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半小时实现Java手撸Http协议，爽！！（附完整源码，建议收藏）

智云科技发布于 2022年12月19日评论关闭阅读(123)

大家好，我是秃头哥~~

很多小伙伴跟我说，学习网络太难了，怎么办？ 其实很多技术都是相通的，只要你理解了技术的本质，你自己都可以实现它。这不，秃头哥就趁着昨天周末，只用了几个Java类就简单的实现了Http协议，爽！！小伙伴们点赞，收藏，评论，走起呀~~

HTTP协议属于应用层协议，它构建于TCP和IP协议之上，处于TCP/IP协议架构层的顶端，所以，它不用处理下层协议间诸如丢包补发、握手及数据的分段及重新组装等繁琐的细节，使开发人员可以专注于应用业务。

协议是通信的规范，为了更好的理解HTTP协议，我们可以基于Java的Socket API接口，通过设计一个简单的应用层通信协议，来简单分析下协议实现的过程和细节。

在我们今天的示例程序中，客户端会向服务端发送一条命令，服务端在接收到命令后，会判断命令是否是“HELLO”，如果是“HELLO”， 则服务端返回给客户端的响应为“hello”，否则，服务端返回给客户端的响应为“bye bye”。

我们接下来用Java实现这个简单的应用层通信协议，说干就干，走起~~

协议请求的定义

协议的请求主要包括：编码、命令和命令长度三个字段。 

 package com.binghe.params;
/**
 * 协议请求的定义
 * @author binghe
 *
 */public class Request {
/**
 * 协议编码
 */private byte encode;

/**
 * 命令
 */private String command;

/**
 * 命令长度
 */private int commandLength;
public Request() {
super();
}
public Request(byte encode, String command, int commandLength) {
super();
this.encode = encode;
this.command = command;
this.commandLength = commandLength;
}
public byte getEncode() {
return encode;
}
public void setEncode(byte encode) {
this.encode = encode;
}
public String getCommand() {
return command;
}
public void setCommand(String command) {
this.command = command;
}
public int getCommandLength() {
return commandLength;
}
public void setCommandLength(int commandLength) {
this.commandLength = commandLength;
}
@Override
public String toString() {
return "Request [encode=" + encode + ", command=" + command
+ ", commandLength=" + commandLength + "]";
}

}

响应协议的定义

协议的响应主要包括：编码、响应内容和响应长度三个字段。 

 package com.binghe.params;
/**
 * 协议响应的定义
 * @author binghe
 *
 */public class Response {
/**
 * 编码
 */private byte encode;

/**
 * 响应内容
 */private String response;

/**
 * 响应长度
 */private int responseLength;
public Response() {
super();
}
public Response(byte encode, String response, int responseLength) {
super();
this.encode = encode;
this.response = response;
this.responseLength = responseLength;
}
public byte getEncode() {
return encode;
}
public void setEncode(byte encode) {
this.encode = encode;
}
public String getResponse() {
return response;
}
public void setResponse(String response) {
this.response = response;
}
public int getResponseLength() {
return responseLength;
}
public void setResponseLength(int responseLength) {
this.responseLength = responseLength;
}
@Override
public String toString() {
return "Response [encode=" + encode + ", response=" + response
+ ", responseLength=" + responseLength + "]";
}

}

编码常量定义

编码常量的定义主要包括UTF-8和GBK两种编码。 

 package com.binghe.constant;
/**
 * 常量类
 * @author binghe
 *
 */public final class Encode {
//UTF-8编码
public static final byte UTF8 = 1;
//GBK编码
public static final byte GBK = 2;
}

客户端的实现

客户端先构造一个request请求，通过Socket接口将其发送到远端，并接收远端的响应信息，并构造成一个Response对象。 

 package com.binghe.protocol.client;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;
import com.binghe.constant.Encode;
import com.binghe.params.Request;
import com.binghe.params.Response;
import com.binghe.utils.ProtocolUtils;
/**
 * 客户端代码
 * @author binghe
 *
 */public final class Client {
public static void main(String[] args) throws IOException{
//请求
Request request = new Request();
request.setCommand("HELLO");
request.setCommandLength(request.getCommand().length());
request.setEncode(Encode.UTF8);

Socket client = new Socket("127.0.0.1", 4567);
OutputStream out = client.getOutputStream();

//发送请求
ProtocolUtils.writeRequest(out, request);

//读取响应数据
InputStream in = client.getInputStream();
Response response = ProtocolUtils.readResponse(in);
System.out.println("获取的响应结果信息为: " + response.toString());
}
}

服务端的实现

服务端接收客户端的请求，根据接收命令的不同，响应不同的消息信息，如果是“HELLO”命令，则响应“hello”信息，否则响应“bye bye”信息。 

 package com.binghe.protocol.server;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import com.binghe.constant.Encode;
import com.binghe.params.Request;
import com.binghe.params.Response;
import com.binghe.utils.ProtocolUtils;
/**
 * Server端代码
 * @author binghe
 *
 */public final class Server {
public static void main(String[] args) throws IOException{
ServerSocket server = new ServerSocket(4567);
while (true) {
Socket client = server.accept();
//读取请求数据
InputStream input = client.getInputStream();
Request request = ProtocolUtils.readRequest(input);
System.out.println("收到的请求参数为: " + request.toString());
OutputStream out = client.getOutputStream();
//组装响应数据
Response response = new Response();
response.setEncode(Encode.UTF8);
if("HELLO".equals(request.getCommand())){
response.setResponse("hello");
}else{
response.setResponse("bye bye");
}
response.setResponseLength(response.getResponse().length());
ProtocolUtils.writeResponse(out, response);
}
}
}

ProtocolUtils工具类的实现

ProtocolUtils的readRequest方法将从传递进来的输入流中读取请求的encode、command和commandLength三个参数，进行相应的编码转化，构造成Request对象返回。而writeResponse方法则是将response对象的字段根据对应的编码写入到响应的输出流中。

有一个细节需要重点注意：OutputStream中直接写入一个int类型，会截取其低8位，丢弃其高24位，所以，在传递和接收数据时，需要进行相应的转化操作。 

 package com.binghe.utils;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import com.binghe.constant.Encode;
import com.binghe.params.Request;
import com.binghe.params.Response;
/**
 * 协议工具类
 * @author binghe
 *
 */public final class ProtocolUtils {
/**
 * 从输入流中反序列化Request对象
 * @param input
 * @return
 * @throws IOException
 */public static Request readRequest(InputStream input) throws IOException{
//读取编码
byte[] encodeByte = new byte[1];
input.read(encodeByte);
byte encode = encodeByte[0];

//读取命令长度
byte[] commandLengthBytes = new byte[4];
input.read(commandLengthBytes);
int commandLength = ByteUtils.byte2Int(commandLengthBytes);

//读取命令
byte[] commandBytes = new byte[commandLength];
input.read(commandBytes);
String command = "";
if(Encode.UTF8 == encode){
command = new String(commandBytes, "UTF-8");
}else if(Encode.GBK == encode){
command = new String(commandBytes, "GBK");
}
//组装请求返回
Request request = new Request(encode, command, commandLength);
return request;
}
/**
 * 从输入流中反序列化Response对象
 * @param input
 * @return
 * @throws IOException
 */public static Response readResponse(InputStream input) throws IOException{
//读取编码
byte[] encodeByte = new byte[1];
input.read(encodeByte);
byte encode = encodeByte[0];

//读取响应长度
byte[] responseLengthBytes = new byte[4];
input.read(responseLengthBytes);
int responseLength = ByteUtils.byte2Int(responseLengthBytes);

//读取命令
byte[] responseBytes = new byte[responseLength];
input.read(responseBytes);
String response = "";
if(Encode.UTF8 == encode){
response = new String(responseBytes, "UTF-8");
}else if(Encode.GBK == encode){
response = new String(responseBytes, "GBK");
}
//组装请求返回
Response resp = new Response(encode, response, responseLength);
return resp;
}

/**
 * 序列化请求信息
 * @param output
 * @param response
 */public static void writeRequest(OutputStream output, Request request) throws IOException{
//将response响应返回给客户端
output.write(request.getEncode());
//output.write(response.getResponseLength());直接write一个int类型会截取低8位传输丢弃高24位
output.write(ByteUtils.int2ByteArray(request.getCommandLength()));
if(Encode.UTF8 == request.getEncode()){
output.write(request.getCommand().getBytes("UTF-8"));
}else if(Encode.GBK == request.getEncode()){
output.write(request.getCommand().getBytes("GBK"));
}
output.flush();
}
/**
 * 序列化响应信息
 * @param output
 * @param response
 */public static void writeResponse(OutputStream output, Response response) throws IOException{
//将response响应返回给客户端
output.write(response.getEncode());
//output.write(response.getResponseLength());直接write一个int类型会截取低8位传输丢弃高24位
output.write(ByteUtils.int2ByteArray(response.getResponseLength()));
if(Encode.UTF8 == response.getEncode()){
output.write(response.getResponse().getBytes("UTF-8"));
}else if(Encode.GBK == response.getEncode()){
output.write(response.getResponse().getBytes("GBK"));
}
output.flush();
}
}

ByteUtils类的实现 

 package com.binghe.utils;
/**
 * 字节转化工具类
 * @author binghe
 *
 */public final class ByteUtils {
/**
 * 将byte数组转化为int数字
 * @param bytes
 * @return
 */public static int byte2Int(byte[] bytes){
int num = bytes[3] & 0xFF;
num |= ((bytes[2] << 8) & 0xFF00);
num |= ((bytes[1] << 16) & 0xFF0000);
num |= ((bytes[0] << 24) & 0xFF000000);
return num;
}

/**
 * 将int类型数字转化为byte数组
 * @param num
 * @return
 */public static byte[] int2ByteArray(int i){
byte[] result = new byte[4];
result[0]  = (byte)(( i >> 24 ) & 0xFF);
result[1]  = (byte)(( i >> 16 ) & 0xFF);
result[2]  = (byte)(( i >> 8 ) & 0xFF);
result[3]  = (byte)(i & 0xFF);
return result;
}
}

至此，我们这个应用层通信协议示例代码开发完成，怎么样，小伙伴们，是不是很简单呢？赶紧打开你的环境，手撸个Http协议吧！！

写在最后

如果你想进大厂，想升职加薪，或者对自己现有的工作比较迷茫，都可以 私信【02】 与我交流，希望我的一些经历以及学习笔记资料能够帮助到大家~~

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文章来源：智云一二三科技

文章标题：半小时实现Java手撸Http协议，爽！！（附完整源码，建议收藏）

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