HTTP 请求与响应的封装 - HttpServletRequest 和 HttpServletResponse-MiniTomcat系列课程准备

在 MiniTomcat 的开发过程中，我们需要将请求数据从底层的 Socket 输入输出流中抽象出来，以简化后续的业务处理与响应构建。通过设计 HttpServletRequest 和 HttpServletResponse 类，我们可以为开发者提供更易用的请求和响应操作接口，其设计思路类似于标准的 Servlet API。

1. HttpServletRequest 封装设计

HttpServletRequest 是对客户端请求信息的抽象封装，主要包含请求方法、URL、头信息、参数等核心数据。

1.1 主要属性

• 请求方法：如 GET、POST 等。
• 请求路径：如 /index.html。
• 请求头：如 User-Agent、Accept 等。
• 请求参数：包含 URL 查询参数（GET）和表单数据（POST）。
• Cookie 和 Session：用于跟踪用户状态（后续课程会进一步实现）。

1.2 主要方法

1.3 示例代码

public class HttpServletRequest {
    private String method;
    private String requestURI;
    private Map<String, String> headers = new HashMap<>();
    private Map<String, String> parameters = new HashMap<>();
    private List<Cookie> cookies = new ArrayList<>();

    // 构造函数，根据请求数据初始化各个属性
    public HttpServletRequest(InputStream inputStream) {
        parseRequest(inputStream);
    }

    private void parseRequest(InputStream inputStream) {
        // 解析请求行、请求头和参数逻辑
    }

    public String getMethod() { 
        return method; 
    }
    
    public String getRequestURI() { 
        return requestURI; 
    }
    
    public String getHeader(String name) { 
        return headers.get(name); 
    }
    
    public String getParameter(String name) { 
        return parameters.get(name); 
    }
    
    public List<Cookie> getCookies() { 
        return cookies; 
    }
}

2. HttpServletResponse 封装设计

HttpServletResponse 用于封装服务器端的响应数据，包括响应状态、头部信息和响应内容。

2.1 主要属性

• 状态码：如 200、404、500 等。
• 响应头：如 Content-Type、Set-Cookie 等。
• 响应体：通常是 HTML、JSON 或文件内容。

2.2 主要方法

2.3 示例代码

public class HttpServletResponse {
    private int statusCode = 200;
    private Map<String, String> headers = new HashMap<>();
    private StringBuilder body = new StringBuilder();

    public void setStatus(int statusCode) { 
        this.statusCode = statusCode; 
    }
    
    public void setHeader(String name, String value) { 
        headers.put(name, value); 
    }
    
    public PrintWriter getWriter() {
        // 简化示意：实际实现中需正确处理流与编码
        return new PrintWriter(new StringWriter()); 
    }

    // 生成完整的 HTTP 响应数据
    public void sendResponse(OutputStream outputStream) throws IOException {
        PrintWriter writer = new PrintWriter(outputStream, true);
        writer.println("HTTP/1.1 " + statusCode + " OK");
        headers.forEach((key, value) -> writer.println(key + ": " + value));
        writer.println();
        writer.println(body.toString());
        writer.flush();
    }
}

3. 服务端应用示例

在服务器端，当接收到客户端连接时，我们可以创建 HttpServletRequest 和 HttpServletResponse 实例进行处理。这种方式有效抽象了底层的流操作，使业务逻辑更加清晰。

Socket clientSocket = serverSocket.accept();

// 创建 HttpServletRequest 和 HttpServletResponse
HttpServletRequest request = new HttpServletRequest(clientSocket.getInputStream());
HttpServletResponse response = new HttpServletResponse();

// 设置响应头和内容
response.setStatus(200);
response.setHeader("Content-Type", "text/html");
PrintWriter writer = response.getWriter();
writer.println("<h1>Hello, World!</h1>");

// 发送响应
response.sendResponse(clientSocket.getOutputStream());
clientSocket.close();

4. 实践任务 📝

1. 实现 HttpServletRequest 的构造方法：解析请求的输入流，提取请求行、请求头和参数。
2. 实现 HttpServletResponse 的 sendResponse 方法：构建 HTTP 响应字符串，并通过输出流发送。
3. 编写测试代码：模拟客户端请求，验证 HttpServletRequest 和 HttpServletResponse 是否能够正确封装请求与生成响应。

通过实现 HttpServletRequest 和 HttpServletResponse，我们将为 MiniTomcat 提供更加标准化和易用的接口，为后续实现 Servlet 容器和业务处理逻辑奠定坚实基础。