Java 实现一个基于 NIO 的多线程Web服务器

代码地址：https://github.com/iyuanyb/webserver

实现了

静态、动态资源获取；
Cookie、Session、HTTP 长连接，及 Session 和 HTTP 长连接的定时清除；

类似 Spring MVC 的注解式编程，如 @RequestMapping @RequestParam 等，方法中可以根据参数名从前台获取数据，可以传递对象，也支持级联属性，如：

// GET /page?pageSize=10&pageNum=1 HTTP/1.1
@RequestMapping("/page")
String page(@RequestParam(value="pageSize", defaultValue="10") Integer pageSize, Integer pageNum) {...}

/**
 * POST /login HTTP/1.1
 * ...
 * user.name=admin&user.passwd=admin&user.data.val=ok
 * *******
 * User 类：String name; String passwd; Data data;
 * Data 类: String val;
 */
@RequestMapping("/login", method = HttpMethod.POST)
String login(User user) {...}

方法可以返回一个字符串表示模板路径，模板使用正则实现，仅可以从 request 和 session 域中获取属性值，如 ${request.user.id}；
日志记录（使用 java.util.logging 内置日志记录器，自定义了日志格式）：服务器运行相关日志（server-n.log），HTTP 请求日志（access-n.log）。

API 汇总：

@Controller
@RequestMapping
@RequestParam
@RequestHeader
@CookieValue
HttpRequest
HttpResponse
HttpSession
Cookie
HttpMethod

类结构

webserver.BootStrap：启动类，读取配置文件，初始化日志记录器，并启动 webserver.connector.Server 类
webserver.connector：存放与网络连接相关的类
- Server：初始化服务器的各个组件
- Acceptor：监听客户端的连接请求，并将连接放入Poller中进行请求监听，守护线程
- Poller：保存与客户端的Socket连接，监听客户端的请求，多个守护线程
- SocketWrapper：客户端 SocketChannel 的包装器，封装了一些方法
- RequestProcessor：请求处理器，将请求放入内部的线程池中处理
- ExpiredConnectionCleaner：清理长时间为传输数据的Socket（HTTP长连接的定时清除）
webserver.container：存放容器类及相关的一些类和注解
- annotation：存放注解
- Container：容器类，保存 HttpSession 和控制器中的响应方法，包含HttpSession的创建获取销毁的方法，对传过来的 HttpRequest 找到对应的响应方法执行
- TargetMethod：对控制器中的响应方法的封装
- ControllerScanner：扫描 classpath 下被 @Controller 注解标记的控制器类
webserver.http：存放与HTTP相关的类

request.HttpRequest
request.HttpRequestParser：从请求数据中解析出 HttpRequest
response.HttpResponse
response.HttpStatus
session.HttpSession
session.ExpiredSessionCleaner：清理过期的HttpSessin
Cookie
HttpMethod

webserver.template：模板
- TemplateParser：解析模板，并将数据写入 HttpResponse
webserver.constant：存放一些常量
- ...
webserver.exception：自定义异常
- ...
webserver.util：工具类
- ...

使用方法

导入 jar 包（见 release）即可使用相关注解，还需要在 classpath 下创建一个 webapp 目录，表示静态 web 资源的根路径。然后在主类的 main 方法中调用 BootStrap.run()，由于扫描控制器是通过遍历目录实现的，所以项目不支持打包，必须以 class 文件的形式发布。参数配置需要在 classpath 中提供一个 server-config.properties 配置文件即可，包含如下配置项：

# 服务器端口
PORT=80
# 存储日志文件的路径
LOG_FILE_STORAGE_PATH=E:\
# 连接过期时间，单位毫秒
CONNECTION_EXPIRY_TIME=30000
# 清理过期连接的周期，单位毫秒
CONNECTION_CLEANING_CYCLE=30000
# Session 过期时间，单位毫秒
SESSION_EXPIRY_TIME=30000
# 清理过期 Session 的周期，单位毫秒
SESSION_CLEANING_CYCLE=30000
# 监听客户端读事件的线程数目
POLLER_THREAD_COUNT=2
# 处理具体请求的线程池的大小
REQUEST_PROCESSOR_THREAD_COUNT=4

演示

项目结构

EchoController.java

package com.test;

// 导包省略...

@Controller // 只有被 @Controller 标记的才会被认为是控制器
            // 支持在类上使用 @RequestMapping 注解，
public class EchoController {

    // 线程安全
    private static final DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");

    @RequestMapping("/echo") // 映射到 "/echo"
    public String echo(HttpRequest request, @RequestParam(value = "msg", defaultValue = "输入为空") String msg) {

        LocalDateTime localDateTime = LocalDateTime.ofEpochSecond(request.getSession().getLastAccessedTime() / 1000, 0, ZoneOffset.ofHours(8));
        request.setAttribute("lastAccessedTime", localDateTime.format(formatter));
        request.setAttribute("msg", msg);
        return "test.html"; // 要渲染的的模板路径（classpath:webapp/test.html）
    }

    public static void main(String[] args) {
        BootStrap.run();
    }
}

test.html

<!DOCTYPE>
<html lang="en">
    <head>
        <title>Test</title>
    </head>
    <body>
        <p>Echo: ${request.msg}</p>
        <p>Last Accessed Time: ${request.lastAccessedTime}</p>
        <p><img src="img/girl.jpg" alt="girl" width="320" height="480"/></p>
    </body>
</html>

效果
日志