自己手写tomcat项目

一：Servlet的原理

在Servlet(接口中)有：

1.init():初始化servlet

2.getServletConfig()：获取当前servlet的配置信息

3.service():服务器（在HttpServlet中实现，目的是为了更好的匹配http的请求方式）

4.getServletInfo():获取servlet当前运行过程中的信息

5.destroy():销毁，回收内存

在I/O中应包含：1.请求头（f12+网络） 2.请求方式（get/post） 3.请求内容

get请求：将请求的内容放在url中（相对不安全），url长度有限(导致发送的内容不能太长)，get请求做查询

post请求：请求内容放在请求体当中，无法看到（相对安全），一般用来做文件上传、下载，post请求做增删改操作

在ServletRequest中应该有：1.method:请求方式 2.编码方式 3.parmater 4.url 5.cookie

在ServletResponse中应该有：1.状态码 2.编码方式 3.字符集 4.data数据

每一个和外界进行通讯的进程（端口号0~65535）

端口号区分当前的进程

serverSocket.accept():阻塞监听(停在这里等到程序的到来)

二：tomcat原理

下面用一个图给大家展示

注解：给程序看的（@webservlet等等）

注释：给人看得（//）

实现自定义注解：需要使用jdk提供元注解（主要使用前两个）

1.@Target注解（用来描述注解的使用范围）

2.@Retention注解(表示这个注解在什么时候还有效，用于描述注解的生命周期)

3.@Documented注解

4.@Inherited注解这四个帮助实现自定义注解

前两个的使用方法

利用上面两个就能够实现自定义注解（下面就是实现）

三、手写tomcat

首先先创建idea项目（名称和位置可以随意）

在创建好项目之后会有一个.java文件（可删可不删）

之后在创建下面几个软件包和MyTomcat文件（MyTomcat和刚开始有的那个java文件不一样）

之后在每个软件包中创建好java文件和注解文件、接口文件(其中zj软件包中的注解文件可用自己的姓名起，因为是自己手写的tomcat文件)

创建完成之后，首先在HttpServletRequest和HttpServletResponse中分别写

package com.qcby.request;

public class HttpServletRequest {
    private String method;
    private String url;

    public String getMethod() {
        return method;
    }

    public void setMethod(String method) {
        this.method = method;
    }

    public String getUrl() {
        return url;
    }

    public void setUrl(String url) {
        this.url = url;
    }
}

package com.qcby.response;

import com.qcby.request.HttpServletRequest;

import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;

public class HttpServletResponse {
    private OutputStream outputStream;
    public HttpServletResponse(OutputStream outputStream){
        this.outputStream = outputStream;
    }
    public  void writeServlet(String context) throws IOException {
        outputStream.write(context.getBytes());
    }
}

写好之后就可以在写servlet软件包中的内容了

这是接口

package com.qcby.servlet;

import com.qcby.request.HttpServletRequest;
import com.qcby.response.HttpServletResponse;

import java.io.IOException;

public interface servlet {
    public void service(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws IOException;
}

这是java

package com.qcby.servlet;

import com.qcby.request.HttpServletRequest;
import com.qcby.response.HttpServletResponse;

import java.io.IOException;

public abstract class HttpServlet implements servlet{

    public void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) {
    }

    public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws IOException {
    }
    @Override
    public void service(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws IOException {
        if(request.getMethod().equals("GET")){
            doGet(request,response);
        }else if(request.getMethod().equals("POST")){
            doPost(request,response);
        }
    }
}

写关于自己的注解

package com.qcby.zj;

import java.lang.annotation.*;

@Target(ElementType.TYPE)//该注解用在类上面
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)//在运行期间表达
public @interface LRHServlet {
    String url();
}

之后写myweb中的

package com.qcby.myweb;

import com.qcby.request.HttpServletRequest;
import com.qcby.response.HttpServletResponse;
import com.qcby.servlet.HttpServlet;
import com.qcby.util.ResponseUtil;
import com.qcby.zj.LRHServlet;

import java.io.IOException;

@LRHServlet(url="/myservlet")
public class MyFirstServlet extends HttpServlet {
    @Override
    public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws IOException {
        System.out.println("hello word");
        response.writeServlet(ResponseUtil.getResponseHeader200("First hello word"));
    }
    @Override
    public void doPost(HttpServletRequest request,HttpServletResponse response){
    }
}

package com.qcby.myweb;

import com.qcby.request.HttpServletRequest;
import com.qcby.response.HttpServletResponse;
import com.qcby.servlet.HttpServlet;
import com.qcby.zj.LRHServlet;

@LRHServlet(url="/insert")
public class insertServlet extends HttpServlet {
    public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response){
        System.out.println("I am insert");
    }
    @Override
    public void doPost(HttpServletRequest request,HttpServletResponse response){

    }
}

util中放的是工具类，可直接复制

package com.qcby.util;

import java.io.File;
import java.net.URL;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Enumeration;
import java.util.List;
import java.util.jar.JarEntry;
import java.util.jar.JarFile;

/**
 * 扫描指定包，获取该包下所有的类的全路径信息
 */
public class SearchClassUtil {
    /**
     * 扫描指定包路径下的所有类
     * @param basePack 需要扫描的包名
     * @return 类的全路径列表
     */
    public static List<String> searchClass(String basePack) {
        //创建存储类路径的列表
        List<String> classPaths = new ArrayList<>();
        try {
            // 获取类加载器（用于查找类路径资源）
            ClassLoader classLoader = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
            // 将包名转换为路径格式（如 com.qcby.test）转换为路径格式（com/qcby/test）
            String path = basePack.replace('.', '/');
            // 获取资源枚举通过类加载器获取该路径下的所有资源（可能来自文件系统或 JAR 包）
            Enumeration<URL> resources = classLoader.getResources(path);

            //resources 是通过类加载器获取的资源枚举（包含文件系统和 JAR 包中的资源）
            while (resources.hasMoreElements()) {
                //每次循环处理一个资源 URL
                URL resource = resources.nextElement();
                // 判断资源类型（文件系统或JAR包）
                if (resource.getProtocol().equalsIgnoreCase("file")) {
                    // 处理文件系统中的类
                    //获取 URL 中的路径部分
                    String filePath = resource.getPath();
                    //解码特殊字符
                    filePath = java.net.URLDecoder.decode(filePath, "UTF-8");
                    //调用 findAndAddClassesInPackageByFile() 递归扫描目录
                    findAndAddClassesInPackageByFile(basePack, filePath, classPaths);
                } else if (resource.getProtocol().equalsIgnoreCase("jar")) {
                    // 处理JAR包中的类
                    //从 JAR 资源 URL 中提取实际的 JAR 文件路径。跳过前缀 jar:file:（长度为 5）。
                    //indexOf("!")：找到 ! 的位置，截取到此前的部分，得到 JAR 文件的路径
                    String jarPath = resource.getPath().substring(5, resource.getPath().indexOf("!"));
                    //解码 URL 编码的特殊字符
                    jarPath = java.net.URLDecoder.decode(jarPath, "UTF-8");
                    //打开 JAR 文件，扫描指定包下的所有类文件。
                    findAndAddClassesInPackageByJar(basePack, jarPath, classPaths);
                }
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return classPaths;
    }

    /**
     * 从文件系统中查找类
     */
    private static void findAndAddClassesInPackageByFile(String packageName, String packagePath, List<String> classPaths) {
        //创建文件对象将传入的路径字符串转换为 File 对象，用于文件系统操作。
        File dir = new File(packagePath);
        //确保当前路径是一个存在且有效的目录。
        if (!dir.exists() || !dir.isDirectory()) {
            return;
        }
        // 获取目录下的所有文件和子目录，并过滤出以下两类
        File[] dirfiles = dir.listFiles(file ->
                // 文件夹或.class文件
                //使用 Lambda 表达式作为 listFiles 的过滤器，简洁地指定筛选条件。
                file.isDirectory() || file.getName().endsWith(".class")
        );
        //目录无法访问（如权限不足）或为空时，listFiles 可能返回 null，此处直接跳过。
        if (dirfiles == null) {
            return;
        }
        // 遍历所有文件
        for (File file : dirfiles) {
            if (file.isDirectory()) {
                // 递归处理子目录
                findAndAddClassesInPackageByFile(
                        packageName + "." + file.getName(), //包名
                        file.getAbsolutePath(),   //文件或目录的绝对路径
                        classPaths    //类路径集合（用于储存结果）
                );
            } else {
                // 处理class文件
                String className = file.getName().substring(0, file.getName().length() - 6);
                classPaths.add(packageName + '.' + className);
            }
        }
    }

    /**
     * 从JAR包中查找类
     */
    private static void findAndAddClassesInPackageByJar(String packageName, String jarPath, List<String> classPaths) {
        //尝试打开 JAR 文件（资源自动关闭）
        try (JarFile jar = new JarFile(jarPath)) {
            //获取 JAR 文件中所有条目的枚举
            Enumeration<JarEntry> entries = jar.entries();
            //逐个处理 JAR 中的每个条目。
            while (entries.hasMoreElements()) {
                JarEntry entry = entries.nextElement();
                String name = entry.getName();
                // 判断是否是类文件并且在指定包路径下
                //确保只提取指定包及其子包下的类文件。
                if (name.endsWith(".class") && name.startsWith(packageName.replace('.', '/'))) {
                    //提取类全限定名去除 .class 后缀：
                    String className = name.substring(0, name.length() - 6).replace('/', '.');
                    //添加类名到结果列表
                    classPaths.add(className);
                }
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        // 测试示例
        //测试扫描指定包
        List<String> classes = searchClass("com.qcby.myweb");
        //遍历并打印结果
        for (String className : classes) {
            System.out.println(className);
        }
    }


    public static List<String> searchClass() {
        return null;
    }
}

package com.qcby.util;

public class ResponseUtil {
    public  static  final String responseHeader200 = "HTTP/1.1 200 \r\n"+
            "Content-Type:text/html; charset=utf-8 \r\n"+"\r\n";

    public static String getResponseHeader404(){
        return "HTTP/1.1 404 \r\n"+
                "Content-Type:text/html; charset=utf-8 \r\n"+"\r\n" + "404";
    }

    public static String getResponseHeader200(String context){
        return "HTTP/1.1 200 \r\n"+
                "Content-Type:text/html; charset=utf-8 \r\n"+"\r\n" + context;
    }
}

在config中写入

package com.qcby.config;

import com.qcby.servlet.HttpServlet;
import com.qcby.util.SearchClassUtil;
import com.qcby.zj.LRHServlet;

import java.io.File;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;

/**
 * tomcat路由
 */
public class TomcatRoute {
    //HashMap<String, HttpServlet> HttpServlet向上转型（使用多态），因为myweb中的父类全是HttpServlet
    //将public static HashMap<String, HttpServlet> routes = new HashMap<>();写入static{}中会导致无法调用
    public static HashMap<String, HttpServlet> routes = new HashMap<>();
    static{
        // 传入要扫描的包名
        List<String> paths = SearchClassUtil.searchClass("com.qcby.myweb");
        for(String path : paths){
            try{
                //url
                Class clazz = Class.forName(path);
                LRHServlet webServlet = (LRHServlet) clazz.getDeclaredAnnotation(LRHServlet.class);
                routes.put(webServlet.url(), (HttpServlet) clazz.getDeclaredConstructor().newInstance());
                System.out.println(webServlet.url());
//                if (webServlet != null) {
//                    System.out.println(webServlet.url());
//                }
                //对象
                clazz.getDeclaredConstructor().newInstance();
            }catch(ClassNotFoundException e){
                e.printStackTrace();
            } catch (InvocationTargetException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            } catch (InstantiationException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            } catch (IllegalAccessException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            } catch (NoSuchMethodException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
        }
    }
}

最后就是直接的MyTomcat

package com.qcby;

import com.qcby.config.TomcatRoute;
import com.qcby.request.HttpServletRequest;
import com.qcby.response.HttpServletResponse;
import com.qcby.servlet.HttpServlet;

import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.HashMap;

/**
 * tomcat主启动类
 */
public class MyTomcat {
    static HashMap<String, HttpServlet> routes = TomcatRoute.routes;
    static HttpServletRequest request = new HttpServletRequest();

    /**
     * 分发器
     */
    public static void dispatch(HttpServletResponse response) throws IOException {
        HttpServlet servlet = routes.get(request.getUrl());
        System.out.println(servlet);
        if (servlet != null) {
            servlet.service(request, response);
        }
    }

    public static void start() throws IOException {
        System.out.append("服务器端启动...");
        //1.定义ServerSocket对象进行服务器端的端口注册
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8080);
        while (true) {
            //2.监听客户端的Socket链接程序
            Socket socket = serverSocket.accept(); // 阻塞监听
            //3.打开输入流，解析客户端发来的内容
            InputStream inputStream = socket.getInputStream();//输入流

            BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream));//将字节流转换成字符流
            String str = reader.readLine();
            request.setMethod(str.split("\\s")[0]);
            request.setUrl(str.split("\\s")[1]);

            //4.打开输出流
            OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
            HttpServletResponse response = new HttpServletResponse(outputStream);
            dispatch(response);
        }
    }
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        start();
    }
}

这样就完成三分之二了

之后运行MyTomcat程序后，回显示com.qcby.myweb下的所有软件包名，和服务器端启动的字样