Write your own http server author : Kevin Lynx Why write your own? 看这个问题的人证明你知道什么是http server，世界上有很多各种规模的http server，为什么要自己实现一个？其实没什么 理由。我自己问自己，感觉就是在自己娱乐自己，或者说只是练习下网络编程，或者是因为某日我看到某个库宣称自己附带一个小 型的http server时，我不知道是什么东西，于是就想自己去实现一个。 What's httpd ? httpd就是http daemon，这个是类unix系统上的名称，也就是http server。httpd遵循HTTP协议，响应HTTP客户端的request， 然后返回response。 那么，什么是HTTP协议？最简单的例子，就是你的浏览器与网页服务器之间使用的应用层协议。虽然官方文档说HTTP协议可以 建立在任何可靠传输的协议之上，但是就我们所见到的，HTTP还是建立在TCP之上的。 httpd最简单的response是返回静态的HTML页面。在这里我们的目标也只是一个响应静态网页的httpd而已(也许你愿意加入CGI 特性)。 More details about HTTP protocol 在这里有必要讲解HTTP协议的更多细节，因为我们的httpd就是要去解析这个协议。 关于HTTP协议的详细文档，可以参看rfc2616。但事实上对于实现一个简单的响应静态网页的httpd来说，完全没必要读这么一 分冗长的文档。在这里我推荐<HTTP Made Really Easy>，以下内容基本取自于本文档。 - HTTP协议结构 HTTP协议无论是请求报文(request message)还是回应报文(response message)都分为四部分： * 报文头 (initial line ) * 0个或多个header line * 空行(作为header lines的结束) * 可选body HTTP协议是基于行的协议，每一行以 作为分隔符。报文头通常表明报文的类型(例如请求类型)，报文头只占一行；header line 附带一些特殊信息，每一个header line占一行，其格式为name:value，即以分号作为分隔；空行也就是一个 ；可选body通常 包含数据，例如服务器返回的某个静态HTML文件的内容。举个例子，以下是一个很常见的请求报文，你可以截获浏览器发送的数据 包而获得： 1 GET /index.html HTTP/1.1 2 Accept-Language: zh-cn 3 Accept-Encoding: gzip, deflate 4 User-Agent: Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 6.0; Windows NT 5.1; SV1; .NET CLR 2.0.50727; MAXTHON 2.0) 5 Host: localhost 6 Connection: Keep-Alive 7 我为每一行都添加了行号，第1行就是initial line，2-6行是header lines，7行是一个header line的结束符，没有显示出来。 以下是一个回应报文： 1 HTTP/1.1 200 OK 2 Server: klhttpd/0.1.0 3 Content-Type: text/html 4 Content-Length: 67 5 6 <head><head><title>index.html</title></head><body>index.html</body> 第6行就是可选的body，这里是index.html这个文件的内容。 - HTTP request method 因为我们做的事服务器端，所以我们重点对请求报文做说明。首先看initial line，该行包含几个字段，每个字段用空格分开，例 如以上的GET /index.html HTTP/1.1就可以分为三部分：GET、/index.html、HTTP/1.1。其中第一个字段GET就是所谓的request method。它表明请求类型，HTTP有很多method，例如：GET、POST、HEAD等。 就我们的目标而言，我们只需要实现对GET和HEAD做响应即可。 GET是最普遍的method，表示请求一个资源。什么是资源？诸如HTML网页、图片、声音文件等都是资源。顺便提一句，HTTP协议 中为每一个资源设置一个唯一的标识符，就是所谓的URI(更宽泛的URL)。 HEAD与GET一样，不过它不请求资源内容，而是请求资源信息，例如文件长度等信息。 - More detail 继续说说initial line后面的内容： 对应于GET和HEAD两个method，紧接着的字段就是资源名，其实从这里可以看出，也就是文件名(相对于你服务器的资源目录)，例 如这里的/index.html；最后一个字段表明HTTP协议版本号。目前我们只需要支持HTTP1.1和1.0，没有多大的技术差别。 然后是header line。我们并不需要关注每一个header line。我只罗列有用的header line : - Host : 对于HTTP1.1而言，请求报文中必须包含此header，如果没有包含，服务器需要返回bad request错误信息。 - Date : 用于回应报文，用于客户端缓存数据用。 - Content-Type : 用于回应报文，表示回应资源的文件类型，以MIME形式给出。什么是MIME？它们都有自己的格式，例如： text/html, image/jpg, image/gif等。 - Content-Length : 用于回应报文，表示回应资源的文件长度。 body域很简单，你只需要将一个文件全部读入内存，然后附加到回应报文段后发送即可，即使是二进制数据。 - 回应报文 之前提到的一个回应报文例子很典型，我们以其为例讲解。首先是initial line，第一个字段表明HTTP协议版本，可以直接以请求 报文为准(即请求报文版本是多少这里就是多少)；第二个字段是一个status code，也就是回应状态，相当于请求结果，请求结果 被HTTP官方事先定义，例如200表示成功、404表示资源不存在等；最后一个字段为status code的可读字符串，你随便给吧。 回应报文中最好跟上Content-Type、Content-Length等header。 具体实现 正式写代码之前我希望你能明白HTTP协议的这种请求/回应模式，即客户端发出一个请求，然后服务器端回应该请求。然后继续 这个过程(HTTP1.1是长连接模式，而HTTP1.0是短连接，当服务器端返回第一个请求时，连接就断开了)。 这里，我们无论客户端，例如浏览器，发出什么样的请求，请求什么资源，我们都回应相同的数据： /* 阻塞地接受一个客户端连接 */ SOCKET con = accept( s, 0, 0 ); /* recv request */ char request[1024] = { 0 }; ret = recv( con, request, sizeof( request ), 0 ); printf( request ); /* whatever we recv, we send 200 response */ { char content[] = "<head><head><title>index.html</title></head><body>index.html</body>"; char response[512]; sprintf( response, "HTTP/1.1 200 OK Content-Type: text/html Content-Length: %d %s", strlen( content ), content ); ret = send( con, response, strlen( response ), 0 ); } closesocket( con ); 程序以最简单的阻塞模式运行，我们可以将重点放在协议的分析上。运行程序，在浏览器里输入http://localhost:8080/index.html ，然后就可以看到浏览器正常显示content中描述的HTML文件。假设程序在8080端口监听。 现在你基本上明白了整个工作过程，我们可以把代码写得更全面一点，例如根据GET的URI来载入对应的文件然后回应给客户端。 其实这个很简单，只需要从initial line里解析出(很一般的字符串解析)URI字段，然后载入对应的文件即可。例如以下函数： void http_response( SOCKET con, const char *request ) { /* get the method */ char *token = strtok( request, " " ); char *uri = strtok( 0, " " ); char file[64]; sprintf( file, ".%s", uri ); { /* load the file content */ FILE *fp = fopen( file, "rb" ); if( fp == 0 ) { /* response 404 status code */ char response[] = "HTTP/1.1 404 NOT FOUND "; send( con, response, strlen( response ), 0 ); } else { /* response the resource */ /* first, load the file */ int file_size ; char *content; char response[1024]; fseek( fp, 0, SEEK_END ); file_size = ftell( fp ); fseek( fp, 0, SEEK_SET ); content = (char*)malloc( file_size + 1 ); fread( content, file_size, 1, fp ); content[file_size] = 0; sprintf( response, "HTTP/1.1 200 OK Content-Type: text/html Content-Length: %d %s", file_size, content ); send( con, response, strlen( response ), 0 ); free( content ); } } } 其他 要将这个简易的httpd做完善，我们还需要注意很多细节。包括：对不支持的method返回501错误；对于HTTP1.1要求有Host这个 header；为了支持客户端cache，需要添加Date header；支持HEAD请求等。 相关下载中我提供了一个完整的httpd library，纯C的代码，在其上加上一层资源载入即可实现一个简单的httpd。在这里我将 对代码做简要的说明： evbuffer.h/buffer.c ： 取自libevent的buffer，用于缓存数据； klhttp-internal.h/klhttp-internal.c ：主要用于处理/解析HTTP请求，以及创建回应报文； klhttp-netbase.h/klhttp-netbase.c ：对socket api的一个简要封装，使用select模型； klhttp.h/klhttp.c ：库的最上层，应用层主要与该层交互，这一层主要集合internal和netbase。 test_klhttp.c ：一个测试例子。