使用Java实现一个简单的多线程HTTP服务器

题目

使用Java实现一个简单的多线程HTTP服务器

信息

• 类型：问答
• 难度：⭐⭐

考点

Socket编程, HTTP协议解析, 多线程处理, 资源管理

快速回答

实现要点：

• 使用ServerSocket监听端口
• 对每个连接创建独立线程处理
• 解析HTTP请求行和头部
• 根据请求路径返回文件内容或404响应
• 正确关闭资源

核心原理

HTTP服务器基于TCP协议，通过ServerSocket监听指定端口（如8080）。当客户端连接时，服务器需要：

1. 解析HTTP请求（方法、路径、协议版本）
2. 定位请求资源（如本地文件）
3. 生成符合HTTP协议的响应（状态行、头部、正文）

代码示例

import java.net.*;
import java.io.*;
import java.util.concurrent.*;

public class SimpleHttpServer {
    private static final int PORT = 8080;
    private static final String WEB_ROOT = "./www";
    private static final ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(10);

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        try (ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(PORT)) {
            System.out.println("Listening on port " + PORT);
            while (true) {
                Socket clientSocket = serverSocket.accept();
                threadPool.execute(() -> handleRequest(clientSocket));
            }
        }
    }

    private static void handleRequest(Socket clientSocket) {
        try (BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(clientSocket.getInputStream()));
             OutputStream out = clientSocket.getOutputStream()) {

            // 解析请求行
            String requestLine = in.readLine();
            if (requestLine == null) return;
            String[] parts = requestLine.split(" ");
            if (parts.length < 3) return;
            String method = parts[0], path = parts[1];

            // 只处理GET请求
            if (!"GET".equalsIgnoreCase(method)) {
                sendResponse(out, "HTTP/1.1 405 Method Not Allowed\r\n\r\n");
                return;
            }

            // 安全处理路径
            File file = new File(WEB_ROOT, path.replace("..", "").replace("/", File.separator));
            if (file.isFile()) {
                sendFile(out, file);
            } else {
                sendResponse(out, "HTTP/1.1 404 Not Found\r\nContent-Type: text/plain\r\n\r\n404 Not Found");
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try { clientSocket.close(); } catch (IOException ignore) {}
        }
    }

    private static void sendFile(OutputStream out, File file) throws IOException {
        try (FileInputStream fis = new FileInputStream(file)) {
            String contentType = getContentType(file.getName());
            String header = "HTTP/1.1 200 OK\r\n" +
                            "Content-Type: " + contentType + "\r\n" +
                            "Content-Length: " + file.length() + "\r\n\r\n";
            out.write(header.getBytes());
            byte[] buffer = new byte[4096];
            int bytesRead;
            while ((bytesRead = fis.read(buffer)) != -1) {
                out.write(buffer, 0, bytesRead);
            }
        }
    }

    private static void sendResponse(OutputStream out, String response) throws IOException {
        out.write(response.getBytes());
    }

    private static String getContentType(String fileName) {
        if (fileName.endsWith(".html")) return "text/html";
        if (fileName.endsWith(".txt")) return "text/plain";
        return "application/octet-stream";
    }
}

最佳实践

• 线程池管理：使用ExecutorService避免线程频繁创建销毁
• 资源关闭：使用try-with-resources确保Socket/Stream正确关闭
• 路径安全：过滤 '..' 防止目录遍历攻击
• 内容类型：根据文件扩展名设置Content-Type头部

常见错误

• 未处理长连接：HTTP/1.1默认keep-alive，需正确处理Connection头部
• 资源泄漏：忘记关闭Socket或流导致文件描述符耗尽
• 阻塞主线程：未使用多线程/线程池导致无法并发处理请求
• 编码问题：响应文本时未指定正确字符集

扩展知识

• HTTP/1.1特性：需支持Host头部、分块传输编码（chunked）
• 性能优化：使用NIO（Selector）实现非阻塞IO
• 安全加固：添加超时控制、请求大小限制
• 标准替代方案：生产环境建议使用Tomcat/Netty等成熟框架