Linux下Web服务器开发

学习提示：

1. 在“桌面环境”中动手练习，若环境不流畅可选择WebIDE或字符界面。

2. 在教程下方“课程问答”中提出问题，或“共享桌面”寻求远程帮助。

3. 在教程下方“实验报告”中完成作业，记录心得。公开报告可以获得大家点评。

4. 在“我的代码库”中用GIT提交你的实验代码。

Web服务器

The way to learn a programming language is to write programs.

这门项目训练营最大的价值是实验楼和教师共同提供的教学服务，目的只有一个：让你把项目做出来并完全理解。所以请对自己负责，提出你遇到的任何问题，完成项目，你所花费的时间才有价值！

一、实验说明

欢迎参加C++语言经典项目实战训练营，在四周的时间里我们将一起完成四个小型及中型C++语言项目，涉及到C++语言技术的多方面。为了你能够有所收获，学习过程中务必注意：

进度很重要：必须跟上每周的进度，项目，问答。我们会认真对待每一位参与训练营的同学，请你不要因为困难半途而废。

问答很重要：遇到知识难点请多多提问，这是你的权利更是对自己负责的义务。

实践很重要：完成每周项目，解决项目中出现的一切问题。项目都提供完整的代码，但仅供学习中参考，应按照实验文档的思路自己实现，请勿直接拷贝代码。

实验报告很重要：详细记录你完成项目任务和解决问题的思路。

反馈很重要：请务必将你对课程的建议告诉我们，不同于视频，我们的文档可以很快更新升级以满足你的学习需求。

代码练习说明

实验楼环境使用GCC/G++ 4.8.4 编译环境。C++代码采用C++11标准。编写可以使用vim或gedit，并使用Git进行代码管理，实验报告需要以Markdown格式编写并公开。

这些技术都是很多程序员工作中天天用到的，如果你对其中任何知识不熟悉，可以先学习课程：

Linux基础入门

Vim编辑器

Git与实验楼代码库

Markdown与实验报告

如果需要保存代码到我的代码库，则需要用到git，目前实验楼的代码库可以在实验环境或者你自己的电脑上提交，请务必注意git push时输入的用户名是你登陆实验楼的邮箱（不是你代码库用户名），如果你是第三方登陆的，则需要先更新邮箱及登录密码后才可以在实验楼外部使用。

程序编写与编译最基本的方法（#标志后为注释）：

# 打开桌面上的Xfce终端并执行后续命令# 进入到/home/shiyanlou目录cd /home/shiyanlou# 创建并打开源文件hello.cpp

gedit hello.cpp# 在gedit（类似windows上的记事本）中输入代码# 保存退出# 编译hello.cpp

g++ -std=c++11 hello.cpp -o hello# 执行生成的二进制文件

./hello

二、项目简介

1. 介绍

本实验使用 C++ 实现一个Web服务器。

这个项目会学习C++网络开发，kqueue IO复用机制，熟悉Linux下的C++程序编译方法，Makefile编写。

本节实验项目比较复杂，提供的示例代码接近3000行，但代码逻辑简单，难点在kqueue IO复用机制的理解，尽量独立实现，遇到难点可以参考示例代码或到实验楼问答中提问。

2. 项目需求

编写一个Web服务器，程序具备的基本功能：

支持多个客户端连接

支持HTTP协议中的GET，HEAD，OPTION三个方法

支持通过浏览器访问多种类型的文件资源

支持多虚拟主机，每个虚拟主机可以配置独立的资源池

3. 知识点

本实验实践的知识点包括：

C++ 面向对象程序设计

基本的Makefile

C++ 网络编程

kqueue IO复用机制

HTTP 协议基础

4. 项目效果图

程序运行的截图如下所示：

5. 项目完整代码

项目完整代码可以通过wget下载获得：

# 下载程序代码wget http://labfile.oss.aliyuncs.com/courses/454/webserver.zip

# 解压代码

unzip webserver.zip

# 进入代码文件夹查看

cd webserver

三、程序设计与实现

3.1 需求分析

大家平时上网时，浏览器中显示的HTML网页都是来源自Web服务器。本项目通过一个实例介绍如何实现一个简单的Web服务器。

本项目中实现的Web服务器需要支持下面几个功能：

支持多个客户端连接

支持HTTP协议中的GET，HEAD，OPTION三个方法

支持通过浏览器访问多种类型的文件资源

支持多虚拟主机，每个虚拟主机可以配置独立的资源池

实现具备这些基本功能的Web服务器，我们首先需要了解HTTP协议以及IO复用机制，在上一节的项目中我们已经学习了一种IO复用方法epoll，本项目采用kqueue机制，与epoll非常类似。

3.2 HTTP协议

HTTP协议介绍的好文章非常多，这里只列出项目中需要的知识点，推荐大家系统学习HTTP协议，请阅读：

HTTP协议详解

HTTP协议的一个主要特点就是客户端服务器模式，在上一个项目中我们有过介绍，基于socket的连接过程，如果大家没有印象可以去复习下。过程如下：

模型如下：

解释如下：

服务器端：

socket()创建监听Socket

bind()绑定服务器端口

listen()监听客户端连接

accept()接受连接

recv/send接收及发送数据

close()关闭socket

客户端：

socket()创建监听Socket

connect()连接服务器

recv/send接收及发送数据

close()关闭socket

其实实现的Web服务器是一个支持HTTP协议的TCP服务器。所以服务器启动过程仍然与上述过程相同，listen后等待客户端的连接。连接后开始进行HTTP协议的通信，通过请求与响应来建立Web访问。

HTTP的请求

HTTP请求由客户端发给服务器端，分三部分组成，分别是：请求行、消息报头、请求正文。

请求方法（所有方法全为大写）有多种，各个方法的解释如下：

GET 请求获取Request-URI所标识的资源

POST 在Request-URI所标识的资源后附加新的数据

HEAD 请求获取由Request-URI所标识的资源的响应消息报头

PUT 请求服务器存储一个资源，并用Request-URI作为其标识

DELETE 请求服务器删除Request-URI所标识的资源

TRACE 请求服务器回送收到的请求信息，主要用于测试或诊断

CONNECT 保留将来使用

OPTIONS 请求查询服务器的性能，或者查询与资源相关的选项和需求

项目里暂时实现了GET/HEAD/OPTION的处理，有兴趣的可以根据这三个处理函数的示例实现其他的。

HTTP的响应

在接收和解释请求消息后，服务器返回一个HTTP响应消息。HTTP响应也是由三个部分组成，分别是：状态行、消息报头、响应正文。

状态行格式：HTTP-Version Status-Code Reason-Phrase CRLF，其中，HTTP-Version表示服务器HTTP协议的版本；Status-Code表示服务器发回的响应状态代码；Reason-Phrase表示状态代码的文本描述。

状态代码有三位数字组成，第一个数字定义了响应的类别，且有五种可能取值：

1xx：指示信息--表示请求已接收，继续处理

2xx：成功--表示请求已被成功接收、理解、接受

3xx：重定向--要完成请求必须进行更进一步的操作

4xx：客户端错误--请求有语法错误或请求无法实现

5xx：服务器端错误--服务器未能实现合法的请求

当客户端与Web服务器建立连接后就会通过发送请求接收服务器响应来进行通信。而服务器端如果要处理多个客户端的请求，可以通过epoll或kqueue等IO机制来获得读写的消息通知，本项目采用kqueue实现。

3.4 kqueue 机制

kqueue与epoll非常相似，最初是2000年Jonathan Lemon在FreeBSD系统上开发的一个高性能的事件通知接口。注册一批socket描述符到 kqueue 以后，当其中的描述符状态发生变化时，kqueue 将一次性通知应用程序哪些描述符可读、可写或出错了。

如果你已经理解了聊天室项目中介绍的epoll，那kqueue就很好理解，kqueue 提供 kqueue()、kevent() 两个系统调用和 struct kevent 结构。

kqueue机制详细介绍，推荐大家阅读下面的理论文章，虽然讲的是FreeBSD上的开发但在Linux上完全适用：

使用 kqueue 在 FreeBSD 上开发高性能应用服务器

kqueue的接口包括 kqueue()、kevent() 两个系统调用和 struct kevent 结构：

kqueue() 生成一个内核事件队列，返回该队列的文件描述索。其它 API 通过该描述符操作这个 kqueue。

kevent() 提供向内核注册 / 反注册事件和返回就绪事件或错误事件。

struct kevent 就是kevent()操作的最基本的事件结构。

 struct kevent {

     uintptr_t ident;       /* 事件 ID */ 

     short     filter;       /* 事件过滤器 */ 

     u_short   flags;        /* 行为标识 */ 

     u_int     fflags;       /* 过滤器标识值 */ 

     intptr_t  data;         /* 过滤器数据 */ 

     void      *udata;       /* 应用透传数据 */ 

 };

项目中我们会用到的内容包括事件过滤器，可以将 kqueue filter 看作事件。内核检测 ident 上注册的 filter 的状态，状态发生了变化，就通知应用程序。kqueue 定义了较多的 filter，本文只介绍 Socket 读写相关的 filter：

EVFILT_READ：TCP 监听 socket，如果在完成的连接队列 ( 已收三次握手最后一个 ACK) 中有数据，此事件将被通知。收到该通知的应用一般调用 accept()，且可通过 data 获得完成队列的节点个数。 流或数据报 socket，当协议栈的 socket 层接收缓冲区有数据时，该事件会被通知，并且 data 被设置成可读数据的字节数。

EVFILT_WRIT：当 socket 层的写入缓冲区可写入时，该事件将被通知；data 指示目前缓冲区有多少字节空闲空间。

行为标志flags：

EV_ADD：指示加入事件到 kqueue

EV_DELETE：指示将传入的事件从 kqueue 中移除

过滤器标识值：

EV_ENABLE：过滤器事件可用，注册一个事件时，默认是可用的。

EV_DISABLE：过滤器事件不可用，当内部描述可读或可写时，将不通知应用程序。

这些参数都会在Web服务器实现中使用。当socket有连接或读写数据事件时，服务器读取客户端请求并将响应写回到客户端。kqueue充当的是事件触发的中间层。

为了我们可以使用kqueue，首先要在系统中安装libkqueue：

sudo apt-get update

sudo apt-get install libkqueue-dev

编译链接时也要在g++后添加-lkqueue才可以正常链接。

3.5 程序设计

根据上面的需求分析，设计所需的类。

首先需要一个HTTPServer类，用来提供服务器的启动关闭主循环等支持。HTTPServer对象在程序中唯一。

其次需要Client客户端类，这个类用来存储客户端的必要信息。HTTPServer对象中需要包含多个当前连接的Client对象。

再次，对于Client和HTTPServer之间的通信内容需要设置HTTPRequest和HTTPResponse类，而这两个类具备很多通用的信息，设计二者的基类为HTTPMessage类。

最后HTTPServer需要能够返回服务器资源给客户端，因此需要资源类Resource（文件，图片等文件）以及包含资源的资源池ResourceHost。这里可以为不同的虚拟主机设置不同的ResourceHost。

上面的几个类是Web服务器构成的主体，其中HTTPRequest，HTTPResponse，HTTPMessage三个类都是用来存储消息， 而客户端与服务器之间的消息都是以队列的方式进行读取和写入的，因此在HTTPMessage的上一层，我们添加一个新的基类ByteBuffer来实现 基础字节流的存储和读写处理。

综上项目中实现下面的类：

ByteBuffer：定义一个缓存队列用来存储数据

HTTPMessage：继承ByteBuffer，增加HTTP协议特有的信息。

HTTPRequest：HTTP请求类，继承HTTPMessage

HTTPResponse：HTTP响应类，继承HTTPMessage

Resource：资源类，HTTP响应消息中的文件资源数据

ResourceHost：资源池，用来将服务器上的文件加载到Resource对象

Client：客户端类，用来存储客户端的必要信息

HTTPServer：服务器类，提供服务器的启动关闭主循环等支持

3.6 代码结构

根据上述细化需求，我们先创建必要的程序文件。

首先为要实现的程序命名为webserver:

# 进入到代码库自动生成的目录# 为了方便git提交代码请先开通代码库

cd /home/shiyanlou/Code/shiyanlou_cs454

# 创建代码目录mkdir webserver

cd webserver

# 为每个需要实现的类创建一个.h和一个.cpp文件# 并将源文件都放在src/目录下mkdir src# touch src/XXX.h src/XXX.cpp# 创建Makefile

touch Makefile

# 创建示例目录，该目录可以作为Web服务器的资源池mkdir bin/mkdir bin/htdoc

touch bin/htdoc/test.html

本项目参考代码基于https://github.com/RamseyK/httpserver进行实现。每个头文件中的函数都进行了标注，核心模块HTTPServer.cpp也会进行详细介绍。其他cpp文件由于内容相对简单，直接使用原作者的英文注释，如果有任何不清楚的问题可以随时在实验楼问答提问。

下面我们将开始实现需要的类，建议大家按照以下步骤先自己实现，最后再对项目参考代码进行对照学习。

3.7 ByteBuffer

ByteBuffer 定义一个缓存队列用来存储HTTP访问中的请求及返回数据，这个缓存队列的作用相当于CPU和硬盘之间的内存，用来存放Web服务器和客户端之间通信的数据，需要具备下面的功能：

从队列头部读取数据

向队列尾部写入新的数据

当队列存储区域满的时候可以自动扩充

支持随机读取和写入多种数据类型到指定位置（使用模板实现）

支持清空，克隆，对比，扩容

支持遍历队列查找指定的数据

ByteBuffer的核心接口如下：

class ByteBuffer {

    // 读写位置索引

    unsigned int rpos, wpos;

 

    // 缓存内容使用容器存储

    std::vector<byte> buf;

 

    // 队列中剩余的元素数量

    unsigned int bytesRemaining();

 

    // 清空队列并重置读写索引

    void clear();

 

    // 拷贝当前ByteBuffer对象

    ByteBuffer* clone();

 

    // 对比两个ByteBuffer对象

    bool equals(ByteBuffer* other);

 

    // 设置存储空间大小

    void resize(unsigned int newSize);

 

    // 返回存储空间大小

    unsigned int size();

 

    // 读取队列头部的数据但不移动rpos

    byte peek();

    // 读取队列头部的数据同时移动rpos

    byte get();

    // 读取指定位置的数据

    byte get(unsigned int index);

    // 读取队列头部指定长度的数据到buf中

    void getBytes(byte* buf, unsigned int len);

    // 读取指定数据类型的元素：char，double，float，int，long，short

    char getChar();

    char getChar(unsigned int index);

 

    // 将src写入队列

    void put(ByteBuffer* src);

    // 将b写入队列

    void put(byte b);

    // 将b写入队列指定位置

    void put(byte b, unsigned int index);

    // 将长度为len的缓存b写入队列头部

    void putBytes(byte* b, unsigned int len);

    // 将长度为len的缓存b写入队列指定位置

    void putBytes(byte* b, unsigned int len, unsigned int index);

    // 写入指定数据类型的元素：char，double，float，int，long，short

    void putChar(char value);

    void putChar(char value, unsigned int index);     

 

}

看上去非常繁琐，但可以使用模板实现基础函数，大部分函数都能够通过调用函数模板的方式简化实现内容。

3.8 HTTPMessage

继承ByteBuffer实现HTTPMessage类。这个类需要包含：

HTTP头部

HTTP版本号

消息数据：包括ByteBuffer中的数据及额外的数据（响应消息中返回的资源及请求消息中额外的参数）

HTTP消息解析函数，根据HTTP协议的规范对消息头部和内容进行解析

HTTP消息创建函数，创建符合HTTP协议要求的HTTP消息

HTTP头部管理函数，添加HTTP头部信息

这个类比较简单，只需要把上述几个函数依次实现，核心函数包括：

class HTTPMessage : public ByteBuffer {private:

 

    // 消息头部信息

    std::map<std::string, std::string> *headers;

protected:

    // HTTP版本号

    std::string version;

 

    // 消息数据

    // 响应消息中表示资源，请求消息中表示额外的参数

    byte* data;

public:

 

    // 创建消息

    virtual byte* create() = 0;

 

    // 解析消息

    virtual bool parse() = 0;

 

};

3.9 HTTPRequest

HTTP请求类继承HTTPMessage，需要实现以下数据项及函数功能：

请求的方法：GET/HEAD/OPTION等

请求的URI

实现HTTPMessage的创建和解析虚函数

核心成员声明：

// HTTPRequest：HTTP请求消息，从客户端发给服务器的消息class HTTPRequest : public HTTPMessage {private:

 

    // 请求的方法类型

    int method;

 

    // 请求的URL

    std::string requestUri;

protected:

 

    // 初始化消息

    virtual void init();

public:

    virtual byte *create();

    virtual bool parse();

 

    // 辅助函数

    // 方法字符串与数字相互转换

    int methodStrToInt(std::string name);

    std::string methodIntToStr(unsigned int mid);

 

};

3.10 HTTPResponse

HTTP响应类继承HTTPMessage，需要实现以下数据项及函数功能：

响应状态码和信息

实现HTTPMessage的创建和解析虚函数

核心成员声明：

// HTTPResponse：HTTP响应消息，从服务器发给客户端的消息class HTTPResponse : public HTTPMessage {private:    

    // 响应状态码和信息

    int status;

    std::string reason;

 

protected:

    virtual void init();

public:

    virtual byte* create();

    virtual bool parse();

 

};

3.11 Resource

HTTP响应消息中的Resource除了包含文件数据以外，最重要的特点是具备mimeType标识，MIME (Multipurpose Internet Mail Extensions) 是描述消息内容类型的因特网标准。MIME 消息能包含文本、图像、音频、视频以及其他应用程序专用的数据。

Resource类中需要的成员：

资源数据

数据大小

数据MIME类型

资源在服务器上存储的路径

核心成员声明如下：

// Resource：HTTP响应消息中的文件资源数据class Resource {

private:

 

    // 文件资源

    byte* data;

    // 资源大小

    unsigned int size;

    // 资源类型

    std::string mimeType;

    // 资源在服务器上存储的路径

    std::string location;

    // 是否是目录类型

    bool directory;

 

};

3.11 ResourceHost

ResourceHost是一个Resource的管理组件，可以通过一个目录来构建。需要支持的成员包括：

基础目录，其他的访问路径都是该目录下的相对路径

根据访问地址URI获取Resource资源对象

将资源写入到文件系统，用来支持上传操作

Resource中的MimeType的获取可以通过判断扩展名来实现，需要构建扩展名和MimeType的映射表。

我们需要定义一个数据结构包含所有的MIME信息，示例代码中采用宏的方式从文件MimeTypes.inc中读取：

// 构建扩展名与MimeType对应的字典，从文件MimeTypes.inc中获取

std::unordered_map<std::string, std::string> mimeMap = {

    #define STR_PAIR(K,V) std::pair<std::string, std::string>(K,V)

    #include "MimeTypes.inc"

};

MimeTypes.inc中的内容是若干行：

STR_PAIR("bmp", "image/bmp"),

STR_PAIR("book", "application/book"),

...

核心成员声明如下：

// ResourceHost：资源池，用来将服务器上的文件加载到Resource对象class ResourceHost {private:

    // 基础目录，其他的访问路径都是该目录下的相对路径

    std::string baseDiskPath;

 

    // 构建扩展名与MimeType对应的字典，从文件MimeTypes.inc中获取

    std::unordered_map<std::string, std::string> mimeMap = {

        #define STR_PAIR(K,V) std::pair<std::string, std::string>(K,V)

        #include "MimeTypes.inc"

    };

public:

    // 将资源写入到文件系统

    void putResource(Resource* res, bool writeToDisk);

 

    // 根据URI获取Resource资源对象

    Resource* getResource(std::string uri);

};

3.12 Client

客户端的数据会存放在HTTPServer中的一个映射表中，用客户端连接的socket做key。每个客户端对象都应该包含客户端的socket，sockaddr_in地址信息，数据发送队列。

客户端的操作需要支持添加新的数据到发送队列，对发送队列进行出队，清空等操作。

发送队列使用std::queue，每个存储单元需要单独设计要包含发送的数据及数据偏移，并要增加是否需要在发送完成后断开连接的标志。发送存储单元命名为SendQueueItem类，在Client类声明中需要使用。

核心成员声明如下：

// HTTP客户端// class Client {

 

    // 连接的socket

    int socketDesc;

 

    // 地址信息

    sockaddr_in clientAddr;

 

    // 数据发送队列

    std::queue<SendQueueItem*> sendQueue;

public:

 

    // 发送队列操作

    // 添加新的数据到发送队列

    void addToSendQueue(SendQueueItem* item);

 

    // 发送队列长度

    unsigned int sendQueueSize();

 

    // 获取发送队列中第一个元素

    SendQueueItem* nextInSendQueue();

 

    // 出队操作，删除第一个元素

    void dequeueFromSendQueue();

 

    // 清空发送队列

    void clearSendQueue();

};

3.13 HTTPServer

这是整个项目的核心，具有最复杂的类和实现过程。

首先分析HTTPServer需要具备的数据成员，刚才已经提到Client客户端列表是必须的，此外还需要包含：

监听的端口号

监听的socket

服务器地址信息

kqueue 描述符

kevent 事件队列

客户端字典，映射客户端的socket和客户端对象

资源主机及文件系统列表

虚拟主机，映射请求的地址到不同的ResourceHost

根据需求中HTTPServer需要支持下面几大类功能：

处理客户端连接

处理客户端请求

发送响应消息给客户端

服务器管理

每个功能集合中又可以细分出不同的功能。

处理客户端连接

接受连接：accept接受连接并将新的socket添加到kqueue中，创建客户端对象添加到客户端列表中

获取客户端对象：根据socket查找客户端列表返回客户端对象

断开连接：清理kqueue中的socket，关闭socket，清理客户端列表中的对象

处理客户端读取事件：recv()接收客户端数据并构造HTTPRequest对象，交给handleRequest()函数处理。

处理客户端写入事件：获取发送队列中的SendQueueItem，send()发送给客户端

处理客户端请求

处理请求：对请求方法进行分类分别交给不同的处理函数

处理GET/HEAD/OPTIONS请求：构造HTTPResponse，调用sendResponse发送给客户端

发送响应消息给客户端

发送响应状态码：构造HTTPResponse，调用sendResponse发送给客户端

发送响应消息：将HTTPResponse封装后添加到客户端的发送队列

服务器管理

启动：包含各种数据和资源的初始化，监听socket的建立，绑定，kqueue的创建和初始化。

停止：释放资源，清理客户端列表，清理kqueue，清理socket

主循环：进入事件循环，等待kqueue事件触发，有事件触发后需要先判断是新的客户端连接还是客户端读写事件

核心成员声明如下：

// HTTPServer：Web服务器类，提供服务器的创建，启动，停止等管理操作class HTTPServer {    

    // 监听的端口号

    int listenPort;

 

    // 监听的socket

    int listenSocket;

 

    // 服务器地址信息

    struct sockaddr_in serverAddr;

 

    // kqueue 描述符

    int kqfd;

 

    // kevent队列

    struct kevent evList[QUEUE_SIZE];

 

    // 客户端字典，映射客户端的socket和客户端对象

    std::unordered_map<int, Client*> clientMap;

 

    // 资源主机及文件系统列表

    std::vector<ResourceHost*> hostList;

 

    // 虚拟主机，映射请求的地址到不同的ResourceHost

    std::unordered_map<std::string, ResourceHost*> vhosts;

 

    // 处理客户端连接

    void acceptConnection();

    void disconnectClient(Client* cl, bool mapErase = true);

    void readClient(Client* cl, int data_len);

    bool writeClient(Client* cl, int avail_bytes);

 

    // 处理客户端请求

    void handleRequest(Client* cl, HTTPRequest* req);

    void handleGet(Client* cl, HTTPRequest* req, ResourceHost* resHost);

    void handleOptions(Client* cl, HTTPRequest* req);

 

    // 发送响应消息给客户端

    void sendStatusResponse(Client* cl, int status, std::string msg = "");

    void sendResponse(Client* cl, HTTPResponse* resp, bool disconnect);

 

    // 启动及停止Web服务器

    bool start(int port);

    void stop();

 

    // Web服务器主循环

    void process();

};

当HTTPServer启动时我们默认设置当前路径下的htdoc文件夹为ResourceHost，并添加到HTTPServer对象中。而htdoc下我们添加一个test.html文件，作为可以访问的Resource，test.html中的内容可以很简单，例如：

<html><head><title>shiyanlou demo site</title></head>

<body>

Hello Shiyanlou!<br /></body></html>

这个示例页面可以在后面的测试中通过访问localhost:8080/test.html访问到。

3.14 主函数

主函数中实现包括两部分内容：

注册各种信号处理函数，能够让Web服务中止时可正常释放资源

创建HTTPServer对象，依次启动，进入主循环

需要处理的包括中断信号SIGABRT，SIGINT，SIGTERM，这些信号发生时要将HTTPServer的停止标志置为True，下次循环时就可以退出。SIGPIPE信号需要被忽略，避免"Broken pipe"出现。

示例代码片段：

// 忽视 SIGPIPE "Broken pipe" 信号

signal(SIGPIPE, handleSigPipe);

// 注册中断处理

signal(SIGABRT, &handleTermSig);

signal(SIGINT, &handleTermSig);

signal(SIGTERM, &handleTermSig);

// 创建并启动HTTPServer实例

svr = new HTTPServer();

svr->start(8080);

// 进入主循环

svr->process();

// 停止服务器

svr->stop();

delete svr;

3. 编译及运行

将你完成的文件保存为/home/shiyanlou/Code/shiyanlou_cs454/webserver，在同样的目录下我们编辑Makefile文件：

cd /home/shiyanlou/Code/shiyanlou_cs454/webserver

vim Makefile

Makefile文件里的内容：

CC := g++SRCDIR := srcBINDIR := binBUILDDIR := buildTARGET := httpserverUNAME := $(shell uname)

# Debug FlagsDEBUGFLAGS := -g3 -O0 -WallRTCHECKS := -fmudflap -fstack-check -gnato

# Production FlagsPRODFLAGS := -Wall -O2

CFLAGS := -std=c++11 -Iinclude/ $(DEBUGFLAGS)LINK := -lpthread -lkqueue $(DEBUGFLAGS)

SRCEXT := cppSOURCES := $(shell find $(SRCDIR) -type f -name *.$(SRCEXT))OBJECTS := $(patsubst $(SRCDIR)/%,$(BUILDDIR)/%,$(SOURCES:.$(SRCEXT)=.o))

$(TARGET): $(OBJECTS)

    @echo " Linking..."$(LINK); $(CC) $^ -o $(BINDIR)/$(TARGET) $(LINK)

$(BUILDDIR)/%.o: $(SRCDIR)/%.$(SRCEXT)

    @mkdir -p $(BUILDDIR)

    @echo " CC $<"; $(CC) $(CFLAGS) -c -o $@ $<

clean:

    @echo " Cleaning..."; rm -r $(BUILDDIR) $(BINDIR)/$(TARGET)*

 

.PHONY: clean

Makefile内容很多，大部分都是变量定义，核心内容只有下面两行：

@echo " CC $<"; $(CC) $(CFLAGS) -c -o $@ $< 编译每个CPP文件，生成.o目标文件

$(CC) $^ -o $(BINDIR)/$(TARGET) $(LINK) 链接上一步骤生成的所有目标文件，得到可执行的httpserver文件

保存Makefile后，我们只需要在目录下执行make就可以生成可执行文件httpserver。

编译过程截图：

Makefile会把可执行文件放到了bin/目录下，因为bin/目录下的htdoc/已经写在代码中作为默认ResourceHost了，所以测试启动后的Web服务器可以访问htdoc下的文件。

现在进入运行测试阶段，首先启动服务端：

cd bin/

./httpserver

运行截图如下：

如果中间有任何问题，需要根据输出的错误信息查验下代码是否有BUG。欢迎随时到实验楼问答提问。

3.8 完整代码参考

我们提供本项目完整的代码及详细注释供参考，由于代码比较多，文档中不再粘贴，建议大家下载查看。

# 下载程序代码wget http://labfile.oss.aliyuncs.com/courses/454/webserver.zip

# 解压代码

unzip webserver.zip

# 进入代码文件夹查看

cd webserver

本项目参考代码基于https://github.com/RamseyK/httpserver修改。代码License仍然遵循Apache License, Version 2.0。

四、项目扩展

本实验实现了一个Web服务器程序。基于本课节学习，大家可以在此代码基础上实现扩展：

支持更多的HTTP请求方法，例如POST

支持配置文件，比如配置多个虚拟主机，资源池，端口号等

支持PHP页面解析，可以加入单独的模块

五、小结

通过本节实验的学习，我们开发了Web服务器程序，学习了C++语言的基本语法及面向对象开发，网络程序开发，HTTP协议及kqueue IO复用机制。

完成项目后可以公开你的实验报告，并点击实验报告下方的分享按钮分享到微博，将会获得教师点评，同时优秀的实验报告官微将转发推荐！

再次提醒，任何问题欢迎到实验楼问答中提问，老师会及时回答你的困惑。

特别说明：

实验作业与学习心得请写在下方“实验报告”（支持markdown格式）里并公开，每周选取优秀报告奖励IT书籍！

您已经完成本课程所有实验