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项目简介

项目简介

本项目为2 人小组 Java 课程设计，使用Java Socket网络编程实现简易的多线程HTTP服务器。可以正常响应客户端(浏览器)的GET与POST，根据浏览器指定访问的URL获取服务器上相应的网页文件(.html)并返回，同时还进行了页面设计与美化以及技术上的拓展创新。

项目功能架构图

下图为本项目分包分层的功能架构图

项目采用技术

1.底层网络：Java Socket、ServerSocket、IO 字节流、线程池（多线程并发处理客户端）
2.Web 协议：HTTP1.1 协议解析，GET/POST 请求处理
3.设计模式：工厂模式分层处理请求、面向对象、分包独立开发
4.持久化：本地文件存储 HTML 静态页面、服务器访问日志
5.第三方工具：阿里 Java 代码静态扫描工具
6.协作工具：双人分模块开发，使用git提交代码和issue发布任务，分支协同完成代码

功能需求分析

核心功能分析

本项目核心功能为实现简易HTTP服务器。项目核心功能实现网络监听、多线程并发、请求解析、页面响应等。系统支持多客户端浏览器并发访问、解析HTTP协议、自动返回对应界面或错误提示页面。

功能需求分析

1.底层功能需求
（1）实现多线程并发处理需求，支持多浏览器同时访问、同时处理，解决单线程所具有的阻塞问题。
（2）本项目需要对端口进行绑定、对客户端实现监听（持续监听客户端浏览器的TCP连接请求），并为不同客户端分配独立的线程。
（3）本项目需要对每一次的浏览器访问都实现独立处理，单次运行异常不能影响整体服务器的运行，因此需要对客户端每次访问的会话生命周期进行管理。
（4）本项目需要实现异常容错与稳定运行的需求，接收由业务模块中返回的提示错误页面。
2.业务功能需求
(1）实现 HTTP 报文解析需求
本项目需要读取浏览器原始 HTTP 报文，自动解析提取请求方式、访问路径、协议信息等，同时对GET、POST参数进行解析，接收从底层模块中传递来的客户端数据，实现解析业务要求。
(2）实现静态资源响应需求
本项目需要根据用户输入的请求路径，读取到对应的HTML页面，并组装以标准HTTP响应头与页面显示内容，进而返回完整的HTTP响应数据。
(3）实现对错误访问的响应
本项目需要实现对错误数据的相应。当用户访问不存在的资源路径或使用不允许的请求方式时，应该予以识别并返回相应的提示信息，以便用户更改请求。

额外需求

1.兼容性需求
要实现多平台兼容的需求，就要求本项目不通过IDE等软件运行，而是打包成jar文件，在任何平台和软件上都可稳定运行，兼容性强。
2.稳定性需求
本项目需要能够稳定运行，因此在本项目中采用了资源自动释放、异常捕捉以及拦截空请求等机制，并给出提示语句，以便用户更改指令。
3.可扩展性需求
为了方便在后期对项目功能进行扩展，实现可扩展性需求，本项目采用分包分层架构，使核心功能与业务功能耦合程度低，以便扩展。
4.可维护性需求
为了实现项目的高可维护性，在项目设计过程中对关键的类与方法进行了注释并生成注释文档，且进行明确的代码分工，便于团队维护与错误纠正。

项目亮点（创新点）

项目结构亮点

1.本项目使用分层分包结构，core包与http包分包设计，使项目开发可以同时进行，使网络监听、线程并行等底层功能与HTTP协议解析、页面响应等业务功能隔离设计，团队协作效率高。
2.使用线程池实现多线程并发结构，解决了单线程阻塞缺陷的问题，统一管理客户端的连接，实现资源复用，不需要频繁创建和销毁线程。
3.单独设计ServerConfig类用于固定项目常量参数，使得别类的设计不再有零散的数字数据，结构更清晰。且在后期若需要对常量进行修改，不需要更改核心代码，只需要对ServerConfig类中的常量进行修改，可维护性高。

项目稳定性与容错性亮点

1.本项目实现了多种异常捕获，如网络连接超时异常、输入输出读写异常等，且使用了分级异常捕获，当单次浏览器访问出现异常时，只会终止当前访问，不会使整个服务器系统报错，使项目运行更加稳定，容错性更高。
2.本项目实现了统一的资源关闭方法，且在关闭时分层释放资源，所以在长期运行时不会出现内存相关问题。
3.本项目实现了对空请求和无效连接的提前检测，避免运行时的错误。
4.本项目实现了对多个访问时可能出现的错误的检测，如错误的请求方式、错误的访问路径、访问频繁等。

功能亮点

一.底层模块
1.对客户端访问进行日志化处理，保存访问数据以供查询。可以自动记录每一次客户端访问的信息，包括访问时间、客户端IP地址以及要访问的资源路径。
2.对实现的功能进行可视化打印，方便进行出现错误时的代码定位。
3.实现连接超时自动结束机制，为Socket设置读取时长限制，当长时间无数据传输时自动结束线程，避免了对线程池的占用。
4.实现请求耗时自动统计，单次会话结束后自动计算完整处理耗时，区分秒、毫秒单位输出，全部运行结束后也会输出耗时，直观观测服务器处理每条请求的性能消耗，便于性能优化分析。
二.业务模块 1.分层校验双层防护：
资源不存在：路径读取不到html文件时，自动加载404.html页面，返回 404 状态码，提示用户资源缺失；
请求方式非法：当使用POST 访问非表单路径或提出put/delete等不允许的请求时，加载405.html页面，返回 405 状态码；
两种异常场景对错误分别响应，给用户清晰提示，完成错误响应业务需求。
2.采用原生 IO 读取静态页面，搭配 try-with-resources 语法自动释放文件流，无需手动关闭资源，从底层避免文件占用、内存泄漏问题，程序长时间运行稳定性更强。
4.用户填完表单提交后，服务器得到填写的账号、密码，替换结果页面里预设的文字并展示出来。不需要搭建数据库存数据，靠简单文替换就能实现提交内容回显。
5.服务器只允许两种正常访问方式：GET 看网页、POST 提交表单。如果用户用 DELETE、PUT 这类别的方式访问页面，服务器会直接拦截，弹出错误页面，限制了不规范的访问操作。
6.用户只输入网址根路径时，程序会自动匹配首页文件，不用手动输入 index.html；同时统一处理路径"/"，防止拼接路径出错，用户访问更方便。

项目规范亮点

1.对关键性类和方法进行代码注释，并生成注释文档，增强了代码的可读性与可维护性，方便项目成员之间的同步与交接。
2.严格遵守了HTTP协议要求的请求头格式以及标准化返回。

项目美化亮点

在实现标准化功能的基础上，还对页面进行了美化设计，使项目更美观、简洁大方，便于清晰查看结果，具有创新性。
1.全部页面统一基础排版样式，字体、间距、配色协调统一，首页、表单页、报错页面视觉风格保持一致，整体观感整洁规范。
2.表单页面布局规整，输入框、提交按钮分区摆放，输入区域大小适配文字填写，操作界面直观清晰，降低用户操作成本。
3.404、405 错误页面单独设计提示文案，搭配清晰文字说明问题原因，页面不会空白单调，用户能快速明白访问失败的缘由。
4.表单提交结果页做了内容分区，区分标签文字与用户填写的数据，展示层次分明，提交的账号、备注信息一目了然。
5.页面适配中文显示，搭配后端统一 UTF-8 编码处理，所有文字无乱码，标题、提示文字阅读舒适。
6.按钮添加基础交互视觉区分，普通按钮与功能按钮有明显区分，页面交互感更强，区分可点击区域。

团队成员负责模块

主要功能截图、系统演示操作视频及静态修正

主要功能截图及说明

对实现主要核心功能的代码进行统一整合。

core包

1.HttpServer类

核心功能：开启端口监听、多线程池处理客户端、后台清理IP缓存、运行监控、程序停止时释放资源。
2.ClientHandler类

核心功能：IP 限流、封禁、路径安全校验、解析HTTP请求、返回页面响应，配合异常反馈
3.ServerConfig类

核心功能：集中管理端口、线程、限流、黑白名单、全局IP统计容器
4.LogUtil类

核心功能：控制台彩色日志、本地文件持久化访问/异常日志、自动创建资源文件夹

http包

1.FileUtil类

转换网页访问路径，拼接本地真实文件地址，校验文件，合法则调用读文件方法，无文件返回null；用UTF-8编码读取HTML文件，拼接页面全部文字并返回，读取失败返回空。
2.HttpParseUtil类

分割请求行、请求头字符串；解析表单参数，做 URL 解码；判断是 GET 还是POST，校验表单类型、读取请求头信息
3.HttpRequest类

解析HTTP请求，提取请求方式、路径、GET与POST表单参数
4.HttpResponse类

封装HTTP响应，设置状态码、响应头与页面内容，拼接完整响应报文；根据路径读取页面资源，自动返回200正常页面或404页面。
5.RequestHandlerFactory类

分发处理各类请求，GET无资源返回 404，POST替换占位符渲染页面，非法请求返回 405。

系统演示操作视频

静态修正过程

1.首先消除原生警告，得到初步修正后的代码
2.使用阿里巴巴静态修正工具进行修正，并再次扫描


可以看出已无错误，对代码进行静态扫描修正完成。

git

项目git地址（内含readme.md）

项目git地址

使用Issue进行任务发布及团队成员git提交记录截图

使用Issue进行任务发布截图：

成员git提交记录截图：
组长（负责core包底层模块）：

组员（负责http包业务模块）：

总结

本项目采用 Java 实现轻量多线程 HTTP 服务器，代码分 core、http 两个核心包分层开发。
http 包封装 HTTP 通信基础实体：HttpRequest完成原始请求报文解析，提取请求路径、请求方法；HttpResponse封装响应状态码、页面内容输出逻辑；RequestHandlerFactory作为工厂类统一分发请求处理，标准化 HTTP 收发流程。
core 包实现服务调度与工具能力：HttpServer为主服务入口，借助线程池并发处理 Socket 连接，搭配定时任务清理 IP 访问缓存，实现限流封禁；ClientHandler处理单客户端请求，完成路径校验、异常拦截；LogUtil类统一管理日志持久化，自动创建文件目录。开发中依据阿里代码规范整改所有警告，抽取重复代码、清理冗余未使用方法、修复 sleep 繁忙等待、文件返回值忽略等问题。项目完整实现请求解析、并发调度、访问管控、日志记录整套 Web 服务流程，代码结构清晰规范。
通过本次项目设计，我们对Java的基础知识进行了练习，获得了更深刻的理解，同时学习了新的关于HTTP协议以及页面设计的知识，为后续的学习打下了坚实基础。