解读HTTP包

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细介绍HTTP包的格式、协议内容及相关的处理方法，内容分3节：1、超文本传输协议及HTTP包;2、Socket类与ServerSocket类;3、读取HTTP包。

TAG: http Socket

[摘要]详细介绍HTTP包的格式、协议内容及相关的处理方法，内容分3节：1、超文本传输协议及HTTP包;2、Socket类与ServerSocket类;3、读取HTTP包。

一、超文本传输协议及HTTP包
HTTP协议用于在Internet上发送和接收消息。HTTP协议是一种请求-应答式的协议——客户端发送一个请求，服务器返回该请求的应答，所有的请求与应答都是HTTP包。HTTP协议使用可靠的TCP连接，默认端口是80。HTTP的第一个版本是HTTP/0.9，后来发展到了HTTP/1.0，现在最新的版本是HTTP/1.1。HTTP/1.1由RFC 2616 定义。

在HTTP中，Client/Server之间的会话总是由客户端通过建立连接和发送HTTP请求包初始化，服务器不会主动联系客户端或要求与客户端建立连接。浏览器和服务器都可以随时中断连接，例如，在浏览网页时你可以随时点击"停止"按钮中断当前的文件下载过程，关闭与Web服务器的HTTP连接。

1 HTTP请求包
HTTP请求包(GET、POST等请求方法)由三个部分构成，分别是：方法-URI-协议/版本，请求头，请求正文。下面是一个HTTP请求包(GET)的例子：

GET /index.jsp HTTP/1.1
Accept-Language: zh-cn
Connection: Keep-Alive
Host: 192.168.0.106
Content-Length: 37

userName=new_andy&password=new_andy

请求包的第一行是方法-URI-协议/版本：
GET就是请求方法，根据HTTP标准，HTTP请求可以使用多种请求方法。HTTP 1.1支持七种请求方法：GET、POST、HEAD、OPTIONS、PUT、delete和TRACE等，常用的为请求方法是GET和POST。

/index.jsp表示URI。URI指定了要访问的网络资源。
HTTP/1.1是协议和协议的版本。
最后一行userName=new_andy&password=new_andy为正文，正文与HTTP头部有一个空行(\r\n)分隔。这里需要说明的一点，其中Content-Length说明正文的长度，有的正文长度没有在头部说明，只是标明Transfer-Encoding: chunked。关于chunked类型的长度计算方法，见RFC 1626。
请求包的头部还会包含许多有关客户端环境和请求正文的有用信息，这里不再描述。

2 HTTP应答包
和HTTP请求包相似，由三个部分构成，分别是：协议-状态代码-描述，应答头，应答正文。下面是一个HTTP应答的例子：

HTTP/1.1 200 OK
Server: Microsoft-IIS/4.0
Date: Mon, 3 Jan 2005 13:13:33 GMT
Content-Type: text/html
Last-Modified: Mon, 11 Jan 2004 13:23:42 GMT
Content-Length: 90

<html>
<head>
<title>解读HTTP包示例</title></head><body>
Hello WORLD!
</body>
</html>

HTTP应答包的第一行类似于HTTP请求的第一行，表示所用的协议是HTTP 1.1，服务器处理请求的状态码200。
应答头也和请求头一样包含许多有用的信息，例如服务器类型、日期时间、内容类型和长度等。应答的正文就是服务器返回的HTML页面。应答头和正文之间也用CRLF分隔。

二、Socket类与ServerSocket类
在 Java中，通信端点由java.net.Socket类(客户端)或java.net.ServerSocket类(服务器端)表示。应用程序通过端点向网络发送或从网络读取数据。位于两台不同机器上的应用软件通过网络连接发送和接收字节流，从而实现通信。要把HTTP包发送给另一个应用，首先要知道对方的IP地址以及其通信端点的端口号。

Socket类代表的是客户端，它是一个连接远程服务器应用时临时创建的端点。
ServerSocker 类代表的是服务器端，它启动后等待来自客户端的连接请求；一旦接收到请求，ServerSocket创建一个Socket实例来处理与该客户端的通信。对于服务器应用，我们不知道客户端应用什么时候会试图连接服务器，服务器必须一直处于等待连接的状态。

下面是ServerSocket提供了四个构造函数，常用的构造函数的的一种形式为：

public ServerSocket(int port, int backLog, InetAddress bindingAddress);

参数：port指定服务器端监听客户端的端口；
backlog为连接请求的最大队列长度，一旦超越这个长度，服务器端点开始拒绝客户端的连接请求。
bindingAddress是一个java.net.InetAddress的实例，指定绑定IP地址。
创建好ServerSocket实例之后，调用它的accept方法，要求它等待传入的连接请求。只有出现了连接请求时，accept方法才会返回，它的返回值是一个Socket类的实例。随后，这个Socket对象就可以用来与客户端应用通信。

Socket类有许多构造函数，常用的为：

public Socket(String host, int port)。

参数是主机名称(IP地址或域名)和端口号。
参数host是远程机器的名字或IP地址，port是远程应用的端口号。
成功创建了Socket类的实例之后，我们就可以用它来发送和接收字节流形式的数据，数据一般为HTTP包。

要发送字节流，首先要调用Socket类的getOutputStream方法获得一个java.io.OutputStream对象；要从连接的另一端接收字节流，首先要调用Socket类的getInputStream方法获得一个java.io.InputStream对象。

下面的代码片断创建一个与本地HTTP服务器（127.0.0.1代表本地主机的IP地址）通信的Socket，发送一个HTTP请求包，准备接收服务器的应答。

Socket socket = new Socket("127.0.0.1", "80");
OutputStream os = socket.getOutputStream();
InputStream ins = socket.getInputStream();
StringBuffer sb=new StringBuffer();
sb.append("GET /index.jsp HTTP/1.1\r\n");//注意\r\n为回车换行
sb.append("Accept-Language: zh-cn\r\n");
sb.append("Connection: Keep-Alive\r\n");
sb.append("Host: 192.168.0.106\r\n");
sb.append("Content-Length: 37\r\n");
sb.append("\r\n");
sb.append("userName=new_andy&password=new_andy\r\n");
sb.append("\r\n");

//向Web服务器发送一个HTTP请求包
os.write(sb.toString().getBytes());

服务器端的代码在大致结构为：
while (!shutdown) {
Socket socket = null;
try {
socket = serverSocket.accept(); //等待客户以送HTTP请求包
// 创建HTTP请求包处理线程
RequestThread request = new RequestThread(socket);
request.start();
if(shutdown) System.exit(0);
}
catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}

RequestThread线程分析HTTP请求包，跟根据请求包内容在服务端生成一个HTTP应答包。下一节说明怎样分析HTTP包。
InputStream input = socket.getInputStream(); //从此字节数据流获得HTTP请求包内容
OutputStream output= socket.getOutputStream(); //向此字节流写入HTTP应答包内容

三、读取HTTP包
以下是一个读取HTTP包的类SocketRequest。

public class SocketRequest { //从指定的Socket的InputStream中读取数据

private InputStream input;
private String uri;
private StringBuffer request = new StringBuffer(); //用于保存所有内容
private int CONTENT_LENGTH = 0; //实际包内容数据长
private boolean bePost = false;
private boolean beHttpResponse = false;
private boolean beChucked = false;
private boolean beGet = false;
private byte crlf13 = (byte) 13; //'\r'
private byte crlf10 = (byte) 10; //'\n'

public SocketRequest(InputStream input) {
this.input = input;
}

public SocketRequest(Socket socket) {
this.input = socket.getInputStream();
}

public void ReadData() { //解析获得InputStream的数据

ReadHeader(); //头部

if (beChucked) { //为Chucked
int ChuckSize = 0;
while ((ChuckSize = getChuckSize()) > 0) { //多个Chucked
readLenData(ChuckSize + 2); //读取定长数据
}
readLenData(2); //最后的2位
}

if (CONTENT_LENGTH > 0) {
readLenData(CONTENT_LENGTH); //读取定长数据
}

uri = ""; //parseUri(new String(request));
}

private void readLenData(int size) { //读取定长数据
int readed = 0; //已经读取数
try {
int available = 0; //input.available(); //可读数
if (available > (size - readed)) {
available = size - readed;
} while (readed < size) {
while (available == 0) { //等到有数据可读
available = input.available(); //可读数
}
if (available > (size - readed)) {
available = size - readed; //size-readed--剩余数
}
if (available > 2048) {
available = 2048; //size-readed--剩余数
}
byte[] buffer = new byte[available];
int reading = input.read(buffer);
request = request.append(new String(buffer, 0, reading)); //byte数组相加
readed += reading; //已读字符
}
} catch (IOException e) {
System.out.println("Read readLenData Error!");
}
}

private void ReadHeader() { //读取头部并获得大小
byte[] crlf = new byte[1];
int crlfNum = 0; //已经连接的回车换行数 crlfNum=4为头部结束
try {
while (input.read(crlf) != -1) { //读取头部
if (crlf[0] == crlf13 || crlf[0] == crlf10) {
crlfNum++;
} else {
crlfNum = 0;
} //不是则清
request = request.append(new String(crlf, 0, 1)); //byte数组相加
if (crlfNum == 4) {
break;
}
}
} catch (IOException e) {
System.out.println("Read Http Header Error!");
return;
}

String tempStr = (new String(request)).toUpperCase();

//这里我只处理了GET与POST方法
String strMethod = tempStr.substring(0, 4);
if (strMethod.equals("GET ")) { //前
beGet = true;
} else if (strMethod.equals("POST")) {
bePost = true;
getContentlen_Chucked(tempStr);
} else {
System.out.println("不支持的HTTP包类型");

} //其它的其它类型暂不支持
}

private void getContentlen_Chucked(String tempStr) { //获得长度 CONTENT-LENGTH 或是否为CHUNKED型
String ss1 = "CONTENT-LENGTH:";
String ss2 = new String("TRANSFER-ENCODING: CHUNKED");

int clIndex = tempStr.indexOf(ss1);
int chuckIndex = tempStr.indexOf(ss2); //为CHUNKED型
byte requst[] = tempStr.getBytes();
if (clIndex != -1) { //从clIndex+1起至\r\n
StringBuffer sb = new StringBuffer();

for (int i = (clIndex + 16); ; i++) {
if (requst[i] != (byte) 13 && requst[i] != (byte) 10) {
sb.append((char) requst[i]);
} else {
break;
}
}

CONTENT_LENGTH = Integer.parseInt(sb.toString()); //正式的HTML文件的大小
//System.out.println("CONTENT_LENGTH== "+CONTENT_LENGTH);
}
if (chuckIndex != -1) {
beChucked = true;
}
}

private int getChuckSize() { //Chuck大小
byte[] crlf = new byte[1];
StringBuffer sb1 = new StringBuffer();

int crlfNum = 0; //已经连接的回车换行数 crlfNum=4为头部结束

try {
while (input.read(crlf) != -1) { //读取头部
if (crlf[0] == crlf13 || crlf[0] == crlf10) {
crlfNum++;
} else {
crlfNum = 0;
} //不是则清
sb1.append((char) crlf[0]);
request = request.append(new String(crlf, 0, 1)); //byte数组相加
if (crlfNum == 2) {
break;
}
}
} catch (IOException e) {
System.out.println("Read Http Package Error!");
return 0;
}

return Integer.parseInt((sb1.toString()).trim(), 16); //16进控制
}

//通过此来进行过滤，是否为发至目标服务器的HTTP包
private String parseUri(String requestString) {
int index1, index2;
index1 = requestString.indexOf(' ');
if (index1 != -1) {
index2 = requestString.indexOf(' ', index1 + 1);
if (index2 > index1) {
return requestString.substring(index1 + 1, index2);
}
}
return null;
}

public String getData() {
return request.toString();
}
}

使用此类:
SocketRequest request = new SocketRequest(socket); //socket为ServerSocket.accept()返回的Socket实例
request.ReadData(); //读取数据
request.getData();

为什么我要用这么大的力量去读取呢，尤其是在因为Socket连接在发送数据时，由于网络的原因经常会发生延迟现象，可能在服务器端开始接收数据时可能只有部分数据可以从InputStream中获得，在一些地方处理不当时，可能只能获得不完整的数据或是错误的数据。

从InputStream读取字节时有多种办法:
常用int read()与int read(byte[] b)。在用read(byte[])时，程序员经常会犯错误，因为在网络环境中，读取的数据量不一定等于参数的大小。

(a131988)

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