• 【八】http服务器开发--实现一个http服务器

    文章目录

    一、整体概述

    本节主要实现一个http服务器的示例；该http服务器的主要功能是，在浏览器端访问服务器ip+html文件名，结果为如果服务端如果存在我们想要的html文件，则将其展示在浏览器端。

    整体流程下图所示：
    在这里插入图片描述
    主要步骤就三个，接收http请求，解析http请求，相应http请求。

    二、接收http请求

    这部分主要负责接收http请求，并对请求信息进行解析。

    从上一节中我们知道，客户端发来的请求信息，主要包括请求行，请求头部，请求内容等组成，
    在这里插入图片描述
    通过解析请求行我们可以得到请求方法和URL等，然后解析请求头部信息，那怎么判断请求头部信息结束了呢？由图中可以看出，当连续解析到两个回车符时，就是请求头部结束了，剩下的就是请求数据。

    首先是解析请求行，解析请求行的函数如下:

    //读取请求行：返回值： -1 表示读取出错， 等于0表示读到一个空行， 大于0 表示成功读取一行
int get_line(int sock, char *buf, int size)
{
	int count = 0;//计数器，用来对当前已经读取的字符数进行计数
	char ch = '\0';//字符串结束符
	int len = 0;
	
	//当前读取的字符数小于传入的字符数size-1，且ch不是换行符时
	while( (count<size - 1) && ch!='\n'){
		len = read(sock, &ch, 1);//将sock里的数据读到ch中，每次读1个字符；当返回值len为1时，说明返回的是1，即读取成功
		
		if(len == 1)
        {
			if(ch == '\r')//如果读到的是回车符，则continue，进行下一次循环
            {
				continue;
			}else if(ch == '\n')//如果读到的是换行符，说明这一行读完了，break跳出循环
            {
				//buf[count] = '\0';
				break;
			}
			
			//这里处理一般的字符
			buf[count] = ch;
			count++;
			
		}
        else if( len == -1 )
        {//读取出错
			perror("read failed");
			count = -1;
			break;
		}
        else 
        {// read 返回0,客户端关闭sock 连接.
			fprintf(stderr, "client close.\n");
			count = -1;
			break;
		}
	}
	
	if(count >= 0) 
        buf[count] = '\0';//为读取的这一行添加字符串结束符
	
	return count;
}

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    解析完请求行后，我们需要拿出请求行中的URL，然后拿到URL中包含的html文件名，并在我们本地的html文件夹中搜索是否存在该URL对应的html文件。
    编写了一个名为do_http_request的函数去解析收到的请求信息，功能为解析请求拿到URL，并在本地路径中查找该html的功能，代码过程如下：

    void do_http_request(int client_sock)
{
	int len = 0;
	char buf[256];
	char method[64];//请求的方法，是get还是post
	char url[256];//请求的URL
	char path[256];
	
	struct stat  st;
	
	
	/*读取客户端发送的http 请求*/
	
	
	//1.读取请求行
	len = get_line(client_sock, buf, sizeof(buf));//请求行只要一行，因此只需要读一次即可
    printf("--line 96,do_http_request --,result for get_line is [%s]\n",buf);
	
	if(len > 0)
    {   //读到了请求行，首先获取请求的方法
		int i=0, j=0;
		while(!isspace(buf[j]) && (i<sizeof(method)-1))//如果不是空格，且没超过method的容量最大值；遇到空格说明请求方法结束了
        {
			method[i] = buf[j];//用来存放请求方法，是get还是post
			i++;
			j++;
		}
		
		method[i] = '\0';
		if(debug) printf("request method: %s\n", method);
		
		if(strncasecmp(method, "GET", i)==0)
        { //只处理get请求
	        if(debug) printf("method = GET\n");
		
		    //获取url
		    while(isspace(buf[j++]));//跳过白空格
		    i = 0;
		
		    while(!isspace(buf[j]) && (i<sizeof(url)-1))//碰到空格则跳出循环，即读到了完整的URL
            {
			    url[i] = buf[j];//用来存放URL
			    i++;
			    j++;
		    }
		
		    url[i] = '\0';
		
		    if(debug) printf("-----url is: [%s]\n", url);
		
			//继续读取http 头部
		    do
            {
			    len = get_line(client_sock, buf, sizeof(buf));
			    if(debug) printf("read: %s\n", buf);
			
		    }while(len>0);
			
			//***定位服务器本地的html文件***
			
			//处理url 中的问号?，因为有的url是带着问号的，我们这里只取问号前面的作为URL
			{
				char *pos = strchr(url, '?');//查找问号第一次出现的位置
				if(pos)
                {
					*pos = '\0';//将问号的地方换成\0，即字符串结束符,表示此URL到此结束
					printf("-----real url: [%s]\n", url);
				}
			}
			
			sprintf(path, "./html_docs/%s", url);//./html_docs是我们存放html文件的文件夹路径
			if(debug) printf("----path is: [%s]\n", path);
			
			//执行http 响应
			//判断文件是否存在，如果存在就响应200 OK，同时发送相应的html 文件,如果不存在，就响应 404 NOT FOUND.
			if(stat(path, &st)==-1)
            {//文件不存在或是出错
				fprintf(stderr, "stat %s failed. reason: %s\n", path, strerror(errno));
			    not_found(client_sock);
			}
            else 
            {//文件存在
			
			    if(S_ISDIR(st.st_mode)){
					strcat(path, "/index.html");
				}
				
				do_http_response(client_sock, path);
				
			}
				
	
	    }
        else 
        {//非get请求, 读取http 头部，并响应客户端 501 	Method Not Implemented
			fprintf(stderr, "warning! other request [%s]\n", method);
			do{
			    len = get_line(client_sock, buf, sizeof(buf));
			    if(debug) printf("read: %s\n", buf);
			
		    }while(len>0);
			
			//unimplemented(client_sock);   //在响应时再实现
			
		}
		
			
		
	}else {//请求格式有问题，出错处理
		//bad_request(client_sock);   //在响应时再实现
	}

	
}

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    三、响应http请求

    接收并解析客户端的请求后，如果找到客户端所要求请的内容，则需要对其进行响应。

    响应的格式如下所示：
    主要包括响应头部（状态行+消息报头）、响应正文两部分。

    在这里插入图片描述
    组装响应头部的实现代码如下所示：

    /****************************
 *返回关于响应文件信息的http 头部
 *输入： 
 *     client_sock - 客服端socket 句柄
 *     resource    - 文件的句柄 
 *返回值： 成功返回0 ，失败返回-1
******************************/
int  headers(int client_sock, FILE *resource)
{
	struct stat st;
	int fileid = 0;
	char tmp[64];
	char buf[1024]={0};
	strcpy(buf, "HTTP/1.0 200 OK\r\n");
	strcat(buf, "Server: anchenliang test Server\r\n");
	strcat(buf, "Content-Type: text/html\r\n");
	strcat(buf, "Connection: Close\r\n");
	
	fileid = fileno(resource);//获取该文件的file id
	
	if(fstat(fileid, &st)== -1)//同stat函数类似，查看st文件是否存在，返回-1则说明文件不存在的
    {
		inner_error(client_sock);//发送500的错误码，表示服务器内部出错
		return -1;
	}
	
	snprintf(tmp, 64, "Content-Length: %ld\r\n\r\n", st.st_size);//连续两个回车符和换行符表示这是消息头部的结束了，st.st_size表示的是st文件的长度
	strcat(buf, tmp);
	
	if(debug) fprintf(stdout, "header: %s\n", buf);
	
	if(send(client_sock, buf, strlen(buf), 0) < 0)//send函数表示向socket函数发送消息，返回值小于0表示发送失败了
    {
		fprintf(stderr, "send failed. data: %s, reason: %s\n", buf, strerror(errno));
		return -1;
	}
	
	return 0;
}

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    组装响应内容的函数如下所示：

    /****************************
 *说明：实现将html文件的内容按行
        读取并送给客户端
 ****************************/
void cat(int client_sock, FILE *resource)
{
	char buf[1024];
	
    fgets(buf, sizeof(buf), resource);//将resource文件中的内容读到buf中，fgets函数每次读取一行
	
	while(!feof(resource))//feof用来判断resource文件是否读到尾部了，文件结束返回非0，文件未结束返回0
    {
		int len = write(client_sock, buf, strlen(buf));//将buf的内容写进socket，即发送这一行内容
		
		if(len<0){//发送body 的过程中出现问题,怎么办？1.重试？ 2.
			fprintf(stderr, "send body error. reason: %s\n", strerror(errno));
			break;
		}
		
		if(debug) fprintf(stdout, "%s", buf);
		fgets(buf, sizeof(buf), resource);
		
	}
}

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    四、完整代码即效果

    实现一个http服务器，功能为输入想要访问的html文件的URL，得到正确的响应html文件。下面附上完整代码以及实现过程；

    4.1 完整代码：

     #include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 




#define SERVER_PORT 80

static int debug = 1;

int get_line(int sock, char *buf, int size);
void do_http_request(int client_sock);
void do_http_response(int client_sock, const char *path);
int  headers(int client_sock, FILE *resource);
void cat(int client_sock, FILE *resource);

void not_found(int client_sock);
void inner_error(int client_sock);
void do_http_response1(int client_sock);

int main(void){

    int sock;//代表信箱
    struct sockaddr_in server_addr;


    //1.美女创建信箱
    sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

    //2.清空标签，写上地址和端口号
    bzero(&server_addr, sizeof(server_addr));

    server_addr.sin_family = AF_INET;//选择协议族IPV4
    server_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);//监听本地所有IP地址
    server_addr.sin_port = htons(SERVER_PORT);//绑定端口号

    //实现标签贴到收信得信箱上
    bind(sock, (struct sockaddr *)&server_addr,  sizeof(server_addr));

    //把信箱挂置到传达室，这样，就可以接收信件了
    listen(sock, 128);

    //万事俱备，只等来信
    printf("等待客户端的连接\n");


    int done =1;

    while(done){
        struct sockaddr_in client;
        int client_sock, len, i;
        char client_ip[64];
        char buf[256];

        socklen_t  client_addr_len;
        client_addr_len = sizeof(client);
        client_sock = accept(sock, (struct sockaddr *)&client, &client_addr_len);

        //打印客服端IP地址和端口号
        printf("client ip: %s\t port : %d\n",
                 inet_ntop(AF_INET, &client.sin_addr.s_addr,client_ip,sizeof(client_ip)),
                 ntohs(client.sin_port));
        /*处理http 请求,读取客户端发送的数据*/
        do_http_request(client_sock);
		close(client_sock);

    }
    close(sock);
    return 0;
}


void do_http_request(int client_sock)
{
	int len = 0;
	char buf[256];
	char method[64];//请求的方法，是get还是post
	char url[256];//请求的URL
	char path[256];
	
	struct stat  st;//用于stat函数执行后，保存文件状态
	
	
	/*读取客户端发送的http 请求*/
	
	
	//1.读取请求行
	len = get_line(client_sock, buf, sizeof(buf));//请求行只要一行，因此只需要读一次即可
    printf("--line 96,do_http_request --,result for get_line is [%s]\n",buf);
	
	if(len > 0)
    {   //读到了请求行，首先获取请求的方法
		int i=0, j=0;
		while(!isspace(buf[j]) && (i<sizeof(method)-1))//如果不是空格，且没超过method的容量最大值；遇到空格说明请求方法结束了
        {
			method[i] = buf[j];//用来存放请求方法，是get还是post
			i++;
			j++;
		}
		
		method[i] = '\0';
		if(debug) printf("request method: %s\n", method);
		
		if(strncasecmp(method, "GET", i)==0)
        { //只处理get请求
	        if(debug) printf("method = GET\n");
		
		    //获取url
		    while(isspace(buf[j++]));//跳过白空格
		    i = 0;
		
		    while(!isspace(buf[j]) && (i<sizeof(url)-1))//碰到空格则跳出循环，即读到了完整的URL
            {
			    url[i] = buf[j];//用来存放URL
			    i++;
			    j++;
		    }
		
		    url[i] = '\0';
		
		    if(debug) printf("-----url is: [%s]\n", url);
		
			//继续读取http 头部
		    do
            {
			    len = get_line(client_sock, buf, sizeof(buf));
			    if(debug) printf("read: %s\n", buf);
			
		    }while(len>0);
			
			//***定位服务器本地的html文件***
			
			//处理url 中的问号?，因为有的url是带着问号的，我们这里只取问号前面的作为URL
			{
				char *pos = strchr(url, '?');//查找问号第一次出现的位置
				if(pos)
                {
					*pos = '\0';//将问号的地方换成\0，即字符串结束符,表示此URL到此结束
					printf("-----real url: [%s]\n", url);
				}
			}
			
			sprintf(path, "./html_docs/%s", url);//./html_docs是我们存放html文件的文件夹路径
			if(debug) printf("----path is: [%s]\n", path);
            //do_http_response1(client_sock);
			
			//执行http 响应
			//判断文件是否存在，如果存在就响应200 OK，同时发送相应的html 文件,如果不存在，就响应 404 NOT FOUND.
			if(stat(path, &st)==-1)
            {//文件不存在或是出错
				fprintf(stderr, "stat %s failed. reason: %s\n", path, strerror(errno));
			    not_found(client_sock);
			}
            else 
            {   //文件存在
			
			    if(S_ISDIR(st.st_mode))//S_ISDIR用来判断st是否是一个目录
                {
					strcat(path, "/index.html");//在path的字符串后面加上/index.html
				}
				
				do_http_response(client_sock, path);
				
			}
				
	
	    }
        else 
        {//非get请求, 读取http 头部，并响应客户端 501 	Method Not Implemented
			fprintf(stderr, "warning! other request [%s]\n", method);
			do{
			    len = get_line(client_sock, buf, sizeof(buf));
			    if(debug) printf("read: %s\n", buf);
			
		    }while(len>0);
			
			//unimplemented(client_sock);   //在响应时再实现
			
		}
		
			
		
	}else {//请求格式有问题，出错处理
		//bad_request(client_sock);   //在响应时再实现
	}
	
	
	
	
	
}

/*响应http的函数*/
void do_http_response(int client_sock, const char *path)
{
	int ret = 0;
	FILE *resource = NULL;
	
	resource = fopen(path, "r");
	
	if(resource == NULL){
		not_found(client_sock);
		return ;
	}
	
	//1.发送http 头部
	ret = headers(client_sock, resource);
	
	//2.发送http body .
	if(!ret){
	    cat(client_sock, resource);
	}
	
	fclose(resource);
}

/****************************
 *返回关于响应文件信息的http 头部
 *输入： 
 *     client_sock - 客服端socket 句柄
 *     resource    - 文件的句柄 
 *返回值： 成功返回0 ，失败返回-1
******************************/
int  headers(int client_sock, FILE *resource)
{
	struct stat st;
	int fileid = 0;
	char tmp[64];
	char buf[1024]={0};
	strcpy(buf, "HTTP/1.0 200 OK\r\n");
	strcat(buf, "Server: anchenliang test Server\r\n");
	strcat(buf, "Content-Type: text/html\r\n");
	strcat(buf, "Connection: Close\r\n");
	
	fileid = fileno(resource);//获取该文件的file id
	
	if(fstat(fileid, &st)== -1)//同stat函数类似，查看st文件是否存在，返回-1则说明文件不存在的
    {
		inner_error(client_sock);//发送500的错误码，表示服务器内部出错
		return -1;
	}
	
	snprintf(tmp, 64, "Content-Length: %ld\r\n\r\n", st.st_size);//连续两个回车符和换行符表示这是消息头部的结束了，st.st_size表示的是st文件的长度
	strcat(buf, tmp);
	
	if(debug) fprintf(stdout, "header: %s\n", buf);
	
	if(send(client_sock, buf, strlen(buf), 0) < 0)//send函数表示向socket函数发送消息，返回值小于0表示发送失败了
    {
		fprintf(stderr, "send failed. data: %s, reason: %s\n", buf, strerror(errno));
		return -1;
	}
	
	return 0;
}

/****************************
 *说明：实现将html文件的内容按行
        读取并送给客户端
 ****************************/
void cat(int client_sock, FILE *resource)
{
	char buf[1024];
	
    fgets(buf, sizeof(buf), resource);//将resource文件中的内容读到buf中，fgets函数每次读取一行
	
	while(!feof(resource))//feof用来判断resource文件是否读到尾部了，文件结束返回非0，文件未结束返回0
    {
		int len = write(client_sock, buf, strlen(buf));//将buf的内容写进socket，即发送这一行内容
		
		if(len<0){//发送body 的过程中出现问题,怎么办？1.重试？ 2.
			fprintf(stderr, "send body error. reason: %s\n", strerror(errno));
			break;
		}
		
		if(debug) fprintf(stdout, "%s", buf);
		fgets(buf, sizeof(buf), resource);
		
	}
}


void do_http_response1(int client_sock)
{
    const char *main_header = "HTTP/1.0 200 OK\r\nServer: http Server\r\nContent-Type: text/html\r\nConnection: Close\r\n";


    const char * welcome_content = "\
\n\
\n\
\n\
This is a test\n\
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    \n\



    \n\

    大家好，欢迎学习网络编程


    \n\

    \n\
尊姓大名: \n\

    芳龄几何: \n\



    \n\
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"    ;

	//1. 发送main_header
	int len = write(client_sock, main_header, strlen(main_header));
	
	if(debug) fprintf(stdout, "... do_http_response...\n");
    if(debug) fprintf(stdout, "write[%d]: %s", len, main_header);
	
	//2. 生成Content-Length 
	char send_buf[64];
	int wc_len = strlen(welcome_content);
	len = snprintf(send_buf, 64, "Content-Length: %d\r\n\r\n", wc_len);//两个回车换行符，表示结束
	len = write(client_sock, send_buf, len);//发送Content-Length
	
	if(debug) fprintf(stdout, "write[%d]: %s", len, send_buf);
	
	len = write(client_sock, welcome_content, wc_len);
	if(debug) fprintf(stdout, "write[%d]: %s", len, welcome_content);


}



//读取请求行：返回值： -1 表示读取出错， 等于0表示读到一个空行， 大于0 表示成功读取一行
int get_line(int sock, char *buf, int size)
{
	int count = 0;//计数器，用来对当前已经读取的字符数进行计数
	char ch = '\0';//字符串结束符
	int len = 0;
	
	//当前读取的字符数小于传入的字符数size-1，且ch不是换行符时
	while( (count<size - 1) && ch!='\n'){
		len = read(sock, &ch, 1);//将sock里的数据读到ch中，每次读1个字符；当返回值len为1时，说明返回的是1，即读取成功
		
		if(len == 1)
        {
			if(ch == '\r')//如果读到的是回车符，则continue，进行下一次循环
            {
				continue;
			}else if(ch == '\n')//如果读到的是换行符，说明这一行读完了，break跳出循环
            {
				//buf[count] = '\0';
				break;
			}
			
			//这里处理一般的字符
			buf[count] = ch;
			count++;
			
		}
        else if( len == -1 )
        {//读取出错
			perror("read failed");
			count = -1;
			break;
		}
        else 
        {// read 返回0,客户端关闭sock 连接.
			fprintf(stderr, "client close.\n");
			count = -1;
			break;
		}
	}
	
	if(count >= 0) 
        buf[count] = '\0';//为读取的这一行添加字符串结束符
	
	return count;
}


void not_found(int client_sock)
{
	const char * reply = "HTTP/1.0 404 NOT FOUND\r\n\
Content-Type: text/html\r\n\
\r\n\
\r\n\
\r\n\
\r\n\
NOT FOUND\r\n\
\r\n\
\r\n\
	
    文件不存在！\r\n\
    
    The server could not fulfill your request because the resource specified is unavailable or nonexistent.\r\n\
\r\n\
";

	int len = write(client_sock, reply, strlen(reply));
	if(debug) fprintf(stdout, reply);
	
	if(len <=0){
		fprintf(stderr, "send reply failed. reason: %s\n", strerror(errno));
	}
	
	
}


void inner_error(int client_sock)
{
	const char * reply = "HTTP/1.0 500 Internal Sever Error\r\n\
Content-Type: text/html\r\n\
\r\n\
\r\n\
\r\n\
\r\n\
Inner Error\r\n\
\r\n\
\r\n\
    
    服务器内部出错.\r\n\
\r\n\
";

	int len = write(client_sock, reply, strlen(reply));
	if(debug) fprintf(stdout, reply);
	
	if(len <=0){
		fprintf(stderr, "send reply failed. reason: %s\n", strerror(errno));
	}
}

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    4.2 实现过程

    第一步：将以上代码复制进minihttp.c文件中，编译：gcc minihttp.c -o minihttp
    第二步：新建一个html_dock文件夹，里面放置一个test.html文件。文件内容如下所示：

    


	
	test
	


	
    恭喜，http服务器示例测试成功
    

	



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    第三步：运行minihttp文件，./minihttp
    第四步：在浏览器访问你的ip(或者域名)+test.html，示例：http://anchenliang.com/test.html，结果如下：
    在这里插入图片描述

    附（stat函数）

    作用：
    返回文件的状态信息

    头文件：

    #include 
#include 
#include 

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    函数原型：

    int stat(const char *path, struct stat *buf);
int fstat(int fd, struct stat *buf);
int lstat(const char *path, struct stat *buf);

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    path:
    文件的路径
    buf:
    传入的保存文件状态的指针，用于保存文件的状态
    返回值：
    成功返回0，失败返回-1，设置errno

    struct stat {
               dev_t     st_dev;     /* ID of device containing file */
               ino_t     st_ino;     /* inode number */
               mode_t    st_mode;    /* S_ISREG(st_mode)  是一个普通文件  S_ISDIR(st_mode)  是一个目录*/
               
               nlink_t   st_nlink;   /* number of hard links */
               uid_t     st_uid;     /* user ID of owner */
               gid_t     st_gid;     /* group ID of owner */
               dev_t     st_rdev;    /* device ID (if special file) */
               off_t     st_size;    /* total size, in bytes */
               blksize_t st_blksize; /* blocksize for filesystem I/O */
               blkcnt_t  st_blocks;  /* number of 512B blocks allocated */
               time_t    st_atime;   /* time of last access */
               time_t    st_mtime;   /* time of last modification */
               time_t    st_ctime;   /* time of last status change */
           };

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  • 原文地址：https://blog.csdn.net/AnChenliang_1002/article/details/126533877