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Java Sokect程式設計之HTTP請求

阿新 • • 發佈：2019-01-14

1、概述

  HTTP是一種協議，全稱超文字傳輸協議，而網頁就屬於超文字（就是為了它服務的），可以支援多媒體等，比如圖片、音訊，豐富了使用者的體驗；它屬於網路模型中應用層的協議，底層基於TCP/IP協議，並額外製定了自己的規範，所以它也是Socket程式設計的一種，只是由於強大和便捷的客戶端和服務端軟體，常常讓人看不到它的本質。


  首先HTTP屬於網路程式設計，而且是基於TCP/IP協議的，那麼它一定有兩個Socket端點，所以具備的基本要素有：
    • 客戶端：瀏覽器，比如IE、Chrome、FireFox、360等
    • 服務端：Web伺服器，有Tomcat、Weblogic等
    • 第三個往往會被忽視的：網址,專業術語URL，它包含了網路傳輸的基本要素：協議、IP、埠等。

2、最簡單的方式實現HTTP請求。

 2.1 最簡單的方式是什麼？

   對普通使用者來說，HTTP請求這個名詞顯得有點專業和陌生，而用“上網“或者更精確的講”使用瀏覽器上網“，更能讓人有恍然大悟的感覺，你可能覺得何必搞怎麼一個標題呢，那只是我們沒有了解到實現HTTP請求可不僅僅只有這種方式，至於還有那些方式，當了解到它的原理就自然清楚了。

   即使最簡單和熟悉的HTTP請求方式（上網），對軟體人員來說，也需要更加專業的去分析它，通過不同的視角和見解，更加透視的看清它的內在。 

 2.2 流程圖

 通過瀏覽器實現HTTP請求的基本流程如下：


 2.3 URL（見Java API：java.net.URL）

2.3.1 概述

  Uniform Resource Locator，中文翻譯，統一資源定位符，它是指向網際網路"資源"的指標。資源可以是簡單的檔案或目 錄，也可以是對更復雜物件的引用，例如對資料庫或搜尋引擎的查詢。它的組成是有一定規則的，是資訊的一種集合，一般由協議名、主機、埠、資源組成，格式如下：
  protocol://host:port//resourceName，比如：http://www.crazyit.org/index.php，當然URL不僅僅支援http這一種 協議，比如https、ftp等。
  有了它以後，客戶端就可以對它進行解析，比如網路通訊的基本要素：協議、IP、埠，都可以拿到，這樣才能確定通訊的目的地，而通過一個簡單URL就可以對這些內容進行封裝，是不是很方便呢。

2.3.2 URL常用方法：

String getProtocol()，獲取URL的協議名稱。
String getHost()，獲取此URL的主機名。
String getPort()， 獲取此URL的埠號。
String getPath()， 獲取此URL的路徑名稱
String getFile() ，獲取此URL的檔名稱
String getQuery ，獲取此URL的查詢部分。
package com.example.network.http;

import java.net.MalformedURLException;
import java.net.URL;

public class URLDemo {

	public static void main(String[] args) throws MalformedURLException {
		
		String str_url = "http://google.com.hk/search?q=1";
		
		//1.把字串封裝為URL，會丟擲MalformedURLException異常。
		URL url = new URL(str_url);
		
		System.out.println("getProtocol:"+url.getProtocol());
		System.out.println("getHost:"+url.getHost());
		System.out.println("getPort:"+url.getPort());
		System.out.println("getPath:"+url.getPath());
		//getFile() = getPath() + getQuery
		System.out.println("getFile:"+url.getFile());
		System.out.println("getQuery:"+url.getQuery());

	}

}


結果：

getProtocol:http
getHost:google.com.hk
getPort:-1
getPath:/search
getFile:/search?q=1
getQuery:q=1

2.3.3 URL、URI、URN區別？

  URI是統一資源識別符號，總體來說，每一個URL都是URI,但不是每一個URI都是URL。這是因為URI還包括一個子類，即統一 資源名稱（URN），它命名資源但不知道如何定位資源，比如:mailto:[email protected]。

2.4 瀏覽器做了哪些工作？

2.4.1 概述

  對於TCP/IP協議而言，只需明確IP、埠號及傳輸的資料，而要弄清楚HTTP協議與此有什麼不同，就需要看看瀏覽器到底給伺服器傳送了什麼資料，那麼怎麼去檢視呢？既然HTTP是基於TCP/IP協議，完全可以通過ServerSocket物件實現一個伺服器，接收瀏覽器的訪問，並打印出接收到的資料。

2.4.2 程式碼示例

1、伺服器程式碼：

package com.example.network.http;

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;


public class MyHttpServer {

	public static void main(String[] args) throws IOException {

		ServerSocket ss = new ServerSocket(8090);
		
		Socket s = ss.accept();
		
		InputStream in = s.getInputStream();
		
		byte[] buf = new byte[1024];
		
		int len = in.read(buf);
		
		System.out.println(new String(buf,0,len));
		
		OutputStream out = s.getOutputStream();
		
		out.write("<font color=red>歡迎訪問Http伺服器！</font>".getBytes());
		
		s.close();
		ss.close();
	}

}

2、在瀏覽器中輸入伺服器地址並回車。

3、檢視瀏覽器的返回內容和伺服器的控制檯輸出。



  正如控制檯中打印出來的訊息，瀏覽器不僅僅只是簡單的接收一個URL，它需要解析這個URL，並且組裝出控制檯中格式化資料，並且把它發給伺服器，伺服器接收請求並且返回應答訊息，最後瀏覽器行使另外一個強大的功能：解析資料，如上所示我給返回字型添加了一個紅色屬性，最終瀏覽器解析並顯出來。

2.4.3、傳送訊息的組成分析。

傳送的訊息分為三部分：


圖中紅色1表示：訊息行，分為三部分：

請求方式：GET和POST。

請求的資源：遺憾的是隻看到一個/，它表示無，因為我沒有指定，實際它是指URL的getFile()的內容。

協議版本：目前有HTTP 1.0和HTTP 1.1。

圖中紅色2表示：訊息頭，它主要以鍵值對的方式顯示，向伺服器傳遞了該瀏覽器的一些屬性，以便於伺服器返回瀏覽器支援的資料，比如：

Accept：瀏覽器支援的格式，如text（文字）、HTML、XML等。

Accpet-Language：瀏覽器支援的語言：zh-CN，簡體中文；zh 中文；en 英文等

Host：主機地址

這些內容還沒有深入的瞭解，只是做簡單的介紹。

圖中紅色3表示：訊息體，可惜是空白，那它是什麼？看完下面章節就知道了。

2.4.1 怎麼向伺服器傳送個人資料。

  不知道你發現一個問題沒有，雖然瀏覽器給伺服器傳送了資料，但是這些資料都是規範化的，如果想給伺服器傳送點自己的資料怎麼辦呢？

  比如想登入某個網站，必須把客戶端填寫的使用者名稱和密碼傳送給伺服器；或者在搜尋引擎中查詢某個關鍵詞，也需要把這個關鍵詞傳送到伺服器進行檢索。

  以一個簡單的表單提交為例，看看瀏覽器到底怎麼向伺服器傳送資料。

 1、提交表單。
<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/html4/loose.dtd">
<html>
<head>
<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=UTF-8">
<title>登入資訊</title>
</head>
<body>
	<form method="get" action="http://localhost:8090" >
		<table border="1">
			<tr><td>使用者名稱:</td><td ><input name=name type="text"/></td></tr>
			<tr><td>密　碼:</td><td ><input name=pass type="password"/></td></tr>
			<tr><th colspan="2"><input type="submit" value="登入"/></th></tr>
		</table>
	</form>
</body>
</html>

 2、伺服器程式碼還是上面2.5.1中的第一段程式碼。

 3、假定在表單中填寫使用者名稱和密碼。

4、提交後，檢視伺服器控制檯內容。

  你會發現最後多了一行，而這一行的內容就是你在表單中輸入的使用者名稱和密碼，它以鍵值對的方式儲存資料，並且每一組用&符號連線；另外，這一行也屬於之前所說的訊息體，注意訊息體與訊息頭之間有一個空行。

2.4.2 GET和POST區別

  你可能還注意到的一個細節就是在第一行中，請求方式是POST而不是GET，那麼GET和POST到底有什麼區別？你只需把表單以get的方式提交一次就會發現了。

  首先，把第1塊提交表單程式碼中method=“post”改為method=“get”，然後再重新執行一遍上面的流程，你會發現如下區別：

  • 控制檯中最後一行的訊息體沒有了，而第一行POST變為GET，並且請求資源變為“/?name=noodles$pass=26”，如下圖：

  • 第二個不易察覺的變化就是在位址列中多了點東西，就是你的使用者名稱和密碼的資訊，如下圖：

  所以提交個人資料的方式與請求方式密切相關，如果是POST方法，提交的資料將放置在訊息體中；而GET方式，提交的資料將放置在位址列（URL）中。

  這個特點導致GET方式提交資料存在幾個缺點：

  1、資料不安全，假如你登入一個網站時，別人站在你後面，就可以通過位址列檢視到你使用者名稱和密碼，是不是很可怕。

  2、位址列的空間太小。

  所以，如果是提交重要的資料一般都是通過POST的方式，當然不是提交資料都用POST方式，通過google或者baidu檢索資訊時，就是以get的方式提交資料，你可以通過位址列查到查詢的資訊。

 2.6 HTTP伺服器向客戶端返回了什麼內容？

    通過上面的內容，我們已經瞭解到客戶端瀏覽器做了哪些工作，現在就要進一步瞭解服務端到底做為了什麼，或者準確的講伺服器給瀏覽器返回了什麼資訊，怎麼去檢視呢？

    這就需要我們去實現一個瀏覽器，然後我們模仿瀏覽器給伺服器傳送相同的訊息，最後打印出伺服器返回的資料。

    1、你需要一個HTTP伺服器，比如Tomcat，安裝後，在webapp下建立一個myweb檔案下，裡面放置一個mypage.html檔案。

mypage.html程式碼非常簡單，如下：

<html>
<head>
	<meta charset="utf-8">
</head>
<body>
	<a href ="http://www.google.com">Goto Google</a>
</body>
</html>

2、我的瀏覽器程式碼

package com.example.network.http;

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.Socket;

public class MyBrowser {

	public static void main(String[] args) throws  IOException {

		//與伺服器建立連線
		Socket s = new Socket("127.0.0.1",8080);
		
		PrintWriter out = new PrintWriter(s.getOutputStream(),true);
		
		//模仿瀏覽器向伺服器傳送資料，下面三行是必須的，其他訊息頭資訊可以根據需要傳送，如果不設定，會以預設值傳送（未驗證）。
		out.println("GET /myweb/mypage.html HTTP/1.1");	
		out.println("Host: localhost:8090");		
		out.println();
		
		
		//讀取伺服器返回的資料並列印
		InputStream in = s.getInputStream();
		
		byte[] buf = new byte[1024];
		
		int len = in.read(buf);
		
		System.out.println(new String(buf,0,len));
		
		s.close();
		
		
		
	}

}

3、執行我的瀏覽器程式碼，檢視控制檯資訊，如下：

同樣分為三部分：

圖中紅色1表示：應答行，分為兩部分：

傳輸協議：HTTP1.0和HTTP1.1。

狀態碼：200表示成功;404表示無該頁面。

圖中紅色2表示：應答頭，因鍵值對的形式標識伺服器或者是資料屬性，如：

Server：Apache-Coyote/1.1，伺服器型別。

Content-Length：125，字型長度。

Last-Modified：Wed,21 Sep 2016 15：39：17 GMT，資源的最後修改時間。

圖中紅色3表示：應答體，伺服器返回瀏覽器請求的資源。

    雖然我的瀏覽器也可以訪問HTTP伺服器，並且返回資源，但是與真正的瀏覽器還是有差距的，主要區別如下：

    1、它只需要輸入一個URL，就可以自動完成訊息的組裝併發送給伺服器。

    2、它可以接收資料後，一方面會解析並遮蔽掉對使用者無用的應答行和應答頭，另外它最強大的功能就是可以解析應答體， 並顯示更加生動的頁    面給使用者。

3、不使用瀏覽器，除了通過Socket模擬瀏覽器的方式，還有辦法傳送HTTP請求嘛？

  在個人的程式中，往往是不太方便去呼叫瀏覽器實現HTTP請求，即使可以也存在一個問題，就是瀏覽器返回的應答體，並不能被我們所利用；而通過Socket實現HTTP請求，也會出現一個問題就是它返回的IO流資料中包含了應答行和應該頭，我們要自己去剔除這部分內容,保留應答體，這才是我們所需要的，有沒有更好的方式呢？答案是肯定的。

 3.1 請求方式GET：

1、通過字串，構建一個URL物件。

2、呼叫URL的URLConnection openConnection()方法返回一個URLConnection物件，該物件是是HTTP協議和URL的封裝。

3、通過URLConnection類提供的方式，設定引數或者請求屬性。

設定引數，如：

void setConnectTimeout(int timeOut) 連線超時。

void setReadTimeout(int timeout),讀取資料超時。

void setDoOutput(boolean dooutput),連線伺服器後是否可以向其傳輸資料，如果是需要提交資料，則需要明   確設定為true，因為預設值是false。

一般請求屬性，如：

void setRequsetProperty(String key,String value)。

4、呼叫void connect()連線伺服器。

5、呼叫URLConnection類提供的方式，訪問應答頭資訊或者是返回資料。

OutputStream getInputStream()，返回輸入流。

String getHeaderField(String name)，返回指定的頭欄位值。

因為應該頭資訊需要經常訪問，所以API中也提供了單獨的方法，比如：

String getContentType()，返回content-type 頭欄位的值。

int getContentLength()，返回content-length 頭欄位的值。

long getDate()，返回date 頭欄位的值。

long getLastModifed，返回last-modified 頭欄位的值。

注意：這裡並沒有明確指定請求方式為GET，因為預設是GET。

程式碼示例：

package com.example.network.http;

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.net.URL;
import java.net.URLConnection;

public class URLConnectionWithGet {

	public static void main(String[] args) throws IOException {
		//1.建立一個字串形式的URL
		String str_url = "http://localhost:8080/myweb/mypage.html";
		//2.通過URL類的建構函式接收一個字串形式的URL，來建立URL一個物件
		URL url = new URL(str_url);
		//3.呼叫openConnection()方法來返回會一個URLConnection物件，它是具體傳輸協議和URL的封裝
		URLConnection conn = url.openConnection();
		//4.通過URLConnection來設定引數和請求屬性，根據實際需要，不設定有預設值。
		conn.setRequestProperty("Content-Type", "text/html");
		//5.呼叫connect()方法建立與伺服器的連線，或者直接呼叫getInputStream()方法，返回輸入流，它可以讀取伺服器的應答體內容，此方法包含connect()的動作，所以可以跳過connect()。
		InputStream in = conn.getInputStream();
		//6.讀取輸入流並列印
		byte[] buf = new byte[1024];
		
		int len = in.read(buf);
		
		System.out.println(new String(buf,0,len));
		
		in.close();

	}

}

3.2 POST方式：與GET方式不同的地方在於：

1、必須要呼叫setDoOutput(true)方法，設定該引數，允許向伺服器輸入資料。

2、必須在connect()或者getInputStream()方法之前呼叫getOutputStream()返回輸出流，並且寫入資料，資料的格式為：name1=value1&name2=value2。

程式碼示例：

客戶端：

package com.example.network.http;

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.URL;
import java.net.URLConnection;

public class URLConnecionWithPost {

	public static void main(String[] args) throws IOException {

				URL url = new URL("http://localhost:8080/myweb/login.jsp");
				
				URLConnection conn = url.openConnection();
				
				conn.setDoOutput(true);	
				OutputStream out = conn.getOutputStream();
				out.write("name=noodles&pass=26".getBytes());

				InputStream in = conn.getInputStream();
				byte[] buf = new byte[1024];	
				int len = in.read(buf);		
				System.out.println(new String(buf,0,len,"utf-8"));
				
				in.close();
				out.close();

	}

}


服務端：

<%@ page contentType="text/html; charset=UTF-8" language="java" errorPage="" %>
<%
request.setCharacterEncoding("UTF-8");
String name = request.getParameter("name");
String pass = request.getParameter("pass");
if(name.equals("noodles")
	&& pass.equals("26"))
{
	out.println("登入成功！");
}
else
{
	out.println("登入失敗！");
}
%>

結果：


注意：這裡也沒有明確的指定以POST方式，但是它預設以POST的方式。

  補充：URLConnection還有一個子類HttpURlConnection，它是特定支援http協議的，它提供了一些額外的便捷方法，如void SetRequestMethod(String method)，設定傳送請求的正規化；void disconnect()可以在連線空閒足夠長時間後關閉。具體使用於URLConnection沒有太多差別，一般就是要新增上面所說的兩個方法。

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