标准C语言编写WebSever完成HTTP请求

服务器架构

目标架构

以 nginx 的思想来考虑本服务器架构，初步考虑如下图：

当然 php 进程也可以替换为其他的脚本语言，可以更改源码中的 command 变量实现。

服务器有一个 master 进程，其有多个子进程为 worker 进程，master 进程受理客户端的请求，然后分发给 worker 进程，worker 进程处理 http 头信息后将参数传递给 php 进程处理后，将结果返回到上层，再响应给客户端。

也考虑过使用 php-fpm 的 worker 进程池方式，那样的话 php-fpm 进程也要仿写了，目前还不熟悉其内部构造，如果可以简单化，自然向其靠拢。目前对 PHP 的 SAPI 接口不熟，了解一下再考虑。

当前状态

当前状态的服务器还极其简单，总结下来有以下地方待优化：

• 当前还是单进程，需要改成多进程，最终为 worker 进程池方式；
• 优化 socket IO 模型，考虑 epoll、事件驱动方式；
• 只支持 HTTP GET 请求方法，未进行太多的异常处理来定义 http 状态码；
• 与 php 进程的交互方式，考虑如 nginx 使用 unix domain socket 方式。
• 协议目前只考虑了 http，后续会考虑一些基于 TCP 的协议；

虽然简单，但服务器已经有基本的功能了：

它监听本地地址的 8080 端口，将接收到的 http 头中的 path 信息提出出来交给 php 进程，php 进程将参数信息处理后返回给服务器，服务器拼装 http 响应信息再将结果返回给客户端。

下面介绍各个功能的实现：

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功能实现

socket系列方法

在介绍函数之间先用一张图来介绍一次 http 请求中客户端与服务器之间的交互：

如图：服务器创建要进行：

1. 调用 socket() 创建一个连接；int socket(int domain, int type, int protocol);
2. 调用 bind() 给套接字命名，绑定端口；int bind( int socket, const struct sockaddr *address, size_t address_len);
3. 调用 listen() 监听此套接字；int listen(int socket, int backlog);
4. 调用 accept() 接受客户端的连接；int accept(int socket, struct sockaddr *address, size_t *address_len);
5. 调用 recv() 接收客户端的信息；int recv(int s, void *buf, int len, unsigned int flags);
6. 调用 send() 将响应信息发送给客户端；int send(int s, const void * msg, int len, unsigned int falgs);

socket 间的接收和发送信息在 C 中有几个系列：write() / read() 、send() / recv() 、sendto() / recvfrom()、 sendmsg() / recvmsg(),可以自行选用。

另外函数参数释义和要点，都被我注释在代码中了，感兴趣的可以拉下来看一下，这些在网上也多有介绍，这里不再赘述。

文件发送

在传统的文件传输里面（read/write方式），在实现上其实是比较复杂的，需要经过多次上下文的切换，我们看一下如下两行代码：

read(file, tmp_buf, len);
write(socket, tmp_buf, len);

以上两行代码是传统的read/write方式进行文件到socket的传输。

当需要对一个文件进行传输的时候，其具体流程细节如下：

• 调用read函数，文件数据被copy到内核缓冲区
• read函数返回，文件数据从内核缓冲区copy到用户缓冲区
• write函数调用，将文件数据从用户缓冲区copy到内核与socket相关的缓冲区。
• 数据从socket缓冲区copy到相关协议引擎。

以上细节是传统read/write方式进行网络文件传输的方式，我们可以看到，在这个过程当中，文件数据实际上是经过了四次copy操作：

硬盘—>内核buf—>用户buf—>socket相关缓冲区—>协议引擎

而sendfile系统调用则提供了一种减少以上多次copy，提升文件传输性能的方法。Sendfile系统调用是在2.1版本内核时引进的：

sendfile(socket, file, len);

运行流程如下：

• sendfile系统调用，文件数据被copy至内核缓冲区
• 再从内核缓冲区copy至内核中socket相关的缓冲区
• 最后再socket相关的缓冲区copy到协议引擎

相较传统read/write方式，2.1版本内核引进的sendfile已经减少了内核缓冲区到user缓冲区，再由user缓冲区到socket相关 缓冲区的文件copy，而在内核版本2.4之后，文件描述符结果被改变，sendfile实现了更简单的方式，系统调用方式仍然一样，细节与2.1版本的 不同之处在于，当文件数据被复制到内核缓冲区时，不再将所有数据copy到socket相关的缓冲区，而是仅仅将记录数据位置和长度相关的数据保存到 socket相关的缓存，而实际数据将由DMA模块直接发送到协议引擎，再次减少了一次copy操作。

最后附上代码

http://download.csdn.net/download/wh1pbf38/10272953