基于HTTP协议的小型Web服务器——日期计算器

HTTP协议——超文本传输协议：是互联网上应用最广泛的网络协议。它是应用层的协议，底层是基于TCP通信的。

HTTP协议的工作过程：客户通过浏览器向服务器发送文档请求，服务器将请求的资源返回给浏览器，然后关闭连接。即：连接—>请求—>响应—>关闭连接。

通用的HTTP服务器框架

通用——与业务无关                      框架——二次开发

HTTP协议的请求与响应

服务器的特点

• 客户/服务器模式（C/S）
• 简单快速，程序规模小，通信速度快
• 灵活，可以传输任意数据
• 无连接，每次连接只处理一个请求
• 无状态，不会保存之前的请求和响应

服务器的基本流程

启动服务器——>基于TCP的初始化（创建、绑定、监听）；使用线程进入事件循环（创建线程、线程分离）——>进入线程入口——>处理请求过程

处理请求过程

1、解析请求

• 从socket中读取出首行

HTTP请求中的换行符：把未知问题转换成已知问题，将\r和\r\n转换成\n

1.  一个字符一个字符的从socket中读取数据
2. 判定当前字符是不是\r
3. 如果当前字符是\r,就尝试读取下一个字符                                                                                                                                  a)如果下一个字符是\n                                                                                                                                                            b)如果下一个字符不是\n                                                                                                                                                          针对这两种情况，都把当前字符转换成\n
4. 如果当前字符是\n直接结束函数(这一行已经读完了)
5. 如果当前字符是普通字符，直接追加到输出结果中

• 解析首行，获取url和method

首行格式：GET http://www.baidu.com/index.html?aa=10&b=20 HTTP/1.1

• 解析url，获取url_path和query_string

url的格式：/index.html?aa=10&b=20

以？为分隔符，？前面的是url_path，？后面的是query_string

• 解析header，丢弃大部分header，只保留content-Length

2、根据请求计算响应并写回客户端

• 处理静态页面（GET+无参数）

1. 根据url_path获取文件路径：若以“/”结尾的直接追加index.html                                                                                                                                             若不是以“/”结尾的利用文件属性来判断其是否是目录——若是则追加index.html
2. 打开文件，读取文件内容，并将其写入socket中

                  （1）调用open打开文件

                  （2）构造HTTP响应报文（首行、空行），并调用send将构造号的报文发送

                  （3）读文件内容（调用stat获取文件大小）并将其写到socket中

                  （4）关闭文件

• 处理动态页面（GET+参数或POST）

1. 创建一对匿名管道
2. 创建子进程fork
3. 父进程核心流程                                                                                                                                                                         a) 如果是POST请求，把body部分的数据读出来写到管道中，剩下的动态生成页面的过程都交给子进程来完成                     b) 构造HTTP响应中的首行，header，空行                                                                                                                             c) 从管道中读取数据(子进程动态生成的页面)，把这个数据也写到socket中                                                                           d) 进程等待，回收子进程的资源
4. 子进程核心流程                                                                                                                                                                       a) 设置环境变量(METHOD,QUERY_STRING,CONTENT_LENGTH)，如果把上面这几个信息通过管道来告知替换之后的程序，也是完全可行的。但是此处我们要遵守CGI标准，所以必须使用环境变量传递以上信息                                                 b) 把标准输入和标准输出重定向到管道上。此时CGI程序读写标准输入输出就相当于读写管道                                           c) 子进程进行程序替换(需要先找到是哪个CGI可执行程序，然后在使用exec函数进行替换)。替换成功之后，动态页面完全交给CGI程序进行计算生成                                                                                                                                                     d)替换失败的错误处理

3、错误处理：一旦触发错误处理逻辑，就直接返回一个404

• 设置错误页面（首行、空行、提示）
• 调用send将页面发送

缺点：应根据不同的错误原因返回不同的数据段

351 void HandlerRequst(int new_sock)//处理请求
352 {
353     int err_Code = 200;//状态码
354     HttpRequest req;//定义了一个缓冲区
355     memset(&req,0,sizeof(req));//初始化缓冲区
356     //1.解析请求
357     //a) 从socket中读取出首行
358     if(ReadLine(new_sock,req.first_line,sizeof(req.first_line)-1) < 0){
359         //TODO错误处理
360         err_Code = 404;
361         goto END;
362     }
363     printf("first_line:%s\n",req.first_line);//打印日志
364     //b) 解析首行，获取url和method
365     if(ParseFirstLine(req.first_line,&req.method,&req.url) < 0){
366         //TODO错误处理
367         err_Code = 404;
368         goto END;
369     }
370     //c) 解析url，获取url_path和query_string
371     if(ParseUrl(req.url,&req.url_path,&req.query_string) < 0){
372         //TODO错误处理
373         err_Code = 404;
374         goto END;
375     }
376     //d) 解析header，丢弃大部分header，只保留content-Length
377     if(ParseHeader(new_sock,&req.content_length)){
378         //TODO错误处理
379         err_Code = 404;
380         goto END;
381     }
382     //2.根据请求计算响应并写回客户端
383     if(strcasecmp(req.method,"GET") == 0 && req.query_string == NULL){//strcasestrcmp忽略大小写的比较
384         //a) 处理静态页面（GET+无参数）
385         err_Code = HandlerStaticFile(new_sock,&req);
386     }else if(strcasecmp(req.method,"GET") == 0 && req.query_string != NULL){
387         //b) 处理动态页面（GET+参数）
388         err_Code = HandlerCGI(new_sock,&req);
389     }else if(strcasecmp(req.method,"POST") == 0){
390         //b) 处理动态页面（POST）
391         err_Code = HandlerCGI(new_sock,&req);
392     }else{
393         //TODO错误处理
394         err_Code = 404;
395         goto END;
396     }
397 END:
398     //收尾工作，主动关闭socket，会进入TIME_WAIT(谁主动断开，谁等待)
399     if(err_Code != 200){
400         Handler404(new_sock);
401     }
402     close(new_sock);//如果不关闭，文件描述符泄漏    
403 }

服务器的测试——天数计算器

• 利用HTML表单设置输入的界面

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  7         起始时间:

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 10         结束时间:

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• 先获取参数（方法、query_string、body）放入buf中

1. 先从环境变量中获取到方法
2. 如果是 GET 方法，就是直接从环境变量中获取到QUERY_STRING
3. 如果是POST方法，先通过环境变量获取到 CONTENT_LENGTH ，再从标准输入中读取 body

• 解析buf中的参数
• 根据业务的具体需求，完成计算

1. 判断日期是否合法——>获取当月的天数
2. 计算日期之间间隔的天数

                （1）让日期1大于等于日期2

                （2）让日期2++直到与日期1相等

58 int CalculateDayApart(int year1,int month1,int day1,
 59                       int year2,int month2,int day2)//计算两个日期之间相隔多少天
 60 {
 61     //1.先让year1大于等于year2
 62     if (year1 < year2)
 63     {
 64         int tmp = year1;
 65         year1 = year2;
 66         year2 = tmp;
 67     }
 68     if (month1 < month2){
 69         int tmp = month1;
 70         month1 = month2;
 71         month2 = tmp;
 72     }
 73     if(day1 < day2)
 74     {
 75         int tmp = day1;
 76         day1 = day2;
 77         day2 = tmp;
 78     }
 79     //2.让日期2++直到与日期1相等
 80     int count= 0;
 81     while (year1 == year2 && month1 == month2 && day1 == day2){
 82         int ret = day2 + 1;
 83         if (ret > GetMonthDay(year2, month2)){
 84             int monthday = GetMonthDay(year2, month2);
 85             ret -= monthday;
 86             month2++;
 87             if (month2 == 13){
 88                 month2 = 1;
 89                 year2++;
 90             }
 91         }
 92         day2 = ret;
 93         count++;
 94     }
 95     return count;
 96 }

• 把计算出的结果构造成页面返回给浏览器