兴海北路

---男儿仗剑自横行
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一个多线程web服务器实例(C,Linux,详细的web服务器原理)

系统:fedora core 5
编译器:g++
实现功能:通过http协议,用浏览器查看服务器上的html,htm,jpg,jpeg,gif,png,css文件 ,或者说查看带有jpg,jpeg,gif等文件的网页,即是web~
把代码复制下来到linux里,照着后面的方法编译、运行,就可以看到一个简单的多线程服务器的效果了。

原理:
在浏览器中输入一个网址,回车之后,浏览器会向相应主机的相应端口发送一段报文,如果是http协议的(如平常看到的网页的传输协议),就会发送HTTP请求报文。下面是一个报文的例子:

GET /index.html HTTP/1.1
Host: 127.0.0.1:8848
User-Agent: Mozilla/5.0 (X11; U; Linux i686; zh-CN; rv:1.8.0.1) Gecko/20060313 Fedora/1.5.0.1-9 Firefox/1.5.0.1 pango-text
Accept: text/xml,application/xml,application/xhtml+xml,text/html;q=0.9,text/plain;q=0.8,image/png,*/*;q=0.5
Accept-Language: zh-cn,zh;q=0.5
Accept-Encoding: gzip,deflate
Accept-Charset: gb2312,utf-8;q=0.7,*;q=0.7
Keep-Alive: 300
Connection: keep-alive

我们在服务器端把收到的数据打印出来,可以看到浏览器发过来的就是这个东西。当然,也可以用ethereal等抓包工具来抓获这些报文。关于报文里写的是什么意思,网上有很多资料的,GOOGLE一下就有了。我们只看第一行。

GET表示是要从服务器获取文件,/index.html是文件的路径,这个路径是相对于服务器端程序所在文件夹的路径。如我的服务器端程序放在/home/mio/program/webserver1707/里面,那这个index.html在服务器上的绝对路径就是/home/mio/program/webserver1707/index.html。如果报文里是GET /admin/login.html HTTP/1.1的话,那么login.html文件在服务器端的路径是/home/mio/program/webserver1707/admin/login.html.HTTP/1.1表示的是HTTP协议的版本是1.1.

服务器端程序运行后,一直监听8848端品(0-1023的端口由IANA统一分配和控制的,不要用,最好选大一些的端口号。我原来用了个1234,用不了,还是选大一点好,可以用5460之类的啊~:) ),当监听到客户端发来的请求后,就与客户端建立链接,接收客户端发过来的请求报文。我们如果把这些报文打出来,就可以看到就是与上面请求报文类似的东西了。

下面我们要根据所接受的到的请求报文(GET /index.html HTTP/1.1)来决定放给客户端(即浏览器)什么东西。这里我们看到浏览器要的是index.html这样一个html文本,我们就在相应路径(/home/mio/program/webserver1707/index.html)找到这个文件,不过不要急着发给客户端,我们要先告诉客户端,发过去的是一个html文件,让浏览器做好相应的准备。怎么让浏览器知道呢?我们还是用报文,这个报文叫响应报文。报文由状态行、首部行、实体主体三部分组成。状态行只有一行,它和首部行、首部行的每行之间是没有空行的,但是首部行与实体主体之间有一个空行,表明从这个空行开始,就是你浏览器要的数据了。下面是一个用ethereal抓到的响应报文: 

HTTP/1.1 200 OK
Cache-Control: private
Content-Type: text/html; charset=UTF-8
Content-Encoding: gzip
Server: GWS/2.1
Content-Length: 1851
Date: Sat, 14 Oct 2006 11:33:39 GMT

<html><head><meta http-equiv="content-type" content="text/html; charset=UTF-8"><title>Google</title><style><!--
body,td,a,p,.h{font-family:arial,sans-serif}
.h{font-size:20px}
.q{color:#00c}
--></style>
<script>
<!--
function sf(){document.f.q.focus();}
function clk(url,oi,cad,ct,cd,sg){if(document.images){var e = window.encodeURIComponent ? encodeURIComponent : escape;var u="";var oi_param="";var cad_param="";if (url) u="&url="+e(url.replace(/#.*/,"")).replace(/\+/g,"%2B");if (oi) oi_param="&oi="+e(oi);if (cad) cad_param="&cad="+e(cad);new Image().src="/url?sa=T"+oi_param+cad_param+"&ct="+e(ct)+"&cd="+e(cd)+u+"&ei=E8swRYIOkpKwAvzZ8JkB"+sg;}return true;}
// -->
</script>
</head><body bgcolor=#ffffff text=#000000 link=#0000cc vlink=#551a8b alink=#ff0000 onLoad=sf() topmargin=3 marginheight=3><center><div align=right nowrap style="padding-bottom:4px" width=100%><font size=-1><b>manioster@gmail.com</b>&nbsp;|&nbsp;<a href="/url?sa=p&pref=ig&pval=3&q=http://www.google.com/ig%3Fhl%3Dzh-CN&sig=__1eXNMn0jGllmJ57x74DzjVvy6Vk=" onmousedown="return clk('/url?sa=p&pref=ig&pval=3&q=http://www.google.com/ig%3Fhl%3Dzh-CN&sig=__1eXNMn0jGllmJ57x74DzjVvy6Vk=','promos','hppphou:zh-cn_all','pro','1','&sig2=zclmOmtQiZPPuTCMWUJMZA')">个性化主页</a>&nbsp;|&nbsp;<a href="https://www.google.com/accounts/ManageAccount">我的帐户</a>&nbsp;|&nbsp;<a href="http://www.google.com/accounts/Logout?continue=http://www.google.com/intl/zh-CN/">退出</a></font></div><img src="/intl/zh-CN_ALL/images/logo.gif" width=286 height=110 alt="Google"><br><br>
<form action=/search name=f><script><!--
function qs(el) {if (window.RegExp && window.encodeURIComponent) {var ue=el.href;var qe=encodeURIComponent(document.f.q.value);if(ue.indexOf("q=")!=-1){el.href=ue.replace(new RegExp("q=[^&$]*"),"q="+qe);}else{el.href=ue+"&q="+qe;}}return 1;}
// -->
..........

第一个空行上面的就是“说明”了,下面是html代码。有了说明,浏览器就知道这是什么了,拿到这段数据后,就把这些html标签解释成各种各样的元素,在浏览器上有序地显示出来。浏览器还蛮聪明的,当看到<img src=..>标签,那就会又自己发一个请求报文给服务器,要求得到一个图像文件,请求报文就像:

GET /image/pp.jpg HTTP/1.1
....

这样,服务器端就找到这个.jpg图像,加上"说明"之后发给浏览器,浏览器收到后就显示在对应的位置上。遇到包含css、js...的标签也一样。

如此重复,一个完整的web就会呈现在我们眼前了。

服务器端代码:

/*****************************************************************

  mymultiwebserver.c 

  system:redhat linux Fedora Core 5

  enviroment:g++

  compile command:g++ -g -o mymultiwebserver -lpthread

  date:10/15/2006

  By Manio

 ****************************************************************
*/

#include 
<stdlib.h>

#include 
<sys/types.h>

#include 
<sys/socket.h>

#include 
<sys/stat.h>

#include 
<netinet/in.h>

#include 
<unistd.h>

#include 
<pthread.h>

#include 
<stdio.h>

#include 
<string.h>

#include 
<arpa/inet.h>



#define PORT 8848

#define BACKLOG 5

#define MAXDATASIZE 1000

#define DEBUG 1

void process_cli(int connectfd, sockaddr_in client);

int sendobj(int connectfd,char* serverfilepath);

int IsDIR(char* fpath);

int fileordirExist(char* fpath);

char* getextname(char*);

int writehead(FILE* cfp, char* extname);

void* start_routine(void* arg);

void msg404(int connectfd);



struct ARG {

       
int connfd;

       sockaddr_in client;

       };

       

main()

{

      
int listenfd, connectfd;

      pthread_t thread;         
//id of thread

      ARG 
*arg;            //pass this var to the thread

      
struct sockaddr_in server; //server's address info

      
struct sockaddr_in client; //client's

      
int sin_size;

      

      
//create tcp socket

#ifdef DEBUG

      printf(
"socket.... ");

#endif

      
if ((listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1) {

                    perror(
"creating socket failed.");

                    exit(
1);

      }

      

      
int opt = SO_REUSEADDR;

      setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, 
&opt, sizeof(opt));

      

      bzero(
&server,sizeof(server));

      server.sin_family 
= AF_INET;

      server.sin_port 
= htons(PORT);

      server.sin_addr.s_addr 
= htonl(INADDR_ANY);

      printf(
"bind.... ");

      
if(bind(listenfd,(struct sockaddr *)&server,sizeof(struct sockaddr)) == -1) {

          perror(
"bind error.");

          exit(
1);

      }

      

      printf(
"listen.... ");

      
if(listen(listenfd,BACKLOG) == -1) {

          perror(
"listen() error ");

          exit(
1);

      }



      sin_size 
= sizeof(struct sockaddr_in);

      
while(1)

      {

          
//accept() using main thread

          printf(
"accepting.... ");

          
if((connectfd = accept(listenfd,

                     (
struct sockaddr *)&client,

                     (socklen_t
*)&sin_size)) == -1) {

              printf(
"accept() error ");

          }



          arg 
= new ARG;

          arg
->connfd = connectfd;

          memcpy((
void *)&arg->client, &client, sizeof(client));

        

          
//invoke start_routine to handle this thread

#ifdef DEBUG

          printf(
"thread_creating....");

#endif

          
if(pthread_create(&thread, NULL, start_routine, (void*)arg)){

              perror(
"pthread_create() error");

              exit(
1);

          }          

      }

      close(listenfd);      

}





//handle the request of the client

void process_cli(int connectfd, sockaddr_in client)

{

    
int num;

    
//char recvbuf[MAXDATASIZE], sendbuf[MAXDATASIZE], cli_name[MAXDATASIZE];

    
char requestline[MAXDATASIZE], filepath[MAXDATASIZE], cmd[MAXDATASIZE],extname[MAXDATASIZE];

    
int c;

    FILE 
*fp;

    FILE 
*cfp;

    fp 
= fdopen(connectfd,"r");    

    

#ifdef DEBUG

    printf(
"the host is:%s  ",inet_ntoa(client.sin_addr) );

#endif

    fgets(requestline,MAXDATASIZE,fp);

#ifdef DEBUG

    printf(
" THE REQUEST IS :%s ",requestline);

#endif

    strcpy(filepath,
"./");

    sscanf(requestline,
"%s%s",cmd,filepath+2);

    strcpy(extname, getextname(filepath));

#ifdef DEBUG

    printf(
"cmd:%s filepath:%s extname:%s ",cmd,filepath,extname);

    

    printf(
"string comparing :::::::::::::start::::::::::::::: ");    

#endif

    
if(strcmp(cmd,"GET"== 0){

    
//the command is get

#ifdef DEBUG

        printf(
"cmd(%s)==GET ",cmd);

#endif

        
//is this a file or dir or notexist?

        
if(fileordirExist(filepath)){

        
//is a file or dir or none

            
//is this a dir 

            
if(IsDIR(filepath)){

                
//is a dir

#ifdef DEBUG

                printf(
"%s is a DIR ",filepath);

#endif

                
if( fileordirExist( strcat(filepath,"index.htm") )){

                    sendobj(connectfd,
"index.htm");

                }
else if(fileordirExist(strcat(filepath,"index.html"))){

                    sendobj(connectfd,
"index.htm");

                }
else{

                    msg404(connectfd);

                }

            }
else{

                    
//is a file

#ifdef DEBUG

                    printf(
"%s is a file",filepath);

#endif

                    sendobj(connectfd,filepath);

            }

        }
else{

#ifdef DEBUG

            printf(
"404 ");

#endif

            msg404(connectfd);

        }

    }
else{

#ifdef DEBUG

        printf(
"cmd(%s)!=GET ",cmd);

#endif

    }

#ifdef DEBUG

    printf(
":::::::::::::end::::::::::::::: ");    

#endif

    close(connectfd);

}

//send the 404 error message to the client

void msg404(int connectfd)

{

    
char* msg;

    msg  
= "HTTP/1.0 404 Not Found Content-Type: text/plain 404 not found by Manio";

    send(connectfd,msg,strlen(msg),
0);

}

//is the filepath a file  or directory

int fileordirExist(char* fpath)

{

    
struct stat filestat;

    
return (  stat(fpath,&filestat) != -1);

}



// is the filepath a directory

int IsDIR(char* fpath)

{

#ifdef DEBUG

    printf(
"IN IsDIR ");

#endif

    
struct stat filestat;

    
return ( stat(fpath,&filestat) != -1 && S_ISDIR(filestat.st_mode));

}



//send the data of the file which the client want

int sendobj(int connectfd,char* serverfilepath)

{

    FILE
* sfp,*cfp;

    
int c;

    sfp 
= fopen(serverfilepath,"r");

    cfp 
= fdopen(connectfd,"w");



    writehead(cfp,getextname(serverfilepath));

    
while( (c = getc(sfp)) != EOF)putc(c,cfp);    

    fflush(cfp);

    
return 0;

}

//write the packet header to the client

int writehead(FILE* cfp, char* extname)

{

#ifdef DEBUG

    printf(
"INWRITEHEAD:::::::extname is %s::::::: ",extname);

#endif

    
char* content = "text/plain";

    
if( strcmp(extname,"html"== 0 || strcmp(extname,"htm"== 0)

        content 
= "text/html";

    
else if ( strcmp(extname,"css"== 0 )

        content 
= "text/css";

    
else if ( strcmp(extname,"gif"== 0 )

        content 
= "image/gif";

    
else if ( strcmp(extname,"jpeg"== 0 || strcmp(extname,"jpg"== 0)

        content 
= "image/jpeg";

    
else if ( strcmp(extname,"png"== 0)

        content 
= "image/png";

#ifdef DEBUG

    printf(
"HTTP/1.1 200 OK ");

    printf(
"Content-Type: %s ",content);

#endif

    fprintf(cfp,
"HTTP/1.1 200 OK ");

    fprintf(cfp,
"Content-Type: %s ",content);

    
return 0;

}



//get the extent name of the file

char* getextname(char* filepath)

{

    
char* p;

    
if(( p  =  strrchr(filepath,'.')) != NULL)

               
return p+1;

    
return NULL;           

}



//invoked by pthread_create

void* start_routine(void* arg)

{

    ARG 
*info;

    info 
= (ARG *)arg;

    
//handle client's requirement

    process_cli(info
->connfd, info->client);



    delete arg;

    pthread_exit(NULL);

}

 

运行方法:

在fc5中打开控制台,按下面的方法进行

[root@localhost webserver1707]# ls
admin           header   img        index.htm~
chinaunix.html  header~  index.htm  mymultiwebserver.c
[root@localhost webserver1707]# g++ -g -o mymultiwebserver mymultiwebserver.c -lpthread
mymultiwebserver.c: In function 鈥榲oid* start_routine(void*)鈥?
mymultiwebserver.c:253: 璀﹀憡锛氬垹闄?鈥榲oid*鈥?鏈畾涔?[root@localhost webserver1707]# ./mymultiwebserver socket....
bind....
listen....
accepting....
thread_creating....accepting....
the host is:127.0.0.1
THE REQUEST IS :GET / HTTP/1.1

cmd:GET
filepath:.//
extname://
string comparing
:::::::::::::start:::::::::::::::
cmd(GET)==GET
IN IsDIR
.// is a DIR
INWRITEHEAD:::::::extname is htm:::::::
HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: text/html

thread_creating....accepting....
:::::::::::::end:::::::::::::::
thread_creating....accepting....
the host is:127.0.0.1
THE REQUEST IS :GET /img/sb.jpg HTTP/1.1

cmd:GET
filepath:.//img/sb.jpg
extname:jpg
string comparing
:::::::::::::start:::::::::::::::
cmd(GET)==GET
IN IsDIR
.//img/sb.jpg is a fileINWRITEHEAD:::::::extname is jpg:::::::
HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: image/jpeg

:::::::::::::end:::::::::::::::
the host is:127.0.0.1
THE REQUEST IS :GET /img/gcc.png HTTP/1.1

cmd:GET
filepath:.//img/gcc.png
extname:png
string comparing
:::::::::::::start:::::::::::::::
cmd(GET)==GET
IN IsDIR
.//img/gcc.png is a fileINWRITEHEAD:::::::extname is png:::::::
HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: image/png

:::::::::::::end:::::::::::::::

放一个index.htm文件在此程序所在的文件夹,打开浏览器,在地址栏输入http://127.0.0.1:8848/,就可以看到网页了~

posted on 2008-07-02 09:49 随意门 阅读(4656) 评论(1)  编辑 收藏 引用

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# re: 一个多线程web服务器实例(C,Linux,详细的web服务器原理) 2013-10-01 21:13 OverSeven

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