项目总结-自主HTTP实现

终于是写完了,花费了2周时间,一点一点看,还没有扩展,但是基本功能是已经实现了。利用的是Tcp为网络链接,在其上面又写了http的壳。没有使用epoll,多路转接难度比较高,以后有机会再写,使用了多线程来对每一个链接请求做工作,每次处理一个工作后,响应结束后,服务器主动关闭对端链接,做到短链接,防止服务器链接过载宕机,主要是我的云服务器是学习用的,硬件就摆在哪里,过多的链接会导致我服务器崩溃,这是没有办法的呀。

项目我采用技术有:

  • 线程池
  • 定向对象池
  • TCP/IP
  • HTTP协议解析
  • 生产消费者模型(线程池基于我们的方便)
  • CGI模式
  • C语言对数据库访问
  • 其他杂七杂八的知识

设计的类有:

  • object类:定向对象内存池,创建和析构对象的用户内存池
  • Sock类:对listen初始化和获取外部链接的一个插件类,为TcpServer做配件。
  • TcpServer类:对于链接的承上启下的,使用哈希桶在用户层管理每个链接的链接状态,为http提供接口,使用Sock类的接口。
  • Connection类:对从Accept取得的外部链接做进一步封装。
  • HttpServer类:使用TcpServer类做的上层管理。也其实是中转站。

  • Log类:写日志的类。

  • HttpRequest类:管理链接发来的数据,解析协议后存放类。

  • HttpResponse类:管理给对端发送的数据,保存协议生成的类。

  • EndPoint类:处理协议的地方,并且并且构建响应,发送http响应报文

  • CallBack类:这是我们处理任务的地方,当任务结束析构该类,也会析构该链接。

  • Task类:构建对象,传递到任务队列中(不论阻塞还是环形)

  • GuardLock类:哨兵锁,我们定义了一个全局的锁,为了单例所使用

  • ThreadPool类:线程池一次性启动一堆线程,循环的方式等待任务队列有东西,有就拿,没就等

执行流程大致为:

  • 前期:我们的服务器启动,单例线程池创建,多条线程开始等待,单例TcpServer生成,Connection池生成,开始listen套接字绑定,开启监听模式,accept开始等待链接。
  • 浏览器->服务器:浏览器构建http报文,并且发送给服务器发起链接请求,在三次握手后,服务器从Sock拿到链接到HttpServer中,使用链接创建Task任务对象,然后将任务放入连接池中的任务队列后中,剩下对接其链接的事情就交给子线程了。然后放入后就继续等待链接了。
  • 线程->协议解析:在等待的线程从任务队列中得到了一个任务,使用任务的回调方法,其实就是Callback的’()‘重载每个任务其实都一样都是调用运算符重载,只是传入的链接不同。CallBack的运算符重载函数中,生成EndPoint对象传入conn链接,EndPoint对象启动对链接的读取,协议解析,构建响应,发送响应。
  • 构建响应:在构建响应的过程中,我们甄别是否为CGI模式请求,根据GET url是否有参数(看看有没有?字符存在),如果是POST模式,我们直接认为是CGI模式的请求。
  1. 非CGI模式:打开其url访问的路径文件,不用读取其路径文件(在我们的磁盘上),然后其实就发送响应了,然后继续响应报文其他部分。
  2. CGI模式:创建2个管道做数据的交互,创建子进程,在程序替换前将子进程的0、1文件描述符dup为管道的读写端文件描述符,如果是GET方法的CGI模式,我们采用环境变量传参传递快,缺点参数不能太长,如果是POST则只能读取数据,然后子进程程序替换,当然在替换前我们还得传个环境变量,其是来帮助我们确定请求方法的,为了POST方法读取参数使用。在CGI程序中处理完毕后构建响应数据通过dup后的文件描述符1,写回父进程,然后关闭,父进程是使用响应报文的body来接收子进程发送给其的处理后的数据。
  3. 其他构建:构建协议状态行这是同一的构建,然后根据状态码,构建协议报头head。
  • 响应发送:响应构建完毕,将响应报文以状态行,报头,空行,实际数据依次发送,在发送最后的数据body的时候,根据是否为CGI模式区分发送模式,是CGI模式,就发送响应中保存的body数据,不是CGI模式,就通过sendfile函数将_fd磁盘中数据直接发送给sock链接中,以内核数据拷贝到内核数据的方式,减少拷贝,body数据不在经过用户层。
  • 发送完毕:发送完毕,EndPoint对象释放,当然也可以为其创建对象池。线程结束任务继续尝试从任务池获取下一个任务。
  • 服务器->浏览器:浏览器得到响应,解析协议,这不是我该处理的活。

项目总结-自主HTTP实现_第1张图片

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