从零开始学写HTTP服务器（七）muduo+tinyhttpd

（一）前言

对muduo内嵌的HttpServer进行了稍微的改进，融入了TinyHttpd中对CGI部分内容。

（二）代码

代码上传到了我的github仓库/NearXdu/欢迎交流学习。
支持GET、POST、CGI。

（三）CGI

简单的理解：如果客户请求的是静态数据，则web server直接将数据响应给客户端，如果是动态数据，那么将这个动态页面的请求交个CGI程序处理，不过web server需要配置一些环境变量来告诉CGI程序Method、URL等内容。具体一点的解释：

参考：/q/1010000000256516

首先，CGI是干嘛的？CGI是为了保证web server传递过来的数据是标准格式的，方便CGI程序的编写者。

web server（比如说nginx）只是内容的分发者。比如，如果请求/，那么web server会去文件系统中找到这个文件，发送给浏览器，这里分发的是静态数据。好了，如果现在请求的是/，根据配置文件，nginx知道这个不是静态文件，需要去找PHP解析器来处理，那么他会把这个请求简单处理后交给PHP解析器。Nginx会传哪些数据给PHP解析器呢？url要有吧，查询字符串也得有吧，POST数据也要有，HTTP header不能少吧，好的，CGI就是规定要传哪些数据、以什么样的格式传递给后方处理这个请求的协议。仔细想想，你在PHP代码中使用的用户从哪里来的。

当web server收到/这个请求后，会启动对应的CGI程序，这里就是PHP的解析器。接下来PHP解析器会解析文件，初始化执行环境，然后处理请求，再以规定CGI规定的格式返回处理后的结果，退出进程。web server再把结果返回给浏览器。

好了，CGI是个协议，跟进程什么的没关系。那fastcgi又是什么呢？Fastcgi是用来提高CGI程序性能的。

提高性能，那么CGI程序的性能问题在哪呢？”PHP解析器会解析文件，初始化执行环境”，就是这里了。标准的CGI对每个请求都会执行这些步骤（不闲累啊！启动进程很累的说！），所以处理每个时间的时间会比较长。这明显不合理嘛！那么Fastcgi是怎么做的呢？首先，Fastcgi会先启一个master，解析配置文件，初始化执行环境，然后再启动多个worker。当请求过来时，master会传递给一个worker，然后立即可以接受下一个请求。这样就避免了重复的劳动，效率自然是高。而且当worker不够用时，master可以根据配置预先启动几个worker等着；当然空闲worker太多时，也会停掉一些，这样就提高了性能，也节约了资源。这就是fastcgi的对进程的管理。

那PHP-FPM又是什么呢？是一个实现了Fastcgi的程序，被PHP官方收了。

大家都知道，PHP的解释器是php-cgi。php-cgi只是个CGI程序，他自己本身只能解析请求，返回结果，不会进程管理（皇上，臣妾真的做不到啊！）所以就出现了一些能够调度php-cgi进程的程序，比如说由lighthttpd分离出来的spawn-fcgi。好了PHP-FPM也是这么个东东，在长时间的发展后，逐渐得到了大家的认可（要知道，前几年大家可是抱怨PHP-FPM稳定性太差的），也越来越流行。

好了，最后来回来你的问题。网上有的说，fastcgi是一个协议，php-fpm实现了这个协议

对。

有的说，php-fpm是fastcgi进程的管理器，用来管理fastcgi进程的

对。php-fpm的管理对象是php-cgi。但不能说php-fpm是fastcgi进程的管理器，因为前面说了fastcgi是个协议，似乎没有这么个进程存在，就算存在php-fpm也管理不了他（至少目前是）。有的说，php-fpm是php内核的一个补丁

以前是对的。因为最开始的时候php-fpm没有包含在PHP内核里面，要使用这个功能，需要找到与源码版本相同的php-fpm对内核打补丁，然后再编译。后来PHP内核集成了PHP-FPM之后就方便多了，使用–enalbe-fpm这个编译参数即可。

有的说，修改了配置文件后，没办法平滑重启，所以就诞生了php-fpm

是的，修改之后，php-cgi进程的确是没办法平滑重启的。php-fpm对此的处理机制是新的worker用新的配置，已经存在的worker处理完手上的活就可以歇着了，通过这种机制来平滑过度。

还有的说PHP-CGI是PHP自带的FastCGI管理器，那这样的话干吗又弄个php-fpm出

不对。php-cgi只是解释PHP脚本的程序而已。

（四）TinyHttpd实现CGI

只有500行代码的Http服务器，支持CGI，GET、POST。
CGI脚本有perl编写。
源码下载地址：/projects/tinyhttpd/

主要看TinyHttpd中实现CGI。

void execute_cgi(int client, const char *path,
                 const char *method, const char *query_string)
{
//...
//...

//发送响应头
 sprintf(buf, "HTTP/1.0 200 OK\r\n");
 send(client, buf, strlen(buf), 0);

//创建用于父子进程通信的管道
//需要两个管道，因为管道不是全双工的
 if (pipe(cgi_output) < 0) {
  cannot_execute(client);
  return;
 }
 if (pipe(cgi_input) < 0) {
  cannot_execute(client);
  return;
 }

//创建子进程执行CGI脚本
 if ( (pid = fork()) < 0 ) {
  cannot_execute(client);
  return;
 }
 if (pid == 0)  /* child: CGI script */
 {
  char meth_env[255];
  char query_env[255];
  char length_env[255];

//dup用法见下
  dup2(cgi_output[1], 1);
  dup2(cgi_input[0], 0);
  close(cgi_output[0]);
  close(cgi_input[1]);
  sprintf(meth_env, "REQUEST_METHOD=%s", method);
  putenv(meth_env);//设置环境变量
  if (strcasecmp(method, "GET") == 0) {
   sprintf(query_env, "QUERY_STRING=%s", query_string);
   putenv(query_env);
  }
  else {   /* POST */
   sprintf(length_env, "CONTENT_LENGTH=%d", content_length);
   putenv(length_env);
  }
  execl(path, path, NULL);
  exit(0);
 } else {    /* parent */
// 父进程从管道读取子进程的结果并发送给客户
  close(cgi_output[1]);
  close(cgi_input[0]);
  if (strcasecmp(method, "POST") == 0)
   for (i = 0; i < content_length; i++) {
    recv(client, &c, 1, 0);
    write(cgi_input[1], &c, 1);
   }
  while (read(cgi_output[0], &c, 1) > 0)
   send(client, &c, 1, 0);

  close(cgi_output[0]);
  close(cgi_input[1]);
  waitpid(pid, &status, 0);
 }
}

（五）dup使用

参考：/blog/2159781

dup，dup2，dup3是linux下非常重要的函数，用来实现流的重定向，可以很方便实现一些很有趣的效果
原理：每个进程在内核中有相应的fd记录表，每个fd占用一项。调用dup()后，新产生的newfd与原oldfd
向同一内核文件表项，操作newfd与操作oldfd效果一样，比较常用的应用就是CGI编程。

详细描述见：/GODYCA/archive/2013/01/05/
下面看代码：

int main(int argc,char **argv)
{
    // 打开文件
    int fd = open("",O_CREAT|O_RDWR|O_TRUNC,S_IRUSR|S_IWUSR);
    assert(fd>0);

    // 通过新fd写文件
    read_write(fd);

    // dup实现标准输入重定向到文件 
    print2file(fd);

    // dup2实现标准输入重定向到文件
    print2file1(fd);

    return 0;
}

void read_write(int fd)
{
    // 拷贝fd,返回当前系统最小且没有被使用的fd
    int nfd = dup(fd);
    printf("old:%d new:%d\n",fd,nfd); // 3 4

    char buf[1024];
    memset(buf,'\0',1024);

    int n;

    // 读取控制台输入流，并通过nfd写入文件
    while((n = read(STDIN_FILENO,buf,1024))>0)
    {
        write(nfd,buf,n);
    }
}

void print2file(int fd)
{
    close(STDOUT_FILENO);

    /**
     * 关闭标准输出流，调用dup()后返回的系统最小可用fd,此时nfd=1。此时任何目标为STDOUT_FILENO的I/O操作，如printf()等数据都会流入fd对应的文件，太神奇了。
     * 如果fd为tcp套接字描述符，则会被发送到与客户端连接的socket上，这就是CGI的实现原理。这就能解释CGI程序中大量的printf()语句
     */
    int nfd = dup(fd);

    // 这两条打印语句会被写入文件中
    printf("old:%d new:%d\n",fd,nfd);
    printf("hello world\n");
}

void print2file1(int fd)
{
    /**
     * dup2可以指定拷贝后的newfd,原先的newfd会被关闭
     * dup2(fd,STDOUT_FILENO); 相当于 cose(STDOUT_FILENO); dup(fd); 
     */
    int nfd = dup2(fd,STDOUT_FILENO);
    printf("old:%d new:%d\n",fd,nfd);
    printf("dup2 test\n");
}

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