lighttpd以及socket和WebSocket编程
综述
本文涉及到下图绿色背景部分的内容：
左侧位于Linux下，其中包括lighttpd和socket程序；右侧是WebSocket程序。两者通过网络交互。
本文介绍lighttpd的基本使用方式，并通过编程完成一个socket服务器与浏览器端的WebSocket客户端通信。
lighttpd
首先介绍lighttpd，因为它是后端（socket程序）和前端（WebSocket程序）交互的基础。
lighttpd是一款轻量级的开源Web服务器，跟Apache、Nginx功能差不多，对应的官网http://www.lighttpd.net/。
lighttpd目前只支持Linux，所以这里在虚拟机（安装Ubuntu20.04版本）上编译和使用lighttpd，对应的Linux版本：
jw@ubuntu:~/code/www/html$ uname -a
Linux ubuntu 5.15.0-82-generic #91~20.04.1-Ubuntu SMP Fri Aug 18 16:24:39 UTC 2023 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux
下载lighttpd最新版本，获取到lighttpd-1.4.71.tar.gz。
- 首先解压缩源代码：
jw@ubuntu:~/code$ tar -xzvf lighttpd-1.4.71.tar.gz
- 安装依赖程序：
jw@ubuntu:~/code/lighttpd-1.4.71$ sudo apt install zlib1g-dev libpcre2-dev
- 进入解压缩得到的目录，然后进行configure：
jw@ubuntu:~/code/lighttpd-1.4.71$ ./configure --prefix=/usr/local/lighttpd
- 编译：
jw@ubuntu:~/code/lighttpd-1.4.71$ make
- 安装：
jw@ubuntu:~/code/lighttpd-1.4.71$ sudo make install
安装的位置是/usr/local/lighttpd/：
w@ubuntu:~/code/lighttpd-1.4.71$ ls -al /usr/local/lighttpd/
total 20
drwxr-xr-x 5 root root 4096 Sep 3 07:03 .
drwxr-xr-x 11 root root 4096 Sep 3 07:03 ..
drwxr-xr-x 2 root root 4096 Sep 3 07:03 lib
drwxr-xr-x 2 root root 4096 Sep 3 07:03 sbin
drwxr-xr-x 3 root root 4096 Sep 3 07:03 share
- 进入到lighttpd所在的目录，后续以root进行操作：
root@ubuntu:/usr/local/lighttpd/sbin# ll
total 1992
drwxr-xr-x 2 root root 4096 Sep 3 07:03 ./
drwxr-xr-x 5 root root 4096 Sep 3 07:03 ../
-rwxr-xr-x 1 root root 2004088 Sep 3 07:03 lighttpd*
-rwxr-xr-x 1 root root 23048 Sep 3 07:03 lighttpd-angel*
- 为了使用lighttpd，需要有配置文件，下面是一个最简单的例子（test.conf）：
server.document-root = "/home/jw/code/www/html"
server.port = 80
mimetype.assign = (
".html" => "text/html",
".txt" => "text/plain",
".jpg" => "image/jpeg",
".png" => "image/png"
)
index-file.names = ( "index.html" )
简单说明它们的意义：
server.document-root：指定了Web服务器目录，我们需要在这里放浏览器可以访问的文件，比如html文件。server.port：指定端口，默认非安全的Web服务器端口是80。mimetype.assign：指定支持的文件。index-file.names：指定入口文件。
- 在
server.document-root指定的目录中存放html文件，下面是一个例子（index.html ）：
<html>
<body>
Hello Wolrd!
body>
html>
当通过浏览器登录服务器时，首先访问到的就是这个文件。
启动lighttpd的应用程序的命令如下：
root@ubuntu:/usr/local/lighttpd/sbin# ./lighttpd -D -f test.conf
2023-09-03 07:17:49: (server.c.1909) server started (lighttpd/1.4.71)
启动之后该服务器会持续运行，此时可以查看到网络状态：
root@ubuntu:/usr/local/lighttpd/sbin# netstat -ntlv
Active Internet connections (only servers)
Proto Recv-Q Send-Q Local Address Foreign Address State
tcp 0 0 0.0.0.0:80 0.0.0.0:* LISTEN
tcp 0 0 127.0.0.1:631 0.0.0.0:* LISTEN
tcp 0 0 127.0.0.53:53 0.0.0.0:* LISTEN
tcp6 0 0 ::1:631 :::* LISTEN
这里显示的第一行对应的就是lighttpd服务器，它监听80端口，IP显示全0表示没有限制。
通过浏览器访问lighttpd服务器，输入的IP就是Linux系统的IP，端口可以不写，默认就是80。测试结果如下图所示：
到这里一个简单的lighttpd服务器就已经开启了。
当然这只是一个开始，此时浏览器只能访问lighttpd中的简单html文件，要想要打通后端的socket程序和前端的WebSocket程序，还需要依赖于lighttpd的ws_tunnel插件。为了使lighttpd支持WebSocket，需要修改它的配置，以下是修改之后的test.conf ：
server.modules += (
"mod_wstunnel"
)
server.document-root = "/home/jw/code/www/html"
server.port = 80
mimetype.assign = (
".html" => "text/html",
".txt" => "text/plain",
".jpg" => "image/jpeg",
".png" => "image/png"
)
static-file.exclude-extensions = ( ".fcgi", ".php", ".rb", "~", ".inc" )
index-file.names = ( "index.html" )
$HTTP["url"] =~ "^/websocket.test" {
wstunnel.server = (
"" => ((
"host" => "127.0.0.1",
"port" => "888"
))
)
wstunnel.frame-type = "text"
}
这里的改动有以下的几个：
-
通过
server.modules引入lighttpd插件，在lighttpd中，通过插件的方式可以引入很多新的特性，比如这里的WebSocket（对应插件mod_wstunnel），还有CGI，代理，等等。 -
配置wstunnel，所有的参数可以在Docs ConfigurationOptions - Lighttpd - lighty labs找到，这里的配置主要针对特定格式的WebSocket，其配置有两个：一个是转发的地址和端口，指向了localhost（127.0.0.1）和888端口，注意它们需要跟Linux端的服务器有相同的配置，否则无法转发到指定的处理程序；另一个是WebSocket的数据格式，这里指定的是文本格式。
配置修改之后重新打开lighttpd：
root@ubuntu:/usr/local/lighttpd/sbin# ./lighttpd -D -f test.conf
2023-09-09 22:20:15: (server.c.1909) server started (lighttpd/1.4.71)
socket编程
编写Linux端的服务器程序，下面是一个示例：
#include 这里使用了socket编程，注意socket和前面提到的WebSocket虽然都用来网络通信，但是它们不是同一个东西，关于它们的具体差别涉及到socket和WebSocket的基础，这里不展开。
这个程序的实现很简单，就是将服务器获取到的数据直接返回给发送端。编译和使用该程序：
root@ubuntu:/home/jw/code/www/html# gcc websocket_server.c
root@ubuntu:/home/jw/code/www/html# ./a.out
Socket[3] has bond on port[888] for IP address[127.0.0.1]!
Waiting and accept new client connect...
再次查看网络状态：
root@ubuntu:/usr/local/lighttpd/sbin# netstat -ntlv
Active Internet connections (only servers)
Proto Recv-Q Send-Q Local Address Foreign Address State
tcp 0 0 0.0.0.0:80 0.0.0.0:* LISTEN
tcp 0 0 127.0.0.1:888 0.0.0.0:* LISTEN
tcp 0 0 127.0.0.1:631 0.0.0.0:* LISTEN
tcp 0 0 127.0.0.53:53 0.0.0.0:* LISTEN
tcp6 0 0 ::1:631 :::* LISTEN
可以看到多监听了一个端口888，IP是localhost（127.0.0.1），由于ligtttpd的配置，前端连接过来的特定WebSocket（满足^/websocket.test的格式）就会被本程序处理。
WebSocket程序
本节介绍浏览器端代码的编写。
前面的两步都在Linux系统中（这里使用了虚拟机中的Ubuntu系统），而这里的操作可以在任意的系统中使用，只要存在浏览器，且跟Linux系统可以通过网络通信即可。不过编写的程序还是在Linux系统中，且在lighttpd指定的目录下，其示例代码（index.html）：
<h1>Websocket Testh1>
<pre id="messages" style="height: 400px; overflow: scroll">pre>
<input type="text" id="messageBox" placeholder="Type your message here"
style="display: block; width: 100%; margin-bottom: 10px; padding: 10px;" />
<button id="send" title="Send Message!" style="width: 100%; height: 30px;">Send Messagebutton>
<script>
(function () {
const sendBtn = document.querySelector('#send');
const messages = document.querySelector('#messages');
const messageBox = document.querySelector('#messageBox');
let ws;
function showMessage(message) {
messages.textContent += `\nReceived: ${message}`;
messages.scrollTop = messages.scrollHeight;
messageBox.value = '';
}
function init() {
if (ws) {
ws.onerror = ws.onopen = ws.onclose = null;
ws.close();
}
ws = new WebSocket("ws://" + location.host + "/websocket.test");
ws.onopen = () => {
console.log('Connection opened!');
}
ws.onmessage = ({ data }) => showMessage(data);
ws.onclose = function () {
console.log('Connectino closed!');
ws = null;
}
}
sendBtn.onclick = function () {
if (!ws) {
showMessage("No WebSocket connection :(");
return;
}
ws.send(messageBox.value);
console.log("Sended: " + messageBox.value);
}
init();
})();
script>
注意这里的：
ws = new WebSocket("ws://" + location.host + "/websocket.test");
location.host对应的是Linux的IP，整个URL满足lighttpd中ws_tunnel的转发要求，所以会被第二步中的程序接收到。
通过浏览器访问location.host对应的地址，执行结果如下：
图中的虚拟机安装有Ubuntu20.04，开启两个进程，上面的是lighttpd作为Web服务器，下面是socket编写的服务器程序；虚拟机外面是浏览器，输入Ubuntu20.04系统的IP即可访问lighttpd，并显示指定目录下的index.html文件，在该界面下输入的内容会被lighttpd传递给服务器程序，而后者打印传递过来的内容然后返回，最后在浏览器显示出来。