C 实现一个简易的Http服务器 (二)

时间：2022-05-29 12:07:53

正文 - 直接搞起

　　C 实现一个简易的Http服务器

　　很久以前写过一个简易的http服务器, 后面和一个朋友交流, 反思后发现问题不少.在这里简单搞一下.

让其更加简单去表现httpd本质, 弱化协议业务. 方便当httpd入手学习的demo.  ok, 那直接代码走起 ~

Makefile - 编译部分

all:httpd.exe client.exe

httpd.exe : httpd.c

    gcc -g -Wno-unused-result -Wno-int-to-pointer-cast -Wno-pointer-to-int-cast -Wall -O2 -o $@ $^ -lpthread

client.exe : client.c

    gcc -g -Wall -o $@ $^

clean:

    rm -rf *.exe

client.c - 简单的测试客户端

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <string.h>

#include <errno.h>

#include <unistd.h>

#include <sys/types.h>

#include <arpa/inet.h>

#define CERR(fmt, ...) \

    fprintf(stderr, "[%s:%s:%d][errno %d:%s]" fmt "\n",\

        __FILE__, __func__, __LINE__, errno, strerror(errno), ##__VA_ARGS__)

#define CERR_EXIT(fmt,...) \

    CERR(fmt, ##__VA_ARGS__), exit(EXIT_FAILURE)

#define CERR_IF(code) \

    if((code) < ) \

        CERR_EXIT(#code)

//待拼接的字符串

#define _STR_HTTPBEG "GET /index.html HTTP/1.0\r\nUser-Agent: Happy is good.\r\nHost: 127.0.0.1:"

#define _STR_HTTPEND "\r\nConnection: close\r\n\r\n"

// 简单请求一下

int main(int argc, char * argv[]) {

    int sfd;

    int len, port;

    char buf[BUFSIZ];

    struct sockaddr_in saddr = { AF_INET };

    // argc 默认为1 第一个参数 就是 执行程序串

    if((argc != ) || (port = atoi(argv[])) <=  )

        CERR_EXIT("Usage: %s [port]", argv[]);

    // 开始了,就这样了

    CERR_IF(sfd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP));

    saddr.sin_port = htons(port);

    CERR_IF(connect(sfd, (struct sockaddr *)&saddr, sizeof saddr));

    //开始发送请求

    strcpy(buf, _STR_HTTPBEG);

    strcat(buf, argv[]);

    strcat(buf, _STR_HTTPEND);

    write(sfd, buf, strlen(buf));

    //读取所哟内容

    while((len = read(sfd, buf, sizeof buf - )) > 0) {

        buf[len] = '\0';

        printf("%s", buf);

    }

    putchar('\n');    

    close(sfd);

    return EXIT_SUCCESS;

}

httpd.c - 简易http服务器主体

#include <stdio.h>

#include <errno.h>

#include <ctype.h>

#include <stdlib.h>

#include <string.h>

#include <pthread.h>

#include <unistd.h>

#include <sys/stat.h>

#include <sys/wait.h>

#include <sys/types.h>

#include <arpa/inet.h>

#define CERR(fmt, ...) \

    fprintf(stderr, "[%s:%s:%d][errno %d:%s]" fmt "\n",\

        __FILE__, __func__, __LINE__, errno, strerror(errno), ##__VA_ARGS__)

#define CERR_EXIT(fmt,...) \

    CERR(fmt, ##__VA_ARGS__), exit(EXIT_FAILURE)

#define CERR_IF(code) \

    if((code) < ) \

        CERR_EXIT(#code)

//

// getfdline - 读取文件描述符 fd 一行的内容,保存在buf中,返回读取内容长度

// fd        : 文件描述符

// buf        : 保存的内容

// sz        : buf 的大小

// return    : 返回读取的长度

//

int getfdline(int fd, char buf[], int sz);

// 返回400 请求解析失败, 客户端代码错误

void response_400(int cfd);

// 返回404 文件内容, 请求文件没有找见

void response_404(int cfd);

// 返回501 错误, 不支持的请求

void response_501(int cfd);

// 服务器内部错误,无法处理等

void response_500(int cfd);

// 返回200 请求成功 内容, 后面可以加上其它参数,处理文件输出

void response_200(int cfd);

// 服务器返回请求的文件内容

void response_file(int cfd, const char * path);

//

// request_start - 启动一个httpd监听端口, 使用随机端口

// pport     : 输出参数和输出参数, 如果传入NULL, 将不返回自动分配的端口

// return    : 返回启动的文件描述符

//

int request_start(uint16_t * pport);

// 在客户端链接过来, pthread 多线程处理的函数

void * request_accept(void * arg);

//

// request_cgi - 处理客户端的http请求.

// cfd        : 客户端文件描述符

// path        : 请求的文件路径

// type        : 请求类型,默认是POST,其它是GET

// query    : 请求发送的过来的数据, url ? 后面那些数据

// return    : void

//

void request_cgi(int cfd, const char * path, const char * type, const char * query);

//

// 主逻辑,启动服务,可以做成守护进程.

// 具体的实现逻辑, 启动小型玩乐级别的httpd 服务

//

int main(int argc, char * argv[]) {

    uint16_t port = ;

    pthread_attr_t attr;

    int sfd = request_start(&port);

    printf("httpd running on port %u.\n", port);

    // 初始化线程属性

    pthread_attr_init(&attr);

    pthread_attr_setdetachstate(&attr, PTHREAD_CREATE_DETACHED);

    for(;;){

        pthread_t tid;

        int cfd = accept(sfd, NULL, NULL);

        if(cfd < ){

            CERR("accept sfd = %d is error!", sfd);

            break;

        }

        if(pthread_create(&tid, &attr, request_accept, (void *)cfd) < )

            CERR("pthread_create run is error!");

    }

    // 销毁吧, 一切都结束了

    pthread_attr_destroy(&attr);

    close(sfd);

    return EXIT_SUCCESS;

}

int

getfdline(int fd, char buf[], int sz) {

    char c, * tp = buf;

    --sz;

    while((tp-buf)<sz){

        if(read(fd, &c, ) <= ) //伪造结束条件

            break;

        if(c == '\r'){ //全部以\r分割

            if(recv(fd, &c, , MSG_PEEK)> && c == '\n')

                read(fd, &c, );

            else //意外的结束,填充 \n 结束读取

                *tp++ = '\n';

            break;

        }

        *tp++ = c;

    }

    *tp = '\0';

    return tp - buf;

}

inline void

response_400(int cfd) {

    const char * estr =

    "HTTP/1.0 400 BAD REQUEST\r\n"

    "Server: wz simple httpd 1.0\r\n"

    "Content-Type: text/html\r\n"

    "\r\n"

    "<p>你的请求有问题,请检查语法!</p>\r\n";

    write(cfd, estr, strlen(estr));

}

inline void

response_404(int cfd) {

    const char * estr =

    "HTTP/1.0 404 NOT FOUND\r\n"

    "Server: wz simple httpd 1.0\r\n"

    "Content-Type: text/html\r\n"

    "\r\n"

    "<html>"

    "<head><title>你请求的界面被查水表了!</title></head>\r\n"

    "<body><p>404: 估计是回不来了</p></body>"

    "</html>";

    write(cfd, estr, strlen(estr));

}

inline void

response_501(int cfd) {

    const char * estr =

    "HTTP/1.0 501 Method Not Implemented\r\n"

    "Server: wz simple httpd 1.0\r\n"

    "Content-Type: text/html\r\n"

    "\r\n"

    "<html>"

    "<head><title>小伙子不要乱请求</title></head>\r\n"

    "<body><p>too young too simple, 年轻人别总想弄出个大新闻.</p></body>"

    "</html>";

    write(cfd, estr, strlen(estr));

}

inline void

response_500(int cfd) {

    const char * estr =

    "HTTP/1.0 500 Internal Server Error\r\n"

    "Server: wz simple httpd 1.0\r\n"

    "Content-Type: text/html\r\n"

    "\r\n"

    "<html>"

    "<head><title>Sorry </title></head>\r\n"

    "<body><p>最近有点方了!</p></body>"

    "</html>";

    write(cfd, estr, strlen(estr));

}

inline void

response_200(int cfd) {

    const char * estr =

    "HTTP/1.0 200 OK\r\n"

    "Server: wz simple httpd 1.0\r\n"

    "Content-Type: text/html\r\n"

    "\r\n";

    write(cfd, estr, strlen(estr));

}

void

response_file(int cfd, const char * path) {

    char buf[BUFSIZ];

    FILE * txt = fopen(path, "r");

    // 如果文件解析错误, 给它个404

    if(NULL == txt)

        response_404(cfd);

    else{

        //发送给200的报文头过去, 并发送文件内容过去

        response_200(cfd);

        while(!feof(txt) && fgets(buf, sizeof buf, txt))

            write(cfd, buf, strlen(buf));

        fclose(txt);

    }

}

int

request_start(uint16_t * pport) {

    int sfd;

    struct sockaddr_in saddr = { AF_INET };

    CERR_IF(sfd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP));

    // 监测一下是否要更换端口, 并绑定一下端口信息

    saddr.sin_port = pport && *pport ? htons(*pport) : ;

    CERR_IF(bind(sfd, (struct sockaddr *)&saddr, sizeof saddr));

    if(pport && !*pport) {

        socklen_t clen = sizeof saddr;

        CERR_IF(getsockname(sfd, (struct sockaddr*)&saddr, &clen));

        *pport = ntohs(saddr.sin_port);

    }

    // 开启监听任务

    CERR_IF(listen(sfd, SOMAXCONN));

    return sfd;

}

void *

request_accept(void * arg) {

    char buf[BUFSIZ], path[BUFSIZ >> ], type[BUFSIZ >> ];

    char * lt, * rt, * query = NULL, * nb = buf;

    int iscgi, cfd = (int)arg;

    struct stat st;

    // 请求错误, 直接返回结果

    if(getfdline(cfd, buf, sizeof buf) <= ) {

        response_501(cfd);

        close(cfd);

        return NULL;

    }

    // 合法请求处理

    for(lt = type, rt = nb; !isspace(*rt) && (lt - type) < sizeof type - ; *lt++ = *rt++)

        ;

    *lt = '\0';

    //同样处理合法与否判断, 出错了直接返回错误结果

    if((iscgi = strcasecmp(type, "POST")) && strcasecmp(type, "GET")) {

        response_501(cfd);

        close(cfd);

        return NULL;

    }

    // 在buf中 去掉空字符

    while(*rt && isspace(*rt))

        ++rt;

    // 这里得到路径信息, query url路径拼接

    *path = '.';

    for(lt = path + ; (lt - path) < sizeof path -  && !isspace(*rt); *lt++ = *rt++)

        ;

    *lt = '\0';

    // 单独处理 get 获取 ? 后面数据, 不是 POST那就是 GET

    if(iscgi != ) {

        for(query = path; *query && *query != '?'; ++query)

            ;

        if(*query == '?'){

            iscgi = ;

            *query++ = '\0';

        }

    }

    // type , path 和 query 已经构建好了

    if(stat(path, &st) < ) {

        response_404(cfd);

        close(cfd);

        return NULL;

    }

    // 合法情况, 执行, 写入, 读取权限. 监测是否是 CGI程序

    if ((st.st_mode & S_IXUSR) || (st.st_mode & S_IXGRP) || (st.st_mode & S_IXOTH))

        iscgi = ;

    if(!iscgi)

        response_file(cfd, path);

    else

        request_cgi(cfd, path, type, query);

    close(cfd);

    return NULL;

}

void

request_cgi(int cfd, const char * path, const char * type, const char *  query) {

    pid_t pid;

    char c, buf[BUFSIZ];

    int pocgi[], picgi[];

    int i, contlen = -; // 报文长度

    if(strcasecmp(type, "POST") == ){

        while(getfdline(cfd, buf, sizeof buf) >  && strcmp("\n", buf)){

            buf[] = '\0';

            if(!strcasecmp(buf, "Content-Length:"))

                contlen = atoi(buf + );

        }

        if(contlen == -) { //错误的报文,直接返回错误结果

            response_400(cfd);

            return;

        }

    }

    else {

        // 读取报文头,就是过滤, 后面就假定是 GET

        while(getfdline(cfd, buf, sizeof buf) >  && strcmp("\n", buf))

            ;

    }

    //这里处理请求内容, 先处理错误信息

    if(pipe(pocgi) < ) {

        response_500(cfd);

        return;

    }

    // 管道 是 0读取, 1写入

    if(pipe(picgi) < ) {

        close(pocgi[]), close(pocgi[]);

        response_500(cfd);

        return;

    }

    if((pid = fork()) < ){

        close(pocgi[]), close(pocgi[]);

        close(picgi[]), close(picgi[]);

        response_500(cfd);

        return;

    }

    // 这里就是多进程处理了, 先处理子进程

    if(pid == ) {

        // dup2 让前者共享后者同样的文件表

        dup2(pocgi[], STDOUT_FILENO); // 标准输出算作 pocgi管道的写入端

        dup2(picgi[], STDIN_FILENO); // 标准输入做为 picgi管道的读取端

        close(pocgi[]);

        close(picgi[]);

        // 添加环境变量, 用于当前会话中

        sprintf(buf, "REQUEST_METHOD=%s", type);

        putenv(buf);

        // 继续凑环境变量串,放到当前会话种

        if(strcasecmp(buf, "POST") == )

            sprintf(buf, "CONTENT_LENGTH=%d", contlen);

        else

            sprintf(buf, "QUERY_STRING=%s", query);

        putenv(buf);

        // 成功的话调到 新的执行体上

        execl(path, path, NULL);

        // 这行代码原本是不用的, 但是防止 execl执行失败, 子进程没有退出.妙招

        exit(EXIT_SUCCESS);

    }

    // 父进程, 随便搞了, 先发送个OK

    write(cfd, "HTTP/1.0 200 OK\r\n", );

    close(pocgi[]);

    close(picgi[]);

    if(strcasecmp(type, "POST") == ){

        // 将数据都写入到 picgi 管道中, 让子进程在 picgi[0]中读取 => STDIN_FILENO

        for(i = ; i < contlen; ++i){

            read(cfd, &c, );

            write(picgi[], &c, );

        }

    }

    //从子进程中 读取数据 发送给客户端, 多线程跨进程阻塞模型

    while(read(pocgi[], &c, ) > )

        write(cfd, &c, );

    close(pocgi[]);

    close(picgi[]);

    //等待子进程结束

    waitpid(pid, NULL, );

}

　　代码精简部分, 方便温故. http 是 tcp 的上层协议. 本质是HTTP文本协议加网络IO处理. 简单点同上面那些.

说复杂那全是没边. 系统开发层面 libcurl 库可以解决http常用客户端请求. 服务器端可以nginx加代理.

后记 - 未来展望

　　错误是难免的欢迎指正, 加打脸.

　　最近做了很多跨平台的工作, 线程, 管道, socket ... 哎总感觉 被风吹乱了头发~(￢_￢)

　　千默  http://music.163.com/#/song?id=35447148

　　

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