手寫web服務器：基于NIO重構服務器，實現(xiàn)post請求處理
前言
前幾天一直被post請求處理的問題卡著，因此web服務器這邊也沒啥進展，再加上昨天又突然被告知要去加班，所以這個問題就一直被一次次往后拖，還好今天有時間，就抽空把這個問題徹底解決了，然后服務這邊也徹底從原來的socket，被我重構成Nio的ServerSocketChannel，也就是我們前面說的非阻塞式socket，今天主要介紹整個重構過程，nio的知識點暫時也不打算講，因為我也沒有搞得特別清楚。好了，話不多說，直接重構。
重構
手寫我們重新寫了sokcet的核心程序，實現(xiàn)方式徹底改變了，首先是一個服務器接收客戶端請求的線程：
接收服務器請求線程
static class AcceptSocketThread extends Thread {
volatile boolean runningFlag = true;
@Override
public void run() {
try {
ServerSocketChannel serverChannel = ServerSocketChannel.open();
serverChannel.bind(new InetSocketAddress(30000));
serverChannel.configureBlocking(false);
while (runningFlag) {
SocketChannel channel = serverChannel.accept();
if (null == channel) {
logger.info("服務端監(jiān)聽中.....");
} else {
channel.configureBlocking(false);
logger.info("一個客戶端上線，占用端口 ：{}", channel.socket().getPort());
keys.put(channel.socket().getPort(), channel);
new ResponseThread().start();
}
}
} catch (IOException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
}
在線程內(nèi)部，我們通過ServerSocketChannel.open創(chuàng)建了一個ServerSocketChannel通信頻道，并設置頻道端口是30000;
configureBlocking是設置當前通信是否阻塞，這里我們設置的是false，也就是非阻塞通信；
然后通過一個死循環(huán)監(jiān)聽服務器serverChannel是否被連接，這里serverChannel.accept()返回值為null表示未建立連接或者連接被關閉；
如果建立連接，我們將通信頻道放進keys通信頻道隊列中：
public static volatile Map<Integer, SocketChannel> keys =
Collections.synchronizedMap(new HashMap<>());
并啟動一個響應請求線程去處理這個頻道中的請求，下面我們看處理線程
處理請求線程
在寫這些文字時候，我發(fā)現(xiàn)這里其實沒必要創(chuàng)建隊列存放會話頻道，可以直接把這塊的隊列傳進線程，并處理（因為我這塊代碼是參考別人的，然后進行了大改，后面還需要進一步優(yōu)化）
/**
* 處理客戶端請求
*/
static class ResponseThread extends Thread {
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
@Override
public void run() {
int num = 0;
Iterator<Integer> ite = keys.keySet().iterator();
while (ite.hasNext()) {
int key = ite.next();
StringBuffer stb = new StringBuffer();
try {
SocketChannel socketChannel = keys.get(key);
if (Objects.isNull(socketChannel)) {
break;
}
while ((num = socketChannel.read(buffer)) > 0) {
buffer.flip();
stb.append(charset.decode(buffer).toString());
buffer.clear();
}
if (stb.length() > 0) {
MsgWrapper msg = new MsgWrapper();
msg.key = key;
msg.msg = stb.toString();
logger.info("端口：{}的通道，讀取到的數(shù)據(jù)：{}",msg.key, msg.msg);
msgQueue.add(msg);
threadPoolExecutor.execute(new SyskeRequestNioHandler(socketChannel, msg.msg));
ite.remove();
}
} catch (Exception e) {
ite.remove();
logger.error("error: 端口占用為：{}，的連接的客戶端下線了", keys.get(key).socket().getPort(), e);
}
}
logger.info("讀取線程監(jiān)聽中......");
}
}
因為原代碼，作者的接收線程、處理線程都是在main方法啟動的，所以他這樣定義是ok的，但我這里其實就沒必要了。
看了上面的代碼，大家會發(fā)現(xiàn)，nio中不再有InputStream或者OutputStream這樣的類，這是因為nio的底層實現(xiàn)采用了新的架構，有一個selector進行頻道管理，當某個頻道有數(shù)據(jù)進來的時候，selector會切換到這個頻道進行數(shù)據(jù)處理，如果沒有數(shù)據(jù)他會去處理其他頻道的數(shù)據(jù)，不像我們之前的I/O，一次通信就一個管道，沒有數(shù)據(jù)就一直等待，所以也就不會導致阻塞。
我覺得有個例子能很好地說明這兩種模型，傳統(tǒng)的I/o就好比一個單位的電話，電話雖然很多，但是線路只有一條，同時只能有一個電話進行通話，電話不斷，其他人根本就打不進去，也沒法接電話，只能等著這個接收電話的人打完電話；
Nio就相當于這個單位為了解決同時只能有一個人打電話這種情況，專門雇了一個接線員負責線路切換，當有電話進來以后，接線員會把對應的電話借給對應的人，這樣即提高了線路的效率，也避免了阻塞的情況。
做完上面的改動后，我們的post請求就不再阻塞了，然后我們還優(yōu)化了request的初始化。
優(yōu)化請求初始化
現(xiàn)在不論get請求，還是post請求，最終都會拿到一個純文本的請求參數(shù)，然后我我把它分別處理成header（請求方法、請求地址）、requestAttributeMap（請求頭參數(shù)）、requestBody（請求體）：
private void initRequest() throws IllegalParameterException{
logger.info("SyskeRequest start init");
String[] inputs = input.split("\r\n");
System.out.println(Arrays.toString(inputs));
Map<String, Object> attributeMap = Maps.newHashMap();
boolean hasBanlk = false;
StringBuilder requestBodyBuilder = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < inputs.length; i++) {
if(i == 0) {
String[] headers = inputs[0].split(" ", 3);
String requestMapping = headers[1];
if (requestMapping.contains("?")) {
int endIndex = requestMapping.lastIndexOf('?');
String requestParameterStr = requestMapping.substring(endIndex + 1);
requestMapping = requestMapping.substring(0, endIndex);
String[] split = requestParameterStr.split("&");
for (String s : split) {
String[] split1 = s.split("=");
attributeMap.put(StringUtil.trim(split1[0]), StringUtil.trim(split1[1]));
}
}
this.header = new RequestHear(RequestMethod.match(headers[0]), requestMapping);
} else {
if (StringUtil.isEmpty(inputs[i])) {
hasBanlk = true;
}
if (inputs[i].contains(":") && Objects.equals(hasBanlk, Boolean.FALSE)) {
String[] split = inputs[i].split(":", 2);
attributeMap.put(split[0], split[1]);
} else {
// post 請求
requestBodyBuilder.append(inputs[i]);
}
}
}
requestAttributeMap = attributeMap;
requestBody = JSON.parseObject(requestBodyBuilder.toString());
logger.info("requestBodyBuilder: {}", requestBodyBuilder.toString());
logger.info("SyskeRequest init finished. header: {}, requestAttributeMap: {}", header, requestAttributeMap);
}
這里就很簡單了，就是通過\r\n分割即可。
get和post唯一的區(qū)別就是，get請求的參數(shù)都在requestAttributeMap，而post的請求參數(shù)在requestBody。
/**
* 處理post請求
* @param method
* @return
* @throws IllegalAccessException
* @throws InstantiationException
* @throws InvocationTargetException
*/
private Object doPost(Method method) throws IllegalAccessException, InstantiationException, InvocationTargetException {
JSONObject requestBody = (JSONObject)request.getRequestBody();
return doRequest(method, requestBody);
}
/**
* 處理get請求
* @param method
* @param requestAttributeMap
* @return
* @throws InvocationTargetException
* @throws IllegalAccessException
* @throws InstantiationException
*/
private Object doGet(Method method, Map<String, Object> requestAttributeMap) throws InvocationTargetException, IllegalAccessException, InstantiationException {
return doRequest(method, requestAttributeMap);
}
測試
然后我們測試下看下，這里就只測試post了，這里我用的postMan：
看下后臺：
請求體已經(jīng)有數(shù)據(jù)了，后面的就很簡單了
總結
我現(xiàn)在越來越覺得，作為一個web后端工程師，網(wǎng)絡編程是一個特別重要的技能，因為你不了解數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡中的傳輸過程，不了解各種協(xié)議，不了解各種請求頭，那你再遇到具體問題的時候，是根本沒有任何思路的。
可能在你眼里你可能會覺得一切你解決不了的問題，都是玄學問題，但事實并非如此。
所以，對我現(xiàn)在而言，學習的方向大概分為這幾種：
多線程：這個應該是一個比較核心，掌握的好，你的工作真的會事半功倍的 網(wǎng)絡編程：這個原因我前面說了 算法，包括數(shù)據(jù)結構等：幫助你構建更好的模型，讓你的程序運行更快，性能更好 虛擬化相關知識，比如 docker、k8s等，以及jenkins自動化構建，這一塊現(xiàn)在是比較主流的技術主流開源框架學習，這里我會花比較少的時間，以搞清楚具體的原理和實現(xiàn)方式為目的
今天把這個問題解決了，后面又可以繼續(xù)實現(xiàn)springboot的其他注解了，繼續(xù)搞事情。好了，今天就到這里吧!
下面是項目的開源倉庫，有興趣的小伙伴可以去看看，如果有想法的小伙伴，我真心推薦你自己動個手，自己寫一下，真的感覺不錯：
https://github.com/Syske/syske-boot
