c++ 网络编程（十一） LINUX下 初步制作基于HTTP的WEB服务器

原文作者：aircraft

原文链接：https://www.cnblogs.com/DOMLX/p/9663028.html

HTTP概要

• 理解Web服务器端：
  编写HTTP(超文本传输协议)服务器端，即Web服务器端，我们可以这样定义它：基于HTTP协议，将网页对应文件传输给客服端的服务器端。HTTP是以超文本传输为目的而设计的应用层协议，这种协议同样属于基于TCP/IP实现的协议。
  好，再来看看这样一个例子帮助我们理解：想想我们平时用浏览器打开某个网页，首先浏览器地址栏输入url确认，这其实就是向Web服务器端发送请求网页数据，这时Web服务器就会根据定好的规则格式把数据传输给浏览器，浏览器接收到数据解析显示，即我们看到的页面。这里浏览器就相当于客服端，定好的数据格式就是HTTP协议，Web服务器的工作主要就是传输这些数据给浏览器。

HTTP协议：
1，HTTP是一种无状态的Stateless协议(短链接)，服务端响应客服端请求后立即断开连接。换言之，服务端不会维持客服端状态。即使同一客服端再次发送请求，服务端也无法辨认出是原先那个，而会以相同方式处理新请求。为了弥补HTTP无法保持连接的缺点，Web编程中通常会使用Cookie和Session技术。

2，Web服务器的消息请求方式：分为GET,POST两种请求方式，GET方式请求数据方便可以直接写URL地址处传递数据，因为它没有消息体，需要传输的数据参数只能通过url地址传递，同样这也不安全。而POST则可以插入消息体，所以客服端向服务端传递数据时可以通过这个消息体传递，不必写url地址处，这样更安全，也方便传递大数据。

3，HTTP请求消息的结构：包括请求行，消息头，空行，消息体。请求行只能通过1行发送，如：”GET/index.html HTTP/1.1”就是以GET方式请求index.html文件，希望以1.1版本的HTTP协议进行通信。消息头一般包括浏览器信息，用户认证等附加信息。而消息体与消息头之间需要以空行分开，防止边界问题，消息体中装有客服端向服务端传输的数据，只有POST方式才有消息体。(客服端向服务端发送请求的数据包结构)

4，HTTP响应消息的结构：包括状态行，消息头，空行，消息体。状态行包含客服端请求的处理结果，如：”HTTP/1.1 200 OK” 我想用HTTP1.1版本进行响应，你的请求以正确处理(200 OK)，这个数字状态码典型的有这么几种：200 0K表成功处理了请求，404 Not Found表请求的文件不存在，400 Bad Request表请求方式错误，请检查。消息头中则包含传输数据的类型，长度等信息。最后插入1个空格后是消息体，发送给客服端的文件数据。(服务端响应客服端请求的数据包结构)

一、http服务器实现的基本框架

• 关于HTTP协议
  即超文本传输协议，是互联网上应用最广泛的网络协议。它是应用层的协议，底层是基于TCP通信的。HTTP协议的工作过程：客户通过浏览器向服务器发送文档请求，浏览器将请求的资源回应给浏览器，然后关闭连接。即：连接->请求->响应->关闭连接。
• 关于URL
  即统一资源定位符，每个网页都对应一个URL地址（俗称网址），具有全球唯一性。它包含的信息指出文件的位置以及浏览器应该怎么处理它。 一个完整的URL包括协议类型、主机类型、路径和文件名。
  http协议的URL格式： http: //host[:port][abs_path] ，http表示使用http协议来进行资源定位；host是主机域名；port是端口号，一般有默认的；abs_path代表资源的路径。
  这里我主要介绍项目中涉及的URL的两种格式—URL带参数和不带参数的。
  
  GET方法使用的是带参数的URL，即传递的参数会使用？连接在资源路径后边；POST方法使用的是不带参数的URL，它的参数是通过http请求报头中的请求消息体传递给服务器的。
• 关于HTTP的请求与响应格式
  
  响应报头中的状态码和状态码描述，例如：当请求的资源不存在时，会收到“404 NotFound”的页面，404就是状态码，“NotFound”就是状态码描述，即请求的文件不存在。

二、基于Linux的多线程Web服务器端

 

这里Web服务端是用的多线程并发方式，而没有使用IOCP或epoll模型，因为客服端和服务端交换1次数据后就立即断开连接，没有足够时间发挥IPCP或epoll的优势。在服务端和客服端保持较长连接的前提下频繁发送大小不一的消息时(最典型的就是网游服务器)，才能真正发挥出这2种模型的优势。

//
//  main.cpp
//  hello_server
//
//  Created by app05 on 15-10-27.
//  Copyright (c) 2015年 app05. All rights reserved.
//

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>
#include <pthread.h>

#define BUF_SIZE 1024
#define SMALL_BUF 100

void * request_handler(void * arg);   //线程入口函数
void send_data(FILE *fp, char * ct, char * file_name); //向浏览器客服端发送数据
char * content_type(char *file); //数据类型
void send_error(FILE *fp);  //发送错误处理数据
void error_handling(char *message); //控制台错误打印

int main(int argc, char *argv[])
{
    int serv_sock, clnt_sock;
    struct sockaddr_in serv_adr, clnt_adr;
    socklen_t clnt_adr_sz;
    char buf[BUF_SIZE];
    pthread_t t_id;

    if (argc != 2) {
        printf("Usage : %s <port> 
", argv[0]);
        exit(1);
    }

    serv_sock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    memset(&serv_adr, 0, sizeof(serv_adr));
    serv_adr.sin_family = AF_INET;
    serv_adr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    serv_adr.sin_port = htons(atoi(argv[1]));

    if(bind(serv_sock, (struct sockaddr *) &serv_adr, sizeof(serv_adr)) == -1)
        error_handling("bind() error");
    if(listen(serv_sock, 5) == -1)
        error_handling("listen() error");

    while (1)
    {
        clnt_adr_sz = sizeof(clnt_adr);
        clnt_sock = accept(serv_sock, (struct sockaddr*)&clnt_adr, &clnt_adr_sz);
        printf("Connection Request: %s : %d
", inet_ntoa(clnt_adr.sin_addr), ntohs(clnt_adr.sin_port));//连接的客服端IP与端口

        //多线程
        pthread_create(&t_id, NULL, request_handler, (void*) &clnt_sock);
        pthread_detach(t_id);
    }
    close(serv_sock);
    return 0;
}

//客服端请求消息处理
void * request_handler(void *arg)
{
    int clnt_sock = *((int *)arg);
    char req_line[SMALL_BUF];
    FILE *clnt_read;
    FILE *clnt_write;

    char method[10];
    char ct[15];
    char file_name[30];

    /*将套接字转换为标准I/O操作*/
    clnt_read = fdopen(clnt_sock, "r");
    clnt_write = fdopen(dup(clnt_sock), "w");
    fgets(req_line, SMALL_BUF, clnt_read);//保存请求行数据
    if (strstr(req_line, "HTTP/") == NULL) //查看是否为HTTP提出的请求
    {
        send_error(clnt_write);
        fclose(clnt_read);
        fclose(clnt_write);
        return NULL;
    }

    strcpy(method, strtok(req_line, " /"));  //请求方式
    strcpy(file_name, strtok(NULL, " /"));  //请求的文件名
    strcpy(ct, content_type(file_name));   //请求内容类型
    if (strcmp(method, "GET") != 0)  //是否为GET请求
    {
        send_error(clnt_write);
        fclose(clnt_read);
        fclose(clnt_write);
        return NULL;
    }

    fclose(clnt_read);
    send_data(clnt_write, ct, file_name); //响应给客服端
    return NULL;
}

//服务端响应消息
void send_data(FILE *fp, char *ct, char *file_name)
{
    char protocol[] = "HTTP/1.0 200 OK
";  //状态行(用HTTP1.1版本进行响应，你的请求已经正确处理)
    char server[] = "Server: Linux Web Server 
"; //服务端名
    char cnt_len[] = "Content-length: 2048
";  //数据长度不超过2048
    char cnt_type[SMALL_BUF];
    char buf[BUF_SIZE];
    FILE *send_file;

    sprintf(cnt_type, "Content-type: %s

", ct);
    send_file = fopen(file_name, "r"); //读本地配置文件
    if (send_file == NULL)
    {
        send_error(fp);
        return;
    }

    /*传输头信息*/
    fputs(protocol, fp);
    fputs(server, fp);
    fputs(cnt_len, fp);
    fputs(cnt_type, fp);

    /*传输请求数据*/
    while (fgets(buf, BUF_SIZE, send_file) != NULL)
    {
        fputs(buf, fp);
        fflush(fp);
    }
    fflush(fp);
    fclose(fp);   //服务端响应客服端请求后立即断开连接（短链接）
}

//请求数据的类型
char * content_type(char *file)
{
    char extension[SMALL_BUF];
    char file_name[SMALL_BUF];
    strcpy(file_name, file);
    strtok(file_name, ".");
    strcpy(extension, strtok(NULL, "."));

    if (!strcmp(extension, "html") || !strcmp(extension, "htm"))
        return "text/html";  //html格式的文本数据
    else
        return "text/plain";
}

//发送客服端错误处理
void send_error(FILE *fp)
{
    char protocol[] = "HTTP/1.0 400 Bad Request
";  //请求文件不存在
    char server[] = "Server: Linux Web Server 
";
    char cnt_len[] = "Content-length: 2048
";
    char cnt_type[] = "Content-type: text/html

";
    char content[] = "发生错误！查看请求文件名和请求方式！";

    fputs(protocol, fp);
    fputs(server, fp);
    fputs(cnt_len, fp);
    fputs(cnt_type, fp);
    fputs(content, fp);
    fflush(fp);
    fclose(fp);
}

//控制台错误打印
void error_handling(char *message)
{
    fputs(message, stderr);
    fputc('
', stderr);
    exit(1);
}

打开浏览器，地址栏输入服务端的IP，端口，请求的文件名信息访问服务器：http://192.168.0.185:8389/index.html。(测试：index.html：在本地用记事本自己随便写点东西保存为html格式即可)

 最后说一句啦。本网络编程入门系列博客是连载学习的，有兴趣的可以看我博客其他篇。。。。c++ 网络编程课设入门超详细教程 ---目录

参考博客：https://blog.csdn.net/u010223072/article/category/2948583

参考博客：https://blog.csdn.net/qq_33951180/article/details/70239745

参考书籍：《TCP/IP网络编程 ---尹圣雨》

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