在iPhone上实现简单Http服务

原文：A simple, extensible HTTP server in Cocoa

原文地址：http://cocoawithlove.com/2009/07/simple-extensible-http-server-in-cocoa.html

http是计算机之间通讯协议的比较简单的一种。在iPhone上，由于没有同步数据和文件共享的APIs，实现iPhone应用程序与PC之间的数据传输的最佳方式就是在程序中嵌入一个http服务器。在这篇帖子理，我将演示如何写一个简单但可以扩展的http服务器。该服务器类也可在Mac下运行。

介绍

示例程序运行效果如下：

程序很简单：你可以编辑和保存一个文本文件（总是保存在同一个文件）。当程序还在运行的时候，它会在8080端口上运行一个http服务。如果你请求”/”路径，它会返回文本文件的内容。其他请求会导致501错误。要想将文本文件从iPhone程序传输到PC，只需在浏览器中输入iPhone的ip地址并加上端口号8080。

HTTPServer类和 HTTPResponseHandler 类

该http服务器涉及两个类：服务器（负责监听连接请求并读取数据，直到http头结束），响应处理（发送响应并从http头以后进行数据读取）。

设计server类和response类的目的是简化其他response类的实现，只需要实现这3个方法：

• canHandleRequest:method:url:headerFields: 指定该response是否会对某个请求进行处理。
• startResponse : 开始进行响应。
• load: — 所有子类都应该实现 +[NSObject load] 方法，并将自己向基类进行注册。

这就是一个最基本的http服务器，但它可以让你很快在程序中集成http通讯的功能。

建立Socket监听

包括http在内的大部分服务器通讯，都要从建立socket监听开始。Cocoa的Sockets可以完全采用BSDsockets代码实现，但使用CoreFoundation 的CFSocket API要容易一些。不幸的是，虽然已经“尽可能大地”简化——但为了打开一个socket，你仍然不得不写大量模式化的代码。

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HTTPServer的start method:

socket = CFSocketCreate(kCFAllocatorDefault, PF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP, 0, NULL, NULL); if (!socket) { [self errorWithName:@"Unable to create socket."]; return; } int reuse = true; int fileDescriptor = CFSocketGetNative(socket); if (setsockopt(fileDescriptor, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, (void *)&reuse, sizeof(int)) != 0) { [self errorWithName:@"Unable to set socket options."]; return; } struct sockaddr_in address; memset(&address, 0, sizeof(address)); address.sin_len = sizeof(address); address.sin_family = AF_INET; address.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); address.sin_port = htons(HTTP_SERVER_PORT); CFDataRef addressData = CFDataCreate(NULL, (const UInt8 *)&address, sizeof(address)); [(id)addressData autorelease]; if (CFSocketSetAddress(socket, addressData) != kCFSocketSuccess) { [self errorWithName:@"Unable to bind socket to address."]; return; }

这么多的代码只是在做一件事情：打开socket，监听来自HTTP_SERVER_PORT（8080端口）的TCP连接。

此外，我使用了SO_REUSEADDR。这是为了重用已经打开的端口（这是因为，如果我们在程序崩溃后立即重新打开程序，经常会导致端口被占用）。

接受请求

socket一旦建立，事情就变得简单了。对于每个监听到的连接通知，我们可以从fileDescriptor 构造一个NSFileHandle 以接受请求。

listeningHandle = [[NSFileHandle alloc] initWithFileDescriptor:fileDescriptor closeOnDealloc:YES]; [[NSNotificationCenter defaultCenter] addObserver:self selector:@selector(receiveIncomingConnectionNotification:) name:NSFileHandleConnectionAcceptedNotification object:nil]; [listeningHandle acceptConnectionInBackgroundAndNotify];

当 receiveIncomingConnectionNotification:方法被调用时,每个新来的请求都会创建一个NSFileHandle. 继续跟踪下去你会发现:

• 对于socket fileDescriptor监听到的新连接请求，从fileDescriptor“手动”创建了一个file handle(listeningHandle) 。
• 1 file handle (listeningHandle) manually created from the socket fileDesriptor to listen on the socket for new connections.
• 对于listeningHandle接收到的每个新连接，会“自动”创建一个file handle。我们会不停地监听这些新的handles（key会记录在inconmingRequests字典中），并记录了每个连接的数据。

现在，我们收到了一个新的自动创建的file handle，我们创建了一个http请求消息CFHTTPMessageRef（用于储存请求数据），并把这些对象存在incomingRequests字典以便下次访问CFHTTPMessageRef。

CFHTTPMessageRef存放并对请求数据进行解析。 ，我们可以调用CFHTTMessageHeaderComplete()函数进行判断，一直到http头完成并产生一个response handler时 。

在HTTPServerreceiveIncomingDataNotification:方法中，我们生成了response handler。

if(CFHTTPMessageIsHeaderComplete(incomingRequest)) { HTTPResponseHandler *handler = [HTTPResponseHandler handlerForRequest:incomingRequest fileHandle:incomingFileHandle server:self]; [responseHandlers addObject:handler]; [self stopReceivingForFileHandle:incomingFileHandle close:NO]; [handler startResponse]; return; }

服务器停止监听连接的同时并不关闭它，因为file handle被传递给HTTPResponseHandler以便HTTP响应能发至相同的file handle。

弹性的响应处理

+[HTTPResponseHandlerhandlerForRequest:fileHandle:server:]方法到底返回哪个子类取决于response的内容。它遍历已注册的handlers数组（以排序），轮询每个handler看哪个愿意处理这个请求。

+ (Class)handlerClassForRequest:(CFHTTPMessageRef)aRequest method:(NSString *)requestMethod url:(NSURL *)requestURL headerFields:(NSDictionary *)requestHeaderFields { for (Class handlerClass in registeredHandlers) { if ([handlerClass canHandleRequest:aRequest method:requestMethod url:requestURL headerFields:requestHeaderFields]) { return handlerClass; } } return nil; }

因此，所有HTTPResponseHandlers都需要向基类进行注册。最简单的方法是在每个子类的+NSObjectload方法中进行注册。

+ (void)load { [HTTPResponseHandler registerHandler:self]; }

在这里，仅有的response handler是AppTextFileResponse。这个类负责处理requestURL等于”/”的请求。

+ (BOOL)canHandleRequest:(CFHTTPMessageRef)aRequest method:(NSString *)requestMethod url:(NSURL *)requestURL headerFields:(NSDictionary *)requestHeaderFields { if ([requestURL.path isEqualToString:@"/"]) { return YES; } return NO; }

随后，AppTextFileResponse在startResponse方法里进行同步响应，把程序保存的文本文件内容写入响应消息里。

- (void)startResponse { NSData *fileData = [NSData dataWithContentsOfFile:[AppTextFileResponse pathForFile]]; CFHTTPMessageRef response = CFHTTPMessageCreateResponse( kCFAllocatorDefault, 200, NULL, kCFHTTPVersion1_1); CFHTTPMessageSetHeaderFieldValue( response, (CFStringRef)@"Content-Type", (CFStringRef)@"text/plain"); CFHTTPMessageSetHeaderFieldValue( response, (CFStringRef)@"Connection", (CFStringRef)@"close"); CFHTTPMessageSetHeaderFieldValue( response, (CFStringRef)@"Content-Length", (CFStringRef)[NSString stringWithFormat:@"%ld", [fileData length]]); CFDataRef headerData = CFHTTPMessageCopySerializedMessage(response); @try { [fileHandle writeData:(NSData *)headerData]; [fileHandle writeData:fileData]; } @catch (NSException *exception) { // Ignore the exception, it normally just means the client // closed the connection from the other end. } @finally { CFRelease(headerData); [server closeHandler:self]; } }

[servercloseHandler:self]; 告诉服务端从当前handlers中移除HTTPResponseHandler。

服务端会调用endResponse移除handler（在关闭连接时——因为handler不支持keep-alive即常连接）。

有待完善之处

最大的任务解析http请求体没有被实现。因为正常的http体解析过程十分复杂。http体的长度在content-length头中指定，但可能不会被指定——因此无法直到http体何时结束。http体还可能是编码的，编码方式有各种各样的：包括chunk, quoted-printable,base64, gzip— 而每一种的处理都完全不同。

我重来没想过实现一种普遍的解决方案。通常要根据你的实际需要而定，你可以在HTTPRequestHandler的receiveIncomingDataNotification:方法中处理请求体。默认，我忽略了http请求头之后的所有数据。

提示：

HTTPRequestHandlerreceiveIncomingDataNotification:方法第一次调用时，Http体的开始字节已经从fileHandle中获得并且添加进了request实例变量中。如果你想获取http体，要么继续读入到request对象中，要么记得把开始的字节加进去。

另外一个没有处理的是常连接keep-alive。这也是在-[HTTPRequestHandler receiveIncomingDataNotification:]方法中处理，那里我已经做了注释。实际上简单的做法是设置每个response的Connection http头，告诉客户端你不处理keep-alive。HttpReseponseHandler不会使用请求中的Content-Type头。如果你想处理这个，你应该在+[HTTPResponseHandler handlerClassForRequest:method:url:headerFields:]方法中进行处理。

最后, 服务器不处理SSL/TLS。因为在本地网络而言数据传输是相对安全的。如果在开放的internet中要提供一个安全链接，在socket这一层需要进行大量的改动。如果安全对你来说很主要，你可能不应该自己实现服务器——可能的话，采用一种成熟的TLSHTTP服务器，并只在客户端进行处理。用Cocoa处理客户端的安全是很容易的——通过CFReadStream和NSURLConnection，它完全是自动的和透明的。

结语

下载： the sample app TextTransfer.zip (45kB) ,包含 HTTPServer 和 HTTPResponseHandler 类。虽然主流的HTTP 服务器都是庞大而复杂的软件，但不意味着它必须是庞大和复杂的— 本文的实现只有两个类，然而也可以进行配置和扩展。

当然，我们的目的不是把它当作一个复杂web服务器使用，它适用于在你的iPhone或Mac程序中作为一个轻量级的数据共享的入口。