Linux 网络：理解 Web 路径及实现 Hello World 服务

start

start 函数在服务启动后执行。先初始化，再绑定，然后开启监听。当有请求发来时，listensock_ 与对方建立连接获得 sockfd。拿到 sockfd 后封装起来传给线程执行。

void start() {
    listensock_.InitSocket(); // 初始化 sockfd
    listensock_.Bind(port_);  // 绑定
    listensock_.Listen();     // 监听
    for (;;) {
        string clientip;      // 请求方 IP
        uint16_t clientport;  // 请求方端口
        // 建立连接
        int sockfd = listensock_.Accept(&clientip, &clientport);
        pthread_t tid;
        ThreadData* td = new ThreadData();
        td->sockfd = sockfd;
        pthread_create(&tid, nullptr, ThreadRun, td);
    }
}

ThreadRun

线程执行过程是创建一个缓冲区，从 sockfd 中读取数据到缓冲区当中。

static void* ThreadRun(void* args) {
    pthread_detach(pthread_self()); // 让线程分离
    ThreadData* td = static_cast<ThreadData*>(args);
    char buffer[10240];
    ssize_t n = read(td->sockfd, buffer, sizeof(buffer) - 1);
    if (n > 0) {
        buffer[n] = 0;
        cout << buffer;
    }
    close(td->sockfd);
    delete td;
    return nullptr;
}

全部代码

#ifndef BE0E1813_421A_4BCD_A33B_77432A3CA8D7
#define BE0E1813_421A_4BCD_A33B_77432A3CA8D7
#include <iostream>
#include "Socket.hpp"
#include "Log.hpp"
#include <pthread.h>
#include <sstream>
#include <vector>
#include <fstream>

using namespace std;

// 创建端口号
static const int defaultport = 8080;
const string wwwroot = "./wwwroot"; // 定义 web 根目录为当前目录下的 wwwroot
const string sep = "\r\n";
const string homepage = "index.html";

class HttpServer;

struct ThreadData {
    ThreadData(int sock) : sockfd(sock) {}
    int sockfd;
};

// 请求类
class Request {
public:
    void Deserialize(string req) {
        string tmp;
        int pos = 0;
        while (true) {
            pos = req.find(sep);
            if (pos == string::npos) break;
            string temp = req.substr(0, pos);
            if (temp.empty()) break;
            req_header.push_back(temp);
            req.erase(0, pos + sep.size());
        }
        parse();
        text = req;
        DebugPrint();
    }

    void DebugPrint() {
        cout << "------------------------------------------------------------" << endl;
        for (auto& e : req_header) {
            cout << e << endl << endl;
        }
        cout << method << endl << url << endl << http_version << endl << path << endl;
        cout << text << endl;
    }

    void parse() {
        stringstream ss(req_header[0]);
        ss >> method >> url >> http_version;
        path = wwwroot;
        if (url == "/" || url == "/index.html") {
            path += "/";
            path += homepage;
        } else {
            path += url;
        }
    }

public:
    vector<string> req_header; // 请求行
    string text;               // 请求正文
    string method;
    string url;
    string http_version;
    string path;
};

class HttpServer {
public:
    HttpServer(uint16_t port = defaultport) : port_(port) {}

    static string ReadWebContent(string str) {
        ifstream in(str);
        if (!in.is_open()) return "404";
        string content;
        string line;
        while (getline(in, line)) {
            content += line;
        }
        in.close();
        return content;
    }

    static void HandlerHttp(int sockfd) {
        char buffer[10240];
        ssize_t n = recv(sockfd, buffer, sizeof(buffer) - 1, 0);
        if (n > 0) {
            buffer[n] = 0;
            Request req;
            req.Deserialize(buffer);
            req.DebugPrint();

            string text = ReadWebContent(req.path);
            string response_line = "HTTP/1.0 200 OK\r\n";
            string response_header = "Content-Length: ";
            response_header += to_string(text.size());
            response_header += "\r\n";
            string blank_line = "\r\n";

            string response;
            response += response_line;
            response += response_header;
            response += blank_line;
            response += text;

            send(sockfd, response.c_str(), response.size(), 0);
        }
        close(sockfd);
    }

    static void* ThreadRun(void* args) {
        pthread_detach(pthread_self());
        ThreadData* td = static_cast<ThreadData*>(args);
        HandlerHttp(td->sockfd);
        delete td;
        return nullptr;
    }

    void start() {
        listensock_.InitSocket();
        listensock_.Bind(port_);
        listensock_.Listen();
        for (;;) {
            string clientip;
            uint16_t clientport;
            int sockfd = listensock_.Accept(&clientip, &clientport);
            pthread_t tid;
            ThreadData* td = new ThreadData(sockfd);
            td->sockfd = sockfd;
            pthread_create(&tid, nullptr, ThreadRun, td);
        }
    }

    ~HttpServer() {};

private:
    Socket listensock_;
    uint16_t port_;
};

#endif /* BE0E1813_421A_4BCD_A33B_77432A3CA8D7 */

运行结果

启动服务后，打开浏览器输入服务器 IP 和端口号，即可请求到服务。

这说明浏览器确实能够访问到创建的 HTTP 服务。在获得的 User-Agent 信息中，可以看到请求到服务器的机器信息。

响应书写

可以将响应单独封装起来：

static void HandlerHttp(int sockfd) {
    char buffer[10240];
    ssize_t n = recv(sockfd, buffer, sizeof(buffer) - 1, 0);
    if (n > 0) {
        buffer[n] = 0;
        cout << buffer;

        string text = "hello world";
        string response_line = "HTTP/1.0 200 OK\r\n";
        string response_header = "Content-Length: ";
        response_header += to_string(text.size());
        response_header += "\r\n";
        string blank_line = "\r\n";

        string response;
        response += response_line;
        response += response_header;
        response += blank_line;
        response += text;

        send(sockfd, response.c_str(), response.size(), 0);
    }
    close(sockfd);
}

响应第一行是响应行，下面是多行报头，最后报头和正文部分有空行。

Web 路径

平时使用浏览器访问网页或图片，其实正文可以写一个网页作为响应发送。网页写法涉及 Web 知识点，这里简单使用 Web 语句。

string text = "<html><body>hello world</body></html>";
string text = "<html><body><h3>hello world</h3></body></html>";

访问的资源带有路径，路径的根目录是 Web 根目录。如果只访问 IP+ 端口号，浏览器默认访问 /（Web 根目录）。如果后面加了路径，则称为 Web 路径。

正统的网页应该是一个文件。我们可以定义 Web 根目录为当前目录下的 wwwroot 文件夹：

const string wwwroot = "./wwwroot";

以后网页、图片都放到这个目录下。用户访问网页时，只能以该目录为根节点往下访问。往下访问到的任何一个路径，都叫做 Web 路径。

为了让正文不再是静态代码，而是根据用户请求读取网页，可以使用 read 函数读取文件：

static string ReadWebContent(string path) {
    ifstream in(path);
    if (!in.is_open()) return "404";
    string content;
    string line;
    while (getline(in, line)) {
        content += line;
    }
    in.close();
    return content;
}

路径包含在 URL 的请求行第二个部分。从请求中提取路径，例如 /a/b/c，拼接 wwwroot += /a/b/c，即访问 ./wwwroot/a/b/c。

我们定义了一个请求类 Request 来解析请求：

class Request {
public:
    void Deserialize(string req) {
        // ... 解析逻辑 ...
        parse();
        text = req;
        DebugPrint();
    }
    // ... 其他成员 ...
};

处理请求时，从请求里提取路径。如果用户访问的是根目录 /，需要处理为首页 index.html：

if (url == "/" || url == "/index.html") {
    path += "/";
    path += homepage;
} else {
    path += url;
}

最终运行结果如下：

以上就是本节全部内容。