课程设计简单web服务器的设计与实现uml设计.docx
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课程设计简单web服务器的设计与实现uml设计
简单web服务器的设计与实现
一、设计内容及设计要求
WWW的工作基于客户机/服务器计算模型，由Web浏览器（客户机）和Web服务器（服务器）构成，两者之间采用超文本传送协议（HTTP）进行通信，HTTP协议的作用原理包括四个步骤：
连接，请求，应答,关闭应答。
设计内容
Web服务器是web中的关键部件，设计一个简单的Web服务器，为用户提供简单的信息服务。
设计要求
本实验要求完成一个简单的web服务器的设计与实现，能够通过HTTPGet命令获得一个简单的HTML文件。
设计目的
通过web服务器的设计与实现，可以达到以下目的：
掌握网络编程的知识与技能；掌握HTTP协议的相关知识；熟悉网络软件的开发过程，锻炼解决实际问题的能力。
二、总体设计
HTTP协议的作用原理包括四个步骤：
连接：
Web浏览器与Web服务器建立连接，打开一个称为socket（套接字）的虚拟文件，此文件的建立标志着连接建立成功。
请求：
Web浏览器通过socket向Web服务器提交请求。
HTTP的请求一般是GET或POST命令（POST用于FORM参数的传递）。
GET命令的格式为：
GET路径/文件名HTTP/1.0文件名指出所访问的文件，HTTP/1.0指出Web浏览器使用的HTTP版本。
应答：
Web浏览器提交请求后，通过HTTP协议传送给Web服务器。
Web服务器接到后，进行事务处理，处理结果又通过HTTP传回给Web浏览器，从而在Web浏览器上显示出所请求的页面。
关闭连接：
当应答结束后，Web浏览器与Web服务器必须断开，以保证其它Web浏览器能够与Web服务器建立连接。
客户端采用的是浏览器，整个系统需要设计的是服务器
服务器的用例描述
服务器实现的功能可以描述为3个用例
允许建立连接
提供服务
允许断开连接
服务器的活动图
整个工作流程如下
三、详细设计及代码
服务器对象的静态关系
服务器对象的静态关系
服务器类的设计
publicclassMain启动程序
publicclassFrameextendsJFrameimplementsActionListener实现系统管理员查看服务器状态
publicclassNet实现允许建立连接，提供服务，允许断开连接
代码
publicclassMain启动程序
packageserver;
//http:
//ylx-PC:
1111/index.html
publicclassMain{//接口的实现
publicstaticvoidmain（String[]args）{//启动程序
newFrame（）;//建立窗体
}
}
publicclassFrameextendsJFrameimplementsActionListener实现系统管理员查看服务器状态
packageserver;
importjava.awt.*;
importjava.awt.event.*;
importjava.util.Date;
importjavax.swing.*;
publicclassFrameextendsJFrameimplementsActionListener{
//建立窗体组件
JPanelbtnPan=newJPanel（newFlowLayout（FlowLayout.CENTER））;
privateJLabellistenPortLb=newJLabel（"设置监听端口:
"）;
privateJLabeltishi=newJLabel（"Webserver信息:
"）;
privateJLabeltian=newJLabel（""）;
privateJTextFieldportTf=newJTextField（"8080",4）;//设置默认端口号
JButtoncontrolBtn=newJButton（"开始"）;//设置按钮名称
JButtonclearHintBtn=newJButton（"清空"）;
privateJTextAreahintTa=newJTextArea（"动态监测服务信息\n"）;
privateNetnet;
publicFrame（）{
initComponent（）;//初始化界面
net=newNet（this）;
}
privatevoidinitComponent（）{//初始化所有界面组件
buildBtnPan（）;
buildHintPan（）;
setSize（600,450）;//设置窗体大小
Toolkittool=Toolkit.getDefaultToolkit（）;
setLocation（（tool.getScreenSize（）.width-this.getSize（）.width）/2,
（tool.getScreenSize（）.height-this.getSize（）.height）/2
）;//设置窗体位置
this.addWindowListener（newWindowAdapter（）{
publicvoidwindowClosing（WindowEventarg0）{
Frame.this.setVisible（true）;
Frame.this.dispose（）;
}
}）;
setTitle（"一个简单的Web服务器"）;
setDefaultCloseOperation（EXIT_ON_CLOSE）;
setVisible（true）;
}
//构建按钮面板
publicvoidbuildBtnPan（）{//实现窗体布局
JLabeltc=newJLabel（）;
BoxboxV1=Box.createHorizontalBox（）;
BoxboxV2=Box.createHorizontalBox（）;
Boxbox=Box.createVerticalBox（）;
boxV1.add（listenPortLb）;
boxV1.add（Box.createHorizontalStrut（10））;
boxV1.add（portTf）;
boxV1.add（Box.createHorizontalStrut（10））;
boxV1.add（controlBtn）;
boxV2.add（tishi）;
boxV2.add（Box.createHorizontalStrut（10））;
boxV2.add（tian）;
boxV2.add（Box.createHorizontalStrut（10））;
boxV2.add（clearHintBtn）;
box.add（boxV1）;
box.add（Box.createVerticalStrut（8））;
box.add（boxV2）;
btnPan.add（box）;//加入所有按键
add（btnPan,BorderLayout.NORTH）;//将按键放置在北部面板
portTf.requestFocus（）;
portTf.selectAll（）;
controlBtn.addActionListener（this）;
clearHintBtn.addActionListener（this）;
}
publicvoidbuildHintPan（）{
hintTa.setEditable（false）;
JScrollPanescrollPane=newJScrollPane（）;//添加滑动条
scrollPane.setBorder（BorderFactory.createLoweredBevelBorder（））;
scrollPane.getViewport（）.add（hintTa）;
add（scrollPane,BorderLayout.CENTER）;//置在中部面板
}
publicvoidactionPerformed（ActionEventarg0）{//各个出现的问题监测
Objectsource=arg0.getSource（）;
//判断按钮提示文字内容
if（source==clearHintBtn）{
hintTa.setText（""）;
return;
}
Stringmsg=controlBtn.getText（）;
if（msg.equals（"开始"））{
controlBtn.setText（"停止"）;
tian.setText（"服务器启动接口"+portTf.getText（））;
portTf.setEditable（false）;
net.start（portTf.getText（））;
hintTa.setText（hintTa.getText（）+"\n---------------------------"+
"-开启服务器"+newDate（）.toLocaleString（）+"---------------------------------\n\n"）;
}else{
tian.setText（"关闭服务器接口"+portTf.getText（））;
controlBtn.setText（"开始"）;
portTf.setEditable（true）;
net.stop（）;
}
}
publicvoidaddHint（Strings）{
hintTa.setText（hintTa.getText（）+s）;
}
}
publicclassNet实现允许建立连接，提供服务，允许断开连接
packageserver;
importjava.io.*;
import.*;
importjava.util.*;
importjavax.swing.*;
publicclassNet{//实现允许建立连接，提供服务，允许断开连接
inti=0;
privateFrameframe;
privateServerSocketserverSocket;
publicNet（Frameframe）{//将WebServerFrame和WebServerNet连接起来
this.frame=frame;
}
//点击“开始”按钮出现的结果
publicvoidstart（Stringport）{
//对异常进行处理
try{
serverSocket=newServerSocket（Integer.parseInt（port））;
newThread（）{
//对于线程重写run（）
publicvoidrun（）{
try{
while（true）{
Socketsocket=serverSocket.accept（）;//允许与服务器连接
newHandlerThread（socket）.start（）;//开启线程
}
}catch（Exceptione）{
JOptionPane.showMessageDialog（frame,e.getMessage（））;
}
}
}.start（）;
}catch（Exceptionex）{
JOptionPane.showMessageDialog（frame,ex.getMessage（））;
}
}
publicvoidstop（）{
try{
if（serverSocket!
=null）
serverSocket.close（）;
}catch（Exceptione）{
}finally{
frame.addHint（"\n---------------------------"+
"-关闭服务器"+newDate（）.toLocaleString（）+"--------------------------------\n"）;
}
}
//增加新的线程
classHandlerThreadextendsThread{
privateSocketsocket;
privateStringhostName;
publicHandlerThread（Socketsocket）{
this.socket=socket;
this.hostName=socket.getInetAddress（）.getHostAddress（）;
i++;
frame.addHint（""+i+""+"主机"+hostName+"连接成功"）;
}
//重写run（）
publicvoidrun（）{
BufferedReaderin=null;//浏览器和服务器间交互的输入流
PrintStreamout=null;//浏览器和服务器间交互的输出流
BufferedInputStreamfin=null;//服务器端文件的输入字符流
try{
in=newBufferedReader（newInputStreamReader（socket.getInputStream（）））;
out=newPrintStream（socket.getOutputStream（））;
//从浏览器提交的请求头部中获得想访问的文件名称
Stringsrc=in.readLine（）.split（""）[1];
//将浏览器想获得的文件名称输出至提示框
frame.addHint（"获得服务"+"时间"+newDate（）.toLocaleString（）+"\n"）;
//对浏览器想获得的文件名称进行去除?
后面内容处理
//示例:
/index.html?
a=b->/index.html
intindex=src.indexOf（"?
"）;
if（index>=0）src.substring（0,index）;
//如果浏览器没指定访问的页面,则返回index.html页面内容
if（"/".equals（src））src="/index.html";
FilesrcFile=newFile（"html"+src）;
//如果浏览器访问的页面不存在,则返回404.html页面内容
if（!
srcFile.exists（）||!
srcFile.canRead（））
srcFile=newFile（"html/404.html"）;
//输出响应头部信息
out.println（"HTTP/1.1200OK"）;
out.println（"服务器:
IISWeb服务器V01"）;
out.println（"最后修改时间:
"+newDate（srcFile.lastModified（）））;
out.println（"文件总字节:
"+getContentType（srcFile））;
out.println（"文件总长度:
"+srcFile.length（））;
out.println（"时间:
"+newDate（））;
out.println（）;
//输出响应体部信息
fin=newBufferedInputStream（newFileInputStream（srcFile））;
byte[]buffer=newbyte[1024*8];
inti=-1;
while（（i=fin.read（buffer））!
=-1）{
out.write（buffer,0,i）;
}
}catch（Exceptione）{
e.printStackTrace（）;
}finally{
try{
if（in!
=null）in.close（）;
if（out!
=null）out.close（）;
if（fin!
=null）fin.close（）;
}
catch（Exceptione）{}
}
}
}
//文件的接收
publicStringgetContentType（Filefile）{
StringfileName=file.getName（）;
Stringtype=fileName.substring（fileName.indexOf（"."））;
Stringresult="空";
if（".gif".equals（type））result="image/gif";
elseif（".html".equals（type））result="text/html";
elseif（".htm".equals（type））result="text/html";
elseif（".txt".equals（type））result="text/plain";
elseif（".xml".equals（type））result="text/xml";
returnresult;
}
}
四、调试及运行结果
启动用exe4j生成的myserver.exe应用程序
初始化如图
设置端口8080，单击开始开启服务器
打开浏览器地址栏输入http:
//ylx-pc:
8080/得到结果如图
服务器端结果
单击停止，暂停服务器服务
五、总结
通过此次实验，我基本了解了Web服务器的设计和工作原理，掌握了一些JAVA网络编程方法，更加深了我对书本知识的理解：
Web服务器与客户端的通信使用HTTP协议（超文本传输协议），所以也叫做HTTP服务器。
用Java构造Web服务器主要用二个类，.Socket和.ServerSocket，来实现HTTP通信。
课程设计在此基础上实现一个简单但完整的Web服务器。
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。
HTTP请求由三个部分构成，分别是：
方法-URI-协议/版本，请求头，请求正文。
HTTP应答也由三个部分构成，分别是：
协议-状态代码-描述，应答头，应答正文。
Socket代表着网络连接的一个端点，应用程序通过该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。
要把消息发送给另一个应用，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”通信端点，它是一个连接远程服务器应用时临时创建的端点。
ServerSocket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。
课程设计的过程中，我了解到课程设计不仅仅是编代码，更是做系统设计，同时也是和同学互相交流经验的过程。
课程设计是一个将书本知识转化为实际应用的难得机会，也是加强我们动手设计能力的机会。
设计难免会遇到了一些问题，但通过和同学交流，上网查资料，最终还是把问题解决了。
总的看来，我觉得这次课程设计使我的专业知识丰富了不少，但是同时也发现了自己在在专业方面存在的一些不足，例如知识不够系统，编程语言不能灵活的运用。
同时，这次课程设计也为我以后的学习指明了方向。
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