java實現HTTP協議:POST協議代碼實現

本節我們使用代碼實現HTTP的POST協議流程。任何HTTP服務器都會支持客戶端將文件上傳，該功能的實現往往要走POST協議流程。爲了使用代碼實現該協議，首先需要一個目的HTTP服務器，我選擇iPhone版本的福昕pdf閱讀器，它支持通過POST協議將文件從電腦上傳到手機，在打開其上傳功能後，在電腦輸入相應網址就能看到如下畫面：

點擊”選擇文件“按鈕，然後選擇要上傳的文件，最後點擊"upload"按鈕，那麼瀏覽器就會執行POST協議實現數據上傳。我們先通過抓包的方式瞭解POST協議數據包的結構，在執行文件上傳並抓包後，wireshark抓到的數據包如下：

在簡單情況下，post流程只有兩次數據包發送，一次是POST，它是客戶端將數據通過HTTP數據包發送給服務器，另一個是服務器接收數據後將結果回覆給客戶端，我們看看POST數據包的內容：

POST數據包分爲兩部分，第一部分涉及HTTP協議控制，也就是上圖中的第一部分，第一行通過POST關鍵字指明數據包目的，並通過包頭字段的形式填寫了一系列用於數據傳輸和控制的信息，這些包頭在前面章節都有描述過。第二部分就是MIME Multipart Media Encapsulation部分，它用於封裝上傳數據，這部分需要詳細解讀。

第一個需要了解的是Boundary,這個字符串由客戶端自己生成，它的作用是將上傳數據分隔開，每次遇到該字符串開始的地方，服務器就知道那是客戶端要提交的數據內容，我將其內容展開以便讀者查看：

可以看到First Boundary處是給定的Boundary字符串，它下面對應要上傳給服務器的第一部分信息，Content-Type用於指定數據的格式，從中可以看到我上傳的是一個文本文件，接下來就是文本內容，如果文本是字符串，它則直接顯示，如果內容是二進制數據，那麼它包含的就是數據對應的數字內容，從上面可以看到，文本中只包含了一行內容，那就是”this is only one line"，這部分就對應要上傳的數據內容。接着是第二部分要上傳的內容，所以格式上再次以Boudary對應的字符串作爲起始，關鍵字Content-Disposition用於說明數據的展現形式，數據內容應該是直接在網頁中展示，還是作爲附件呈現，在客戶端以POST形式向服務器提交數據時，它的取值只能是form-data.

第二部分數據沒有通過字段Content-Type來指明，因此統一當做二進制數據，因此Data字段對應的就是一系列數字，實際上這些數字其實對應的是字符串"Upload"，因此第二部分數據用來告訴服務器，當前數據是通過點擊了"Upload"按鈕後上傳的，筆者在模擬該數據包時，如果不包含這部分數據，手機上的福昕pdf應用會奔潰掉。接下來我們看看如何使用代碼實現簡單的POST功能，首先要實現的是MIME這部分數據的封裝:

package Application;

import java.util.Arrays;

public class MIMETextPlainMediaEcnapusulation { //該類只封裝簡單的文本數據
   private String boundary_string = "----WebFormBoundaryAAABBBCCCDDD"; //用於傳遞數據的分割標誌字符串
   private String post_file_name = "";
   private String content_part_header = "Content-Disposition: form-data; name=\"button\"; filename=\"";
   private String content_type = "Content-Type: text/plain\r\n\r\n";
   private String content_part = "";
   private String last_boundary = "\r\n--" + boundary_string + "--\r\n";
  
   public MIMETextPlainMediaEcnapusulation(String file_name) {
	   this.post_file_name = file_name; //要上傳的文件名
	   
	   
   }
   
   private void add_content_header() { //添加用於分割不同數據部分的boundary
	   this.content_part += "--";
	   this.content_part += boundary_string;
	   this.content_part += "\r\n";
	   this.content_part += content_part_header;
	   this.content_part += post_file_name;
	   this.content_part += "\r\n";
	   this.content_part += content_type;
   }
   
   public void add_content(String content) { //調用該接口設置要上傳給服務器的內容
	   this.add_content_header();
	   
	   this.content_part += content;
	   this.content_part += "\r\n";
	   this.content_part += "--";
	   this.content_part += boundary_string;
	   this.content_part += "\r\n";
   }
   
   private void add_last_content_part() { //模擬最後upload數據部分，這部分與數據傳輸無關，但與服務器對接收數據的解讀有關
	   String last_content_disposition = "Content-Disposition: form-data; name=\"button\"\r\n\r\n";
	   content_part += last_content_disposition;
	   String content = "Upload\r\n";
	   content_part += content;
	   content_part += last_boundary;
   }
   
   public String get_mime_part() {
	   this.add_last_content_part();
	   return  content_part;
   }
   
   public String get_boundary_string() {
	   return boundary_string;
   }
   
}

接下來實現的是數據的傳輸功能：

package Application;

import java.net.InetAddress;

import utils.ITCPHandler;

public class HTTPPostClient implements ITCPHandler {
	private  TCPThreeHandShakes  tcp_socket = null;  
	private HTTPEncoder httpEncoder = new HTTPEncoder();
    private String user_agent = "Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 1-14_0) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/81.0.4044.122 Safari/547.36";
    private String accept = "text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,image/apng,*/*;q=0.8,application/signed-exchange;v=b3q=0.9";
    private String accept_encoding = "gzip, deflate";
    private String accept_language = "zh-CN,zh;q=0.9,en;q=0.8";
    private String cache_control = "max-age=0";
    private String connection = "close";
    private static int HTTP_OK = 200;
    private String file_name = "my_test.txt";
    private String content_type = "multipart/form-data; boundary=";
    private MIMETextPlainMediaEcnapusulation mime_encoded = new MIMETextPlainMediaEcnapusulation(file_name);
    
    private void send_content() throws Exception {//設置http請求數據的頭部信息
    	mime_encoded.add_content("This is test content for line1"); //文檔裏面的內容
    	String send_content = mime_encoded.get_mime_part();
    	String content_length = Integer.toString(send_content.length());
    	
    	httpEncoder.set_method(HTTPEncoder.HTTP_METHOD.HTTP_POST, "/");
	    httpEncoder.set_header("Host","192.168.2.127:8888");
		httpEncoder.set_header("Connection", connection);
		httpEncoder.set_header("User-Agent", user_agent);
		httpEncoder.set_header("Content-Length", content_length);
		httpEncoder.set_header("Accept", accept);
		httpEncoder.set_header("Accept-Encoding", accept_encoding);
		httpEncoder.set_header("Accept-Language", accept_language);
		httpEncoder.set_header("Cache-Control", cache_control);
		httpEncoder.set_header("Content-type", content_type + mime_encoded.get_boundary_string());
		httpEncoder.set_header("Upgrade-Insecure-Requests", "1");
		httpEncoder.set_header("Origin",  "http://192.168.2.127:8888");
		httpEncoder.set_header("Referer", "http://192.168.2.127:8888/");
		 
		String http_content = httpEncoder.get_http_content();
		http_content += send_content;
		System.out.println(http_content);
		byte[] send_content_bytes = http_content.getBytes();
		tcp_socket.tcp_send(send_content_bytes);
   }
    
	@Override
	public void connect_notify(boolean connect_res) {
		if (connect_res == true) {
			 System.out.println("connect http server ok!");
			 try {
					send_content();
				} catch (Exception e) {
					// TODO Auto-generated catch block
					e.printStackTrace();
				}
		 } 
		else {
			System.out.println("connect http server fail!");
		}	
	}

	@Override
	public void send_notify(boolean send_res, byte[] packet_send) {
		if (send_res) {
			System.out.println("send request to http server!");
		}
	}
	
	private void close_connection() {
		try {
			tcp_socket.tcp_close();
		} catch (Exception e) {
			// TODO Auto-generated catch block
			e.printStackTrace();
		}
	}

	@Override
	public void recv_notify(byte[] packet_recv) {
		String content = new String(packet_recv);
		int code = httpEncoder.get_return_code(content);
		if  (code != HTTP_OK) {
			System.out.println("http return error: " + code);
		} else {
			System.out.println("Http return 200 OK! Post Success!");
		}
		
		close_connection();
	}

	@Override
	public void connect_close_notify(boolean close_res) {
		if (close_res) {
			System.out.println("Close connection with http server!");
		}
	}

	public void run() {
		 try {
			InetAddress ip = InetAddress.getByName("192.168.2.127"); //連接ftp服務器
			short port = 8888;
			tcp_socket = new TCPThreeHandShakes(ip.getAddress(), port, this);
			tcp_socket.tcp_connect();
		} catch (Exception e) {
			// TODO Auto-generated catch block
			e.printStackTrace();
		}
	}

}

在代碼中構造了一個虛擬的"my_test.txt"文件上傳給服務器，文件裏面的內容就是代碼設置的字符串"This is test content for line1"，執行上面代碼後，就相當於前面展示的通過按鈕上傳給定文件的流程，於是就會在iPhone上的福昕App中看到代碼所虛擬的my-test文件，打開該文件就可以看到代碼所虛擬的內容字符串，更詳細的講解和代碼演示請參看視頻。

更詳細的講解和代碼調試演示過程，請點擊鏈接

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