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自己动手写 HTTP Server

 
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自己动手写 HTTP Server

【 原理 】 一般来说，HTTP Server 也是我们常说的Web服务器，大名鼎鼎的 Apache，还是微软的 IIS （Internet Information Server），开源领域的有 Lighttpd 和最近风头正劲的 Nginx 都是典型的Web服务器。最近想想能不能做一个Web服务器，就提供简单的功能，但是速度很快，能够作为一个专门处理 HTML/CSS/JS/Image 的Web服务器，那样能够让静态资源文件迅速的被访问到，如果有反向代理功能就更帅了，当然了，要是有Cache功能啥的，并且能够编写自定义插件（扩 展）就很完美了。。。YY中。。。

基于这个思想，我就花十天时间使用标准C写了一个千行代码小型的HTTP Server，当然目前还不具有反向代理和扩展功能，只是能够简单的支持 HTML/CSS/JS/Image 静态资源文件的访问。HTTP Server 的名字叫做 tmhttpd - TieMa (Tiny&Mini) HTTP Server，小巧，代码少，执行速度快，目前具有的功能包括：

  • Support GET/HEAD method
  • The common MIME types.
  • Support Self custom default index page
  • Directory listings.
  • Support access log
  • Support Self custom port and max clients
  • Use fork mode accept new conntion
  • Support daemon type work
  • more ..

目前已经发布了 tmhttpd-1.0.0_alpha 版本，包括for Unix/Linux （在 Ubuntu/Fedoar/FreeBSD 下编译通过） 和 在cygwin环境下编译的 for Windows 版本，下面地址有下载：

下面大致来聊聊怎么写一个 HTTP Server，先看看一个HTTP请求的流程：

HTTP Server process

大致就是 客户端的浏览器（IE、Firefox、Opera、Lynx、Curl、Robot ...） 访问到Web服务器的端口（一般是80），然后端口接受到请求后开始解析请求，如果请求不正确或者非法则直接返回指定的错误代码（可以参考 RFC 1945），如果请求合法，那么就查找相应用户请求的文件，把文件读取后发送给客户端，关闭连接，请求结束。

【 实现 】

贴部分tmhttpd核心代码来描述这个过程:

view plaincopy to clipboardprint?
  1. /**
  3. *初始化服务器端的Socket连接，等待连接，连接成功后fork新进程处理
  5. *
  7. */
  9. staticvoidInitServerListen(unsignedintport,unsignedintmax_client){
  11. intserversock,clientsock;
  13. structsockaddr_inserver_addr,client_addr;
  15. charcurrtime[32];
  19. /*CreatetheTCPsocket*/
  21. if((serversock=socket(PF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP))<0){
  23. die("Failedtocreatesocket");
  25. }
  29. /*Constructtheserversockaddr_instructure*/
  31. memset(&server_addr,0,sizeof(server_addr));/*Clearstruct*/
  33. server_addr.sin_family=AF_INET;/*Internet/IP*/
  35. server_addr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);/*Incomingaddr*/
  37. server_addr.sin_port=htons(port);/*serverport*/
  41. /*Bindtheserversocket*/
  43. if(bind(serversock,(structsockaddr*)&server_addr,sizeof(server_addr))<0){
  45. die("Failedtobindtheserversocket");
  47. }
  49. /*Listenontheserversocket*/
  51. if(listen(serversock,max_client)<0){
  53. die("Failedtolistenonserversocket");
  55. }
  59. /*Printlisteningmessage*/
  61. getdate(currtime);
  63. fprintf(stdout,"[%s]Startserverlisteningatport%d.../n",currtime,port);
  65. fprintf(stdout,"[%s]Waitingclientconnection.../n",currtime);
  71. /*Rununtilcancelled*/
  73. while(1){
  75. unsignedintclientlen=sizeof(client_addr);
  77. memset(currtime,0,sizeof(currtime));
  79. getdate(currtime);
  83. /*Waitforclientconnection*/
  85. if((clientsock=accept(serversock,(structsockaddr*)&client_addr,&clientlen))<0){
  87. die("Failedtoacceptclientconnection");
  89. }
  93. /*Usechildprocessnewconnection*/
  95. if(fork()==0){
  97. HandleClient(clientsock,client_addr);
  99. }else{
  101. wait(NULL);
  103. }
  107. /*Notuseclosesocketconnection*/
  109. close(clientsock);
  111. }
  115. }
  123. /**
  125. *获取一个连接，读取连接客户端发送的请求数据，把请求数据叫给请求解析函数进行解析
  127. *
  129. */
  131. staticvoidHandleClient(intclient_sock,structsockaddr_inclient_addr){
  133. charbuf[REQUEST_MAX_SIZE];
  137. if(read(client_sock,buf,REQUEST_MAX_SIZE)<0){
  139. SendError(client_sock,500,"InternalServerError","","Clientrequestnotsuccess.");
  141. die("readsock");
  143. }
  145. ParseRequest(client_sock,client_addr,buf);
  149. close(client_sock);
  151. exit(0);
  153. }
  159. /**
  161. *解析一个请求，解析出GET/HEAD方法，需要请求的文件，协议版本等，构造成结构体提交给处理函数
  163. *
  165. */
  167. staticintParseRequest(intclient_sock,structsockaddr_inclient_addr,char*req){
  169. char**buf,**method_buf,**query_buf,currtime[32],cwd[1024],tmp_path[1536],pathinfo[512],path[256],file[256],log[1024];
  171. intline_total,method_total,query_total,i;
  173. structst_request_inforequest_info;
  177. /*Splitclientrequest*/
  179. getdate(currtime);
  181. explode(req,'/n',&buf,&line_total);
  185. /*Printlogmessage*/
  187. memset(log,0,sizeof(log));
  189. sprintf(log,"[%s]%s%s/n",currtime,inet_ntoa(client_addr.sin_addr),buf[0]);
  191. WriteLog(log);
  195. /*Checkrequestisempty*/
  197. if(strcmp(buf[0],"/n")==0||strcmp(buf[0],"/r/n")==0){
  199. SendError(client_sock,400,"BadRequest","","Can'tparserequest.");
  201. }
  205. /*Checkmethodisimplement*/
  207. explode(buf[0],'',&method_buf,&method_total);
  209. if(strcmp(strtolower(method_buf[0]),"get")!=0&&strcmp(strtolower(method_buf[0]),"head")!=0){
  211. SendError(client_sock,501,"NotImplemented","","Thatmethodisnotimplemented.");
  213. }
  215. explode(method_buf[1],'?',&query_buf,&query_total);
  219. /*Makerequestdata*/
  221. getcwd(cwd,sizeof(cwd));
  223. strcpy(pathinfo,query_buf[0]);
  225. substr(query_buf[0],0,strrpos(pathinfo,'/')+1,path);
  227. substr(query_buf[0],strrpos(pathinfo,'/')+1,0,file);
  231. /*Padrequeststruct*/
  233. memset(&request_info,0,sizeof(request_info));
  235. strcat(cwd,pathinfo);
  239. request_info.method=method_buf[0];
  241. request_info.pathinfo=pathinfo;
  243. request_info.query=(query_total==2?query_buf[1]:"");
  245. request_info.protocal=strtolower(method_buf[2]);
  247. request_info.path=path;
  249. request_info.file=file;
  251. request_info.physical_path=cwd;
  255. /*Isadirectorypaddefaultindexpage*/
  257. memset(tmp_path,0,sizeof(tmp_path));
  259. strcpy(tmp_path,cwd);
  261. if(is_dir(tmp_path)){
  263. strcat(tmp_path,g_dir_index);
  265. if(file_exists(tmp_path)){
  267. request_info.physical_path=tmp_path;
  269. }
  271. }
  275. /*Debugmessage*/
  277. if(g_is_debug){
  279. fprintf(stderr,"[Request]/n");
  281. for(i=0;i<line_total;i++){
  283. fprintf(stderr,"%s/n",buf[i]);
  285. }
  287. }
  291. /*Processclientrequest*/
  293. ProcRequest(client_sock,client_addr,request_info);
  297. return0;
  299. }
  305. /**
  307. *处理函数按照解析出来的请求内容进行数据返回，返回文件/目录列表或者提示错误
  309. *
  311. */
  313. staticintProcRequest(intclient_sock,structsockaddr_inclient_addr,structst_request_inforequest_info){
  315. charbuf[128];
  319. /*Fileisexistorhasaccesspermission*/
  321. if(!file_exists(request_info.physical_path)){
  323. memset(buf,0,sizeof(buf));
  325. sprintf(buf,"File%snotfound.",request_info.pathinfo);
  327. SendError(client_sock,404,"NotFound","",buf);
  329. }
  331. if(access(request_info.physical_path,R_OK)!=0){
  333. memset(buf,0,sizeof(buf));
  335. sprintf(buf,"File%sisprotected.",request_info.pathinfo);
  337. SendError(client_sock,403,"Forbidden","",buf);
  339. }
  343. /*Checktargetisregularfileordirectory*/
  345. if(is_file(request_info.physical_path)==1){
  347. SendFile(client_sock,request_info.physical_path,request_info.pathinfo);
  351. }elseif(is_dir(request_info.physical_path)==1){
  353. /*Isadirectorychoosebrowsedirlist*/
  355. if(g_is_browse){
  357. SendDirectory(client_sock,request_info.physical_path,request_info.pathinfo);
  361. }else{
  363. memset(buf,0,sizeof(buf));
  365. sprintf(buf,"File%sisprotected.",request_info.pathinfo);
  367. SendError(client_sock,403,"Forbidden","",buf);
  369. }
  373. }else{
  375. memset(buf,0,sizeof(buf));
  377. sprintf(buf,"File%sisprotected.",request_info.pathinfo);
  379. SendError(client_sock,403,"Forbidden","",buf);
  381. }
  385. return0;
  387. }

主要核心的函数就是这四个，如果要了解其他函数，包括字符串处理，HTTP头信息发送，错误发送，读取文件，遍历目录等等请下载源码回去研究。源码下载地址：http://heiyeluren.googlecode.com/files/tmhttpd-1.0.0_alpha.tar.gz

【 结束 】

其实还有很多功能能够增加的，比如性能，采用 select 或者 epool 肯定要比单纯的fork性能更好，另外增加处理动态内容，比如CGI，能够接受POST请求，能够作为一个反向代理存在，能够具有缓存功能，能够缓存请求 过的文件到内存中，能够具有插件扩展功能等等，都是需要进一步提升的。

参考文档：

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| 我在北大青鸟的工作经历
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