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自己手写tomcat项目

news 来源：原创 2025/5/18 5:33:14

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 {}@Overridepublic 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 {@Overridepublic void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws IOException {System.out.println("hello word");response.writeServlet(ResponseUtil.getResponseHeader200("First hello word"));}@Overridepublic 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");}@Overridepublic 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 URLURL 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{//urlClass 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