• 【九】http服务器开发--高并发的实现http服务器示例

    在上一节【八】http服务器开发–实现一个http服务器中我们已经实现了一个http服务器示例，但是该示例是单线程的；因此本节在上一节的基础上，添加上高并发操作。

    文章目录

    一、什么是并发

    发通常是指同时能并行的处理多个任务。

    举个通俗的例子，如下图所示：
    在这里插入图片描述
    在服务大厅，可以同时为多个客服服务。

    1.1 并发

    同时拥有两个或者多个线程，如果程序在单核处理器上运行，多个线程将交替的换入或者换出内存，这些线程是同时“存在”的。
    每个线程都处于执行过程中的某个状态，如果运行在多核处理器上，此时，程序中的每个线程都将分配到一个处理器核上，因此可以同时运行。

    1.2 高并发

    高并发是互联网分布式系统架构设计中必须考虑的因素之一，它通常是指，通过设计保证系统能够 同时并行处理 很多请求

    1.3 pthread_create函数

    函数功能：
    创建一个新线程，并行的执行任务。

    函数实现：

    #include 
	int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr, void *(*start_routine) (void *), void *arg);

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    **返回值：**
成功：0；	失败：错误号。

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    参数：
    pthread_t：当前Linux中可理解为：typedef unsigned long int pthread_t;

    参数1：传出参数，保存系统为我们分配好的线程ID
参数2：通常传NULL，表示使用线程默认属性。若想使用具体属性也可以修改该参数。
参数3：函数指针，指向线程主函数(线程体)，该函数运行结束，则线程结束。
参数4：线程主函数执行期间所使用的参数。

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    在一个线程中调用pthread_create()创建新的线程后，当前线程从pthread_create()返回继续往下执行，而新的线程所执行的代码由我们传给pthread_create的函数指针start_routine决定。start_routine函数接收一个参数，是通过pthread_create的arg参数传递给它的，该参数的类型为void *，这个指针按什么类型解释由调用者自己定义。start_routine的返回值类型也是void *，这个指针的含义同样由调用者自己定义。start_routine返回时，这个线程就退出了，其它线程可以调用pthread_join得到start_routine的返回值，以后再详细介绍pthread_join。
    pthread_create成功返回后，新创建的线程的id被填写到thread参数所指向的内存单元。
    attr参数表示线程属性，本节不深入讨论线程属性，所有代码例子都传NULL给attr参数，表示线程属性取缺省值。

    二、完整代码和实现过程

    2.1 完整代码

    #include 
#include 
#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(void *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);//404 
void unimplemented(int client_sock);//500
void bad_request(int client_sock); //400
void inner_error(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];
		pthread_t id;
		int* pclient_sock = NULL;

        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);
		
		//启动线程处理http 请求
		pclient_sock = (int *)malloc(sizeof(int));
		*pclient_sock = client_sock;
		
		pthread_create(&id, NULL, do_http_request, (void *)pclient_sock);
		
		//close(client_sock);

    }
    close(sock);
    return 0;
}


void* do_http_request(void* pclient_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];
	int client_sock = *(int *)pclient_sock;
	
	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("--in 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
		{
			method[i] = buf[j];//用来存放请求方法，是get还是post
			i++;
			j++;
			printf("i is %d,j is %d\n",i,j);
		}
		//printf("i is %d,j is %d\n",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
			//printf("i is %d,j is %d\n",i,j);
		    while(isspace(buf[j++]));//当buf[j++]为空格时，则跳过白空格，一直循环，直到遇到不是空格的，往下走
			{
				printf("buf[%d] is %c\n",j,buf[j]);
				i = 0;
			}

			printf("i is %d,j is %d\n",i,j);
			//printf("sizeof(url) is %d\n",sizeof(url));
		    while(!isspace(buf[j]) && (i
			{
			    url[i] = buf[j];//用来存放URL
			    i++;
			    j++;
				//printf("11111\n");
				//printf("url is [%s]\n",url);				
		    }
		
		    url[i] = '\0';
		
		    if(debug) printf("----url: [%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: %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))//S_ISDIR用来判断st是否是一个目录
				{
					strcat(path, "/index.html");//如果是一个目录，则在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);   //请求未实现
			
		}	
	}else {//请求格式有问题，出错处理
		bad_request(client_sock);   //在响应时再实现
	}
	
	close(client_sock);
	if(pclient_sock) free(pclient_sock);//释放动态分配的内存
	
	return NULL;
}


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: Martin 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: Martin Server\r\nContent-Type: text/html\r\nConnection: Close\r\n";


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

    \n\



    \n\

    大家好，欢迎学习网络编程知识


    \n\

    \n\
尊姓大名: \n\

    芳龄几何: \n\



    \n\
\n\

    \n\

    \n\
\n\
"    ;

	//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{
		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 unimplemented(int client_sock){
	const char * reply = "HTTP/1.0 501 Method Not Implemented\r\n\
Content-Type: text/html\r\n\
\r\n\
\r\n\
\r\n\
Method Not Implemented\r\n\
\r\n\
\r\n\
    
    HTTP request method not supported.\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 bad_request(client_sock){
    const char * reply = "HTTP/1.0 400 BAD REQUEST\r\n\
Content-Type: text/html\r\n\
\r\n\
\r\n\
\r\n\
BAD REQUEST\r\n\
\r\n\
\r\n\
    
    Your browser sent a bad request！\r\n\
\r\n\
";

    int len = write(client_sock, reply, strlen(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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    2.2 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 -lpthread -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

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  • 原文地址：https://blog.csdn.net/AnChenliang_1002/article/details/126593137