基于HTTP协议实现的自主web服务器

1. 为什么要做这个项目？？
   我想从服务器后台开发角度深入了解一个简单的http服务器的运行原理，并从本质上理解http协议的特征，掌握该协议的定制过程。

2. 什么是http服务器？？
   通过浏览器（客户端）对服务器的访问，连接远程的http服务器，服务器通过分析http请求，构建http响应，将解析出来的数据返回给客户端，从外在表现就是得到一个相对应的web页面。

做这个项目我们最终达成的目标：

• 实现一个基于HTTP/1.0的web服务器，客户端能使用GET、POST方法访问相应资源
• 服务器通过读取请求，分析请求并处理请求，最终能够返回相应的资源，并能够进行差错处理（如若访问资源不存在，服务器返回一个404页面）
• 服务器能进行简单的cgi运行。（如：客户在表单输入数据后，服务器能将运行结果返回给客户）

一、基础知识

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。它本身位于应用层，底层基于TCP协议通信。
• 工作流程：客户通过浏览器向服务器发送文档请求，浏览器将请求的资源回应给浏览器，然后关闭连接。即：连接->请求->响应->关闭连接。
• 基本特征：无连接 、无状态 、简单快速 。
• URL（统一资源定位符）、URI(统一资源标识符)
  平时我们所说的“网址”，指的就是URL,是用来定位互联网上的资源的，通常以路径的形式展现（资源所处的路径）。
  URL是 URI 的子集。任何东西，只要能够唯一地标识出来，都可以说这个标识是 URI 。如果这个标识是一个可获取到上述对象的路径，那么同时它也可以是一个 URL ；但如果这个标识不提供获取到对象的路径，那么它就必然不是 URL 。
  
• GET与POST方法
  GET方法使用带参数的URL，参数通过URL传递；POST方法使用不带参数的URL，参数通过正文传递。

HTTP请求与响应

具体请求：

具体响应：

二、服务器的基本实现思路

1. http是基于TCP通信的，因此需要熟悉基于TCP的基本套接字编程，用于实现跨网络不主机间通信。
2. 保证两个主机通信后接着就是处理逻辑了，当服务器收到http请求后，根据请求的基本结构，分析请求，请求方法得重视（因为web服务器需要支持cgi模式，我们的服务器项目中只处理GET和POST方法）。
3. 方法确定后，应当分析请求的URI，我们需要根据URI找到相应的资源，予以返还（注意URI中参数的提取，GET方法携带参数就是在URI当中）。
4. 判断资源是否存在，不存在直接返回404页面，如果存在，判断该资源是一个目录（目录需要拼接一个默认的index.html）、普通文件、还是一个可执行程序。
   非cgi模式 ：如果是GET方法且不带参数就是非cgi模式，直接将资源返回；否则就是cgi模式运行(GET方法带参，POST方法)。
   http下的cgi
   
   上面的图描述运行cgi的基本过程，首先从浏览器读取参数，然后创建出一个子进程，进行cgi处理，根据cgi标准GET方法通过环境变量的方式进行传参，POST方法通过管道进行传参，父进程将参数传给子进程，子进程运行完成将结果交给父进程，父进程输出给浏览器。在这个过程中父进程只是“ 中转站 ”的工作，因此子进程将标准输入标准输出进行重定向，宏观上看是子进程直接与浏览器关联。
   下面来看一下具体父子进程都干了哪些工作：
   

三、差错处理

当请求页面不存在时，服务器给客户端返回一个404页面，告知客户端资源不存在！！

四、项目文件

cgi： 运行cgi部分的代码。
ctrl.sh：服务器控制脚本，用于实现服务器的启动，暂停，重启和状态查看。
HttpServer.hpp：具体服务器的实现细节的封装。
Log.hpp：日志信息，边写边观察，具体理解协议细节，还有助于后面调试。
main.cc：服务器的主逻辑
Protocol.hpp：具体协议细节的处理，封装三个大类，Request(对读上来的请求做分析)、Response(构建响应)、Endpoint(桥接请求与响应)。
Sock.hpp：对基本套接字的封装
tags文件：用命令ctags -R 生成，用于实现过程中文件间的跳转
ThreadPool.hpp：线程池的封装
Util.hpp：实现过程中基本工具的封装（如：读取请求的方法）
wwwroot：本服务器的web根目录

五、项目成果

请求资源：

通过表单提交参数，运行cgi后的结果：

六、项目源码

点击这里

七、项目的扩展与不足

1. 可以将请求方法，状态码多样化，本服务器有点单一。
2. 在业务处理方面可以进行扩展，由于本人没有学过前端页面，所以对cgi程序执行后返回的页面没法优化。