HTTP服务器的简单实现

墨蓝 2022-09-22 03:46 220阅读 0赞

在 [HTTP学习笔记——报文格式][HTTP]  
一文中，我们已经可以了解到HTTP的报文格式，有了报文格式，我们就可以实现简单的HTTP服务器了。

一个简单的HTTP服务器会包含一下几个部分：  
\+ 接收HTTP请求  
\+ 解析HTTP请求  
\+ 构造HTTP响应  
\+ 发送HTTP响应。

我们看一下如何用C语言实现简单的HTTP服务器。  
在下面代码中会用到几个自定义的重要的结构体，这里先列出来：

typedef struct request_startup{
        char method[64];
        char req_url[1024];
        char version[64];
    
    } RequestS;
    
    typedef struct URL{
        char file_path[64];
        char query_string[512];
    } URL;

我们先看一下main函数

int main(int argc, char** argv)
    {   
        int sockfd, clientfd;
        short port; 
        struct sockaddr_in serv_addr, client_addr;
        socklen_t serv_len, client_len;
    
        port = htons(PORT); 
    
        sockfd = Socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    
        memset(&serv_addr, 0, sizeof(serv_addr));
        serv_addr.sin_family = AF_INET;
        serv_addr.sin_port   = port;
        serv_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    // inet_pton(AF_INET, SERV_ADDR, &serv_addr.sin_addr);
        Bind(sockfd, (struct sockaddr*)&serv_addr, sizeof (serv_addr));
        Listen(sockfd, 6);
    
        while (1)
        {  
            client_len = sizeof (client_addr);
            clientfd = Accept(sockfd, (struct sockaddr*)&client_addr, &client_len);
    
            handle_request(clientfd);
    
            close(clientfd);  
        }
    
        close(sockfd);
        return 0;
    }

### 接收请求 ###

首先我们要单间一个socket套接字的服务端程序，然后阻塞在`Accept`等待HTTP客户端的请求。当接收到客户端的连接时，我们定义了函数`handle_request(clientfd);`来处理客户端的请求。在`handle_request()`函数中，我们根据HTTP请求报文的格式，解析HTTP报文

### 解析HTTP报文： ###

int handle_request(int clientfd)
    {
        char buf[1024];
        char method[32];
        char req_url[1024];
        char version[32];
        int i, j;
        int numchars;
        printf("Handle_request\n");
    
        numchars = get_line(clientfd, buf, sizeof(buf)); // Get start line
        printf("get line: %s\n", buf);
        i = 0;
        j = 0;
        /* get method from start_line */
        while ( !isspace(buf[j]) && i < (sizeof (method) - 1))
        {
            method[i] = buf[j];
            ++i;
            ++j;
        }
        method[i] = '\0';
    
        /* Get Request URL from start_line */
        i = 0;
        while( isspace(buf[j]) )
            ++j;
        while ( !isspace(buf[j]) && i < (sizeof (req_url) -1 ))
        {
            req_url[i] = buf[j];
            ++i;
            ++j;
        }
        req_url[i] = '\0';
        printf("Get URL:%s\n", req_url);
    
        /* Get Version from start_line */
        i = 0;
        while( isspace(buf[j]) )
            ++j;
        while ( buf[j] != '\0' && i < (sizeof (version) -1 ))
        {
            version[i] = buf[j];
            ++i;
            ++j;
        }
        version[i] = '\0';
    
        if(!strcasecmp(method, "GET"))
        {
            printf("%s\n", req_url);
            response_GET(clientfd, req_url);    
            printf("GET finished%s\n", req_url);
        }
        else
        {
            NotSupportMethod();
        } 
        return 0;
    }

首先通过`get_line()`读取HTTP报文的起始行，然后解析出HTTP请求报文的方法、请求的URL。  
目前我们只支持**GET**方法，其他方法进入`NotSupportMethod()`处理。  
当HTTP报文请求的方法是GET时，我们进入`response_GET()`处理。

void response_GET(int clientfd, char *url_str)
    {   
        printf("Response GET...\n");
        URL url;
        prase_url(url_str, &url);
        serve_file(clientfd, url.file_path);
    }

该函数有两个调用，`prase_url()` 用来解析客户端请求的url， 然后将他转换为服务器上响应资源的地址。 比如客户端的输入的网址为`http://127.0.0.1:8080/index.html`,则报文中的URL为`/index.html` 该报文请求的是服务器上相对路径为`./index.html`的资源。  
解析了URL之后，我们就需要想客户端做出响应了。对于`GET`请求而言，就是把报文请求的资源返回给客户端，这一部分通过`serve_file`实现。

### 构造并发送HTTP响应 ###

void serve_file(int clientfd, const char* file_path)
    {   
        printf("Serve file...\n");
        FILE *resource;           
        char buf[1024];           
        char filename[1024];      
        int numchars = 1;         
        int file_len = 0;         
        filename[0] = '.';        
        filename[1] = '\0';       
        strcat(filename, file_path);  
        printf("respond file: %s\n", filename);
    
        resource = fopen(filename, "r");  
        fseek(resource,0,2);   //指针：移动到文件尾部
        file_len = ftell(resource);   //返回指针偏离文件头的位置(即文件中字符个数)
        fseek(resource,0,0);   //指针：移动到文件尾部
        printf("====file_len:%d=======\n", file_len);
        if (resource == NULL)             
        {               
            printf("File not found!\n");   
            //not_found(client); 
        }
        else                              
        {                                                                                                                                                                                                        
            response_header(clientfd, filename);    
            fgets(buf, sizeof(buf), resource);
            while (!feof(resource))   
            {
                send(clientfd, buf, strlen(buf), 0);    
                fgets(buf, sizeof(buf), resource);
            }
    
        }                                                                                                                                                                                                        
        fclose(resource); 
    }

HTTP响应报文我们主要分为两部分： 非实体部分（包括起始行和首部）、实体部分（资源的内容）。  
对于一个简单的`GET`请求，其实体部分就是资源`./index.html`的内容。 实体部分（资源的内容）的构造与发送其实就是读取资源内容，然后发送给客户端：

fgets(buf, sizeof(buf), resource);
            while (!feof(resource))   
            {
                send(clientfd, buf, strlen(buf), 0);    
                fgets(buf, sizeof(buf), resource);
            }

非实体部分（起始行和首部）的构造与发送在函数`response_header(clientfd, filename);`中实现。

void response_header(int client, const char* filename)
    {    
        char buf[1024];                   
        (void)filename;  /* could use filename to determine file type */
        ssize_t n;
    
        strcpy(buf, "HTTP/1.0 200 OK\r\nContent-Type: text/html\r\nContent-Length: 125\r\n\r\n");
        send(client, buf, strlen(buf), 0);
    }

这里要提一下`Content-Length: 125`这一个首部，这里我写了固定值125（其实它是资源内容的大小，这里为了简单说明，在代码中写了固定值）。`Content-Length`这个首部可以说是必须的，它能帮助客户端识别HTTP响应报文的结束。正常情况下，我们必须给这个首部赋上**准确的值**，否则一些客户端可能无法正确的识别HTTP报文，发生连接错误、浏览器不进行缓存。（如会发现浏览器已经请求到了index.html页面，但是闪一下就不见了。）。

[HTTP]: http://blog.csdn.net/windeal3203/article/details/51730296%20%E3%80%8AHTTP%E5%AD%A6%E4%B9%A0%E7%AC%94%E8%AE%B0%E2%80%94%E2%80%94%E6%8A%A5%E6%96%87%E6%A0%BC%E5%BC%8F%E3%80%8B