("money"));// 添加到集合中users.add(user);}} catch (SQLException e) {e.printStackTrace();} finally {DBConnectPool.getInstance().releaseConnection(connection);DBConnectUtil.releaseSource(pstmt, resultSet);}return users;}

3. 在 Service 层定义接口

4. Service 层的实现方法

    public responseDTO GetAllUser() {// 调用 Dao 层获取数据ArrayList<Users> users = userDao.GetAllUser();return new responseDTO(200, users, "获取成功", users.size());}

5. 创建 Servlet

package com.shao.Servlet;import com.alibaba.fastjson2.JSON;
import com.shao.Annotation.MyServlet;
import com.shao.Service.ServiceFactory;
import com.shao.Service.UserService;
import com.shao.Utils.responseDTO;
import com.shao.net.HttpRequest;
import com.shao.net.HttpResponseNIO;@MyServlet("/GetAllUser")
public class GetAllUserServlet extends BaseServlet {responseDTO responseDTO = null;@Overridevoid doGet(HttpRequest httpRequest, HttpResponseNIO httpResponse) {// 获取实例UserService userService = ServiceFactory.getUserService();// 调用获取所有用户的方法responseDTO = userService.GetAllUser();// 响应数据httpResponse.send(JSON.toJSONBytes(responseDTO));}@Overridevoid doPost(HttpRequest httpRequest, HttpResponseNIO httpResponse) {responseDTO = new responseDTO(400, null, "不支持POST提交方法");httpResponse.send(JSON.toJSONBytes(responseDTO));}
}

6. 测试

八、作业

优化NIO

在高并发的场景下，现在的NIO配置无法及时处理，如何解决？

如果客户端发送的数据很多，如何分批次读取数据？

到目前为止，我们学习了 BIO和NIO网络通信模块、HttpRequest、HttpResponse、线程池、任务队列、线程任务对象、Servlet、业务逻辑处理 Service 、Dao 、数据库连接池、POJO、DTO、注解等。这些内容组合起来就是一个简单的框架