C++ 手写 HTTP 服务器：从请求解析到响应构建

socket → bind → listen → accept ↓ 创建线程 ↓ read → 解析 → write

代码实现思路

1. Socket 封装

为了方便管理，我们封装了一个 Socket 类，处理 socket 创建、绑定、监听和接受连接。

#include <iostream>
#include <string>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <cstring>

enum Err { SocketErr = 1, BindErr, ListenErr };

class Socket {
public:
    Socket() {}
    void Init() {
        sockfd_ = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
        if (sockfd_ < 0) {
            std::cout << "socket fail!!!" << std::endl;
            exit(SocketErr);
        }
    }
    // ... 省略部分辅助函数 ...
    int Accept(uint16_t *client_port, std::string *client_ip) {
        struct sockaddr_in client;
        bzero(&client, sizeof client);
        socklen_t len = sizeof(client);
        int newfd = accept(sockfd_, (struct sockaddr *)&client, &len);
        if (newfd < 0) return -1;
        char ip[64];
        inet_ntop(AF_INET, &client.sin_addr, ip, sizeof ip);
        *client_port = ntohs(client.sin_port);
        *client_ip = ip;
        return newfd;
    }
    ~Socket() { close(sockfd_); }
private:
    int sockfd_;
};

2. 主服务器逻辑

服务器启动后进入循环，接受连接并创建新线程处理请求。

class HttpServer {
public:
    HttpServer(uint16_t port, std::string ip) : port_(port), ip_(ip) {}
    void Init() {
        listenfd_.Init();
        listenfd_.Bind(port_, ip_);
        listenfd_.Listen();
    }
    void start() {
        while (1) {
            uint16_t client_port;
            std::string client_ip;
            int sockfd = listenfd_.Accept(&client_port, &client_ip);
            if (sockfd < 0) continue;
            ThreadData *td = new ThreadData(sockfd, this);
            pthread_t tid;
            pthread_create(&tid, nullptr, ThreadRun, td);
        }
    }
    static void *ThreadRun(void *arg) {
        pthread_detach(pthread_self());
        ThreadData *td = (ThreadData *)arg;
        td->ts_->HttpHandler(td->sockfd_);
        delete td;
        return nullptr;
    }
    // ... 省略构造函数等 ...
};

3. 请求解析与响应构造

这是最关键的部分。我们需要读取缓冲区，按 \r\n 分割请求行，提取 URL，然后查找对应文件。

void HttpHandler(int sockfd) {
    char buffer[1024];
    ssize_t s = read(sockfd, buffer, sizeof buffer - 1);
    std::string request;
    if (s > 0) {
        buffer[s] = 0;
        std::cout << buffer << std::endl;
        request = buffer;
        
        // 分割请求行
        std::vector<std::string> req_header;
        while (!request.empty()) {
            ssize_t pos = request.find("\r\n", 0);
            if (pos == std::string::npos) break;
            std::string line = request.substr(0, pos);
            if (line.empty()) break;
            req_header.push_back(line);
            request.erase(0, pos + 2);
        }

        // 解析首行：Method URL Version
        std::stringstream ss(req_header[0]);
        std::string method, url, http_version;
        ss >> method >> url >> http_version;

        // 拼接文件路径
        std::string path = url;
        if (path == "/" || path == "/index.html") {
            path = "./wwwroot/index.html";
        } else {
            path = "./wwwroot" + url;
        }

        // 读取文件内容
        std::string text = ReadHtmlContent(path);
        std::string response;

        // 构造响应
        if (text == "404") {
            std::string body = "<h1>404 Not Found</h1>";
            response = "HTTP/1.0 404 Not Found\r\n";
            response += "Content-Length: " + std::to_string(body.size()) + "\r\n";
            response += "Content-Type: text/html\r\n";
            response += "\r\n";
            response += body;
        } else {
            response = "HTTP/1.0 200 OK\r\n";
            response += "Content-Length: " + std::to_string(text.size()) + "\r\n";
            response += "Content-Type: text/html\r\n";
            response += "\r\n";
            response += text;
        }
        write(sockfd, response.c_str(), response.size());
    }
    close(sockfd);
}

完整示例文件

index.html

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>index</title>
</head>
<body>
<h1>你是一个好人</h1>
<a href="http://127.0.0.1:8080/a/b/hello.html">下一页</a>
</body>
</html>

hello.html

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>Hello World</title>
</head>
<body>
<h1>祝你幸福</h1>
<a href="http://127.0.0.1:8080/index.html">回到首页</a>
</body>
</html>

GET 与 POST 方法对比

HTTP 中最常用的两种方法是 GET 和 POST，它们的区别主要体现在参数传递的位置上。

GET 方法

GET 请求会将表单参数拼接到 URL 之后。这意味着敏感信息（如密码）会暴露在地址栏中，且 URL 长度有限制。

<form action="http://127.0.0.1:8080/login" method="GET">
    账号：<input type="text" name="user"><br>
    密码：<input type="password" name="pass"><br>
    <input type="submit" value="登录">
</form>

POST 方法

POST 请求将参数放在请求正文（Body）中，URL 保持不变。这种方式更安全，适合传输大量数据或敏感信息。

<form action="http://127.0.0.1:8080/login" method="POST">
    账号：<input type="text" name="user"><br>
    密码：<input type="password" name="pass"><br>
    <input type="submit" value="登录">
</form>

总结

从 TCP 通信基础到手写 HTTP 服务器，我们理清了以下关键点：

1. 请求解析：服务器如何识别请求行、报头和正文。
2. 报文交互：浏览器与服务器之间交换的具体数据结构。
3. 方法差异：GET 与 POST 在参数传递上的本质区别。

HTTP 不再是一个黑盒，它只是遵循特定规则的字符串协议。理解这些底层细节，有助于我们在开发更复杂的网络服务时做出更合理的架构决策。