web/mini-server.git - Ulrich Hilger Code Repository

/*
  mini-server - Ein minimalistischer HTTP-Server
  Copyright (C) 2021  Ulrich Hilger
 
  This program is free software: you can redistribute it and/or modify
  it under the terms of the GNU Affero General Public License as
  published by the Free Software Foundation, either version 3 of the
  License, or (at your option) any later version.
 
  This program is distributed in the hope that it will be useful,
  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  GNU Affero General Public License for more details.
 
  You should have received a copy of the GNU Affero General Public License
  along with this program.  If not, see <https://www.gnu.org/licenses/>.
 */
package de.uhilger.minsrv.handler;
 
import com.sun.net.httpserver.Headers;
import com.sun.net.httpserver.HttpExchange;
import com.sun.net.httpserver.HttpHandler;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Path;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Date;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
import java.util.logging.Logger;
 
/**
 * Die Klasse FileHandler dient zur Auslieferung von Dateiinhalten &uuml;ber
 * HTTP.
 * 
 * F&uuml;r das Streaming &uuml;ber HTTP wird die 
 * Auslieferung von Teilinhalten mit dem Accept-Ranges-Header angeboten und 
 * via Range-Header unterst&uuml;tzt.
 * (vgl. https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/HTTP/Range_requests)
 * 
 * @author Ulrich Hilger
 * @version 0.1, 25. M&auml;rz 2021
 */
public class FileHandler implements HttpHandler {
 
  /* Der Logger fuer diesen FileHandler */
  private static final Logger logger = Logger.getLogger(FileHandler.class.getName());
 
  /* Header Namen */
  final static String RANGE_HEADER = "Range";
  final static String CONTENT_RANGE_HEADER = "Content-Range";
  final static String ACCEPT_RANGES_HEADER = "Accept-Ranges";
  final static String LAST_MODIFIED_DATE_HEADER = "Last-Modified";
  final static String CONTENT_TYPE = "Content-Type";
 
  /* Status Codes */
  public static final int SC_OK = 200;
  public static final int SC_PARTIAL_CONTENT = 206;
  public static final int SC_NOT_FOUND = 404;
 
  /* Ablageort fuer Webinhalte */
  private final String basePath;
 
  /**
   * Ein neues Objekt der Klasse FileHandler erzeugen
   *
   * @param basePath der Pfad zu Inhalten, die von diesem Handler ausgeliefert
   * werden
   */
  public FileHandler(String basePath) {
    this.basePath = basePath;
  }
 
  /**
   * Die Datei ermitteln, die sich aus dem angefragten URL ergibt, pr&uuml;fen,
   * ob die Datei existiert und den Inhalt der Datei abh&auml;ngig davon, ob ein
   * Range-Header vorhanden ist, ganz oder teilweise ausliefern.
   *
   * @param e das Objekt mit Methoden zur Untersuchung der Anfrage sowie zum
   * Anfertigen und Senden der Antwort
   * @throws IOException falls etwas schief geht entsteht dieser Fehler
   */
  @Override
  public void handle(HttpExchange e) throws IOException {
    String ctxPath = e.getHttpContext().getPath();
    String uriPath = e.getRequestURI().getPath();
    logger.info(uriPath);
    String fName = uriPath.substring(ctxPath.length());
    if (fName.startsWith(".")) {
      sendNotFound(e, fName);
    } else {
      Headers headers = e.getRequestHeaders();
      if (headers.containsKey(RANGE_HEADER)) {
        serveFileParts(e, new File(basePath, fName));
      } else {
        if (fName.endsWith("/")) {
          fName += "index.html";
        }
        serveFile(e, new File(basePath, fName));
      }
    }
  }
 
  /**
   * Den Inhalt einer Datei ausliefern
   *
   * @param e das Objekt mit Methoden zur Untersuchung der Anfrage sowie zum
   * Anfertigen und Senden der Antwort
   * @param file die Datei, deren Inhalt ausgeliefert werden soll
   * @throws IOException falls etwas schief geht entsteht dieser Fehler
   */
  private void serveFile(HttpExchange e, File file) throws IOException {
    if (file.exists()) {
      OutputStream os = e.getResponseBody();
      Headers headers = e.getResponseHeaders();
      setCommonHeaders(headers, file);
      e.sendResponseHeaders(SC_OK, file.length());
      InputStream in = new FileInputStream(file);
      int b = in.read();
      while (b > -1) {
        os.write(b);
        b = in.read();
      }
      in.close();
      os.flush();
      os.close();
    } else {
      sendNotFound(e, file.getName());
    }
  }
 
  /**
   * Einen Teil des Inhalts einer Datei ausliefern
   *
   * Wenn eine Range angefragt wird, hat die Antwort einen Content-Range Header
   * wie folgt:
   *
   * <code>
   * Content-Range: bytes 0-1023/146515
   * Content-Length: 1024
   * </code>
   *
   * Wenn mehrere Ranges angefragt werden, hat die Antwort mehrere Content-Range
   * Header als Multipart Response. Multipart Responses fehlen dieser
   * Implementierung noch.
   *
   * (vgl. https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/HTTP/Range_requests)
   *
   * @param e das Objekt mit Methoden zur Untersuchung der Anfrage sowie zum
   * Anfertigen und Senden der Antwort
   * @param file die Datei, deren Inhalt teilweise ausgeliefert werden soll
   * @throws IOException falls etwas schief geht entsteht dieser Fehler
   */
  /*
   */
  private void serveFileParts(HttpExchange e, File file) throws IOException {
    if (file.exists()) {
      InputStream is = new FileInputStream(file);
      OutputStream os = e.getResponseBody();
      Headers resHeaders = e.getResponseHeaders();
      setCommonHeaders(resHeaders, file);
      long responseLength = 0;
      long start = 0;
      long end;
      RangeGroup rangeGroup = parseRanges(e, file);
      Iterator<Range> i = rangeGroup.getRanges();
      while (i.hasNext()) {
        Range range = i.next();
        start = range.getStart();
        end = range.getEnd();
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        sb.append("bytes ");
        sb.append(range.getStart());
        sb.append("-");
        sb.append(range.getEnd());
        sb.append("/");
        sb.append(file.length());
        resHeaders.add(CONTENT_RANGE_HEADER, sb.toString());
        responseLength += (end - start);
      }
      e.sendResponseHeaders(SC_PARTIAL_CONTENT, responseLength);
      if (start > 0) {
        is.skip(start);
      }
      long count = 0;
      int byteRead = is.read();
      while (byteRead > -1 && count < responseLength) {
        ++count;
        os.write(byteRead);
        byteRead = is.read();
      }
      os.flush();
      os.close();
      is.close();
    } else {
      sendNotFound(e, file.getName());
    }
  }
  
  private void setCommonHeaders(Headers resHeaders, File file) throws IOException {
    resHeaders.add(ACCEPT_RANGES_HEADER, "bytes");
    String mimeType = Files.probeContentType(file.toPath());
    if(mimeType != null) {
      resHeaders.add(CONTENT_TYPE, mimeType);
    }
    SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("EEE, dd MMM yyyy HH:mm:ss zzz");
    Date date = new Date(file.lastModified());
    resHeaders.add(LAST_MODIFIED_DATE_HEADER, sdf.format(date));
  }
 
  /**
   * Die Byte-Ranges aus dem Range-Header ermitteln.
   *
   * Der Range-Header kann unterschiedliche Abschnitte bezeichnen, Beispiele:
   * Range: bytes=200-1000, 2000-6576, 19000- Range: bytes=0-499, -500 (vgl.
   * https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/HTTP/Headers/Range)
   *
   * @param e das Objekt mit Methoden zur Untersuchung der Anfrage sowie zum
   * Anfertigen und Senden der Antwort
   * @param file die Datei, deren Inhalt ausgeliefert werden soll
   * @return die angefragten Byte-Ranges
   */
  private RangeGroup parseRanges(HttpExchange e, File file) {
    RangeGroup ranges = new RangeGroup();
    String rangeHeader = e.getRequestHeaders().get(RANGE_HEADER).toString();
    
    /*
      Inhalt des Range-Headers von nicht benoetigten Angaben befreien
    
      Ein Range Header enthaelt neben den Start- und Endwerten der Ranges auch 
      die Angabe "bytes:". Es ist aber keine andere Auspraegung als Bytes 
      spezifiziert, daher muss die Angabe nicht ausgewertet werden und kann 
      entfallen. Der Range-Header kann zudem noch eckige Klammern haben 
      wie in [bytes=200-1000].
    
      Der regulaere Ausdruck "[^\\d-,]" bezeichnet alle Zeichen, die keine 
      Ziffern 0-9, Bindestrich oder Komma sind.
     */
    rangeHeader = rangeHeader.replaceAll("[^\\d-,]", "");
 
    /*
      Die Ranges ermitteln. 
    
      Nach dem vorangegangenen Schritt besteht der Header-Ausdruck nur noch 
      aus einer mit Kommas getrennten Liste aus Start- und Endwerten wie z.B. 
      "-103,214-930,1647-"
    
      Ein Range-Ausdruck kann dann drei verschiedene Auspraegungen haben:
      1. Startwert fehlt, z.B. -200
      2. Start und Ende sind vorhanden, z.B. 101-200
      3. Endwert fehlt, z.B. 201-
      
      Teilt man einen Range-String mit der Methode String.split("-") am 
      Bindestrich ('-') in ein String-Array 'values' gilt:
      values.length < 2: Fall 3 ist gegeben
      values.length > 1 und values[0].length < 1: Fall 1 ist gegeben
      ansonsten: Fall 2 ist gegeben
     */
    String[] rangeArray = rangeHeader.split(",");
    for (String rangeStr : rangeArray) {
      Range range = new Range();
      String[] values = rangeStr.split("-");
      if (values.length < 2) {
        // Fall 3
        range.setStart(Long.parseLong(values[0]));
        range.setEnd(file.length());
      } else {
        if (values[0].length() < 1) {
          // Fall 1
          range.setStart(0);
          range.setEnd(Long.parseLong(values[1]));
        } else {
          // Fall 2
          range.setStart(Long.parseLong(values[0]));
          range.setEnd(Long.parseLong(values[1]));
        }
      }
      ranges.addRange(range);
    }
    return ranges;
  }
 
  /**
   * Eine nicht gefunden Antwort senden
   * 
   * @param e das Objekt mit Methoden zur Untersuchung der Anfrage sowie zum
   * Anfertigen und Senden der Antwort
   * @param fname Name der Datei, die nicht gefunden wurde
   * @throws IOException falls etwas schief geht entsteht dieser Fehler
   */
  public void sendNotFound(HttpExchange e, String fname) throws IOException {
    OutputStream os = e.getResponseBody();
    String response = fname + " not found.";
    byte[] bytes = response.getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
    e.sendResponseHeaders(SC_NOT_FOUND, bytes.length);
    os.write(bytes);
    os.flush();
    os.close();
  }
 
  /**
   * Eine Range
   */
  class Range {
 
    private long start;
    private long end;
 
    /**
     * Den Beginn dieser Range ermitteln
     *
     * @return Beginn dieser Range
     */
    public long getStart() {
      return start;
    }
 
    /**
     * Den Beginn dieser Range angeben
     *
     * @param start Beginn dieser Range
     */
    public void setStart(long start) {
      this.start = start;
    }
 
    /**
     * Das Ende dieser Range ermitteln
     *
     * @return Ende dieser Range
     */
    public long getEnd() {
      return end;
    }
 
    /**
     * Das Ende dieser Range angeben
     *
     * @param end Ende dieser Range
     */
    public void setEnd(long end) {
      this.end = end;
    }
  }
 
  /**
   * Eine Gruppe aus Ranges
   */
  class RangeGroup {
 
    private List<Range> ranges;
    private long totalSize;
 
    /**
     * Ein neues Objekt der Klasse RangeGroup erzeugen
     */
    public RangeGroup() {
      ranges = new ArrayList();
    }
 
    /**
     * Dieser RangeGroup eine Range hinzufuegen.
     *
     * @param range die Range, die dieser RangeGroup hinzugefuegt werden soll
     */
    public void addRange(Range range) {
      ranges.add(range);
      totalSize += range.getEnd() - range.getStart();
    }
 
    /**
     * Die Gesamtgr&ouml;&szlig;e dieser RangeGroup ermitteln, also die Summe
     * der Anzahl von Bytes aller ihrer Ranges.
     *
     * @return die Gr&ouml;&szlig;e dieser RangeGroup in Bytes
     */
    public long getSize() {
      return totalSize;
    }
 
    /**
     * Einen Iterator &uuml;ber die Ranges dieser RangeGroup abrufen
     *
     * @return Iterator &uuml;ber die Ranges dieser RangeGroup
     */
    public Iterator<Range> getRanges() {
      return ranges.iterator();
    }
  }
}