如何从头开始以正确的面向对象方式创建Java Web Framework

您如何用Java设计Web应用程序？您安装了Spring，阅读了手册，创建了控制器，创建了一些视图，添加了一些注释，它就可以工作了。如果没有Spring （Ruby中没有Ruby on Rails，PHP中没有Symphony，也没有…等），您将怎么办？让我们尝试从头开始创建一个Web应用程序，从一个纯Java SDK到一个功能齐全的Web应用程序（由单元测试覆盖）结束。几周前，我录制了第42号网络研讨会，但本文应该对此进行更详细的说明。

首先，我们必须创建一个HTTP服务器，该服务器将打开服务器套接字，侦听传入的连接，读取他们必须说的所有内容（HTTP请求）并返回任何Web浏览器想要的信息（HTTP响应）。您知道HTTP的工作原理吧？如果您不这样做，这里有个简短的提醒：

Web浏览器向服务器发送请求，该请求看起来像这样（这是纯文本数据）：

GET /index.html HTTP/1.1
Host: www.example.com

服务器必须阅读此文本，准备答案（必须是浏览器可读HTML页面），然后像这样返回：

HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: text/html; charset=UTF-8
Content-Length: 26<html>Hello, world!</html>

而已。这是一个非常简单的原始协议。用Java实现Web服务器也不是那么复杂。这是一个非常简单的形式：

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.net.SocketTimeoutException;
import java.util.Arrays;
public class Main {public static void main(String... argv) {try (ServerSocket server = new ServerSocket(8080)) {server.setSoTimeout(1000);while (true) {try (Socket socket = server.accept()) {try (InputStream input = socket.getInputStream();OutputStream output = socket.getOutputStream()) {byte[] buffer = new byte[10000];int total = input.read(buffer);String request = new String(Arrays.copyOfRange(buffer, 0, total));String response = "HTTP/1.1 200 OK\r\n\r\nHello, world!";output.write(response.getBytes());}} catch (SocketTimeoutException ex) {if (Thread.currentThread().isInterrupted()) {break;}}}}}
}

尝试运行它，它应该可以工作。您应该能够在浏览器中打开http://localhost:8080页面，然后看到Hello, world! ， Hello, world! 文本。

它还不是Web应用程序，而是一个框架，它可以将HTTP请求简单地分配到HTTP响应中。尽管其中没有严重的面向对象的问题。这是相当程序化的方法，但确实可行。现在，我们应该关注一个更重要的问题：如何为Web应用程序添加更多功能，并使其能够处理不同的页面，呈现更大的内容并处理错误？上面代码段中的request变量应该以某种方式转换为response 。

最简单的方法是1）将请求转换为内部包含所有详细信息的DTO ，然后2）将其发送到知道如何处理DTO数据的“控制器”，然后3）接收响应DTO从控制器中取出数据并呈现响应。这就是春天和最所有其他框架都可以做到。但是，我们不会走这条路，我们将尝试做到无DTO且纯粹面向对象。

我不得不说，可能有多种设计，全部都是OOP风格。现在，我仅向您显示这些选项之一。您无疑会知道我们几年前诞生的Takes框架-它具有自己的设计，也面向对象。但是我现在建议的那个似乎更好。您可能还会提出其他建议，因此不要犹豫，在下面的评论中发表您的想法，甚至创建GitHub存储库并在那里分享您的想法。

我建议我们引入两个接口： Resource和Output 。 Resource是服务器端实体，它根据传入的请求参数而发生变化。例如，当我们只知道请求是GET / ，它就是一种资源。但是，如果我们也知道该请求具有例如Accept: text/plain ，则可以更改该请求并创建一个新请求，该请求将传递纯文本。这是界面：

interface Resource {Resource refine(String name, String value);
}

这是我们创建和变异的方法：

Resource r = new DefaultResource().refine("X-Method", "GET").refine("X-Query", "/").refine("Accept", "text/plain");

注意：每次调用.refine()返回一个新的接口Resource实例。它们都是不可变的，就像对象必须是一样。由于这种设计，我们不会将数据与处理器分开。资源是数据和处理器。每个资源都知道如何处理数据，并且仅接收应该接收的数据。从技术上讲，我们只是以面向对象的方式实现请求调度 。

然后，我们需要将资源转换为响应。我们赋予资源使其能够响应的能力。我们不希望数据以某种DTO的形式泄漏资源。我们希望该资源打印响应。如何为资源提供其他方法print() ：

interface Resource {Resource refine(String name, String value);void print(Output output);
}

然后，接口Output看起来像这样：

interface Output {void print(String name, String value);
}

这是Output的原始实现：

public class StringBuilderOutput implements Output {private final StringBuilder buffer;StringBuilderOutput(StringBuilder buf) {this.buffer = buf;}@Overridepublic void print(String name, String value) {if (this.buffer.length() == 0) {this.buffer.append("HTTP/1.1 200 OK\r\n");}if (name.equals("X-Body")) {this.buffer.append("\r\n").append(value);} else {this.buffer.append(name).append(": ").append(value).append("\r\n");}}
}

要构建HTTP响应，我们可以这样做：

StringBuilder builder = new StringBuilder();
Output output = new StringBuilderOutput(builder);
output.print("Content-Type", "text/plain");
output.print("Content-Length", "13");
output.print("X-Body", "Hello, world!");
System.out.println(builder.toString());

现在，让我们创建一个类，该类使用Resource的实例作为调度程序 ，以接收传入的请求String并生成响应String ：

public class Session {private final Resource resource;Session(Resource res) {this.resource = res;}String response(String request) throws IOException {Map<String, String> pairs = new HashMap<>();String[] lines = request.split("\r\n");for (int idx = 1; idx < lines.length; ++idx) {String[] parts = lines[idx].split(":");pairs.put(parts[0].trim(), parts[1].trim());if (lines[idx].empty()) {break;}}String[] parts = lines[0].split(" ");pairs.put("X-Method", parts[0]);pairs.put("X-Query", parts[1]);pairs.put("X-Protocol", parts[2]);App.Resource res = this.resource;for (Map.Entry<String, String> pair : pairs.entrySet()) {res = res.refine(pair.getKey(), pair.getValue());}StringBuilder buf = new StringBuilder();res.print(new StringBuilderOutput(buf));return buf.toString();}
}

首先，我们解析请求，将其标头分成几行，并忽略请求的主体。您可以使用X-Body作为键，修改代码以解析主体并将其传递给refine()方法。目前，上面的代码无法做到这一点。但是你明白了。片段的解析部分准备了可以在请求中找到的对，并将它们一对一地传递给封装的资源，对其进行变异直到最终形式。始终返回文本的简单资源可能如下所示：

class TextResource implements Resource {private final String body;public TextResource(String text) {this.body = text;}@Overridepublic Resource refine(String name, String value) {return this;}@Overridepublic void print(Output output) {output.print("Content-Type", "text/plain");output.print("Content-Length", Integer.toString(this.body.length()));output.print("X-Body", this.body);}
}

根据查询的路径，关注查询字符串并将请求分派给其他资源的资源可能看起来像这样：

new Resource() {@Overridepublic Resource refine(String name, String value) {if (name.equals("X-Query")) {if (value.equals("/")) {return new TextResource("Hello, world!");} else if (value.equals("/balance")) {return new TextResource("256");} else if (value.equals("/id")) {return new TextResource("yegor");} else {return new TextResource("Not found!");}} else {return this;}}@Overridepublic void print(final Output output) {throws IllegalStateException("This shouldn't happen");}
}

我希望你有主意。上面的代码很粗略，并且大多数用例都没有实现，但是如果您感兴趣，可以自己做。该代码位于yegor256 / jpages存储库中。请毫不犹豫地为请求请求做出贡献，并使这个小型框架成为现实。