一個多執行緒web伺服器例項（C,Linux,詳細的web伺服器原理）

阿新 • • 發佈：2019-02-08

系統：fedora core 5
編譯器：g++
實現功能：通過http協議，用瀏覽器檢視伺服器上的html,htm,jpg,jpeg,gif,png,css檔案，或者說檢視帶有jpg,jpeg,gif等檔案的網頁，即是web~
把程式碼複製下來到linux裡，照著後面的方法編譯、執行，就可以看到一個簡單的多執行緒伺服器的效果了。

原理：
在瀏覽器中輸入一個網址，回車之後，瀏覽器會向相應主機的相應埠傳送一段報文，如果是http協議的（如平常看到的網頁的傳輸協議），就會發送HTTP請求報文。下面是一個報文的例子：

GET /index.html HTTP/1.1
Host: 127.0.0.1:8848
User-Agent: Mozilla/5.0 (X11; U; Linux i686; zh-CN; rv:1.8.0.1) Gecko/20060313 Fedora/1.5.0.1-9 Firefox/1.5.0.1 pango-text
Accept: text/xml,application/xml,application/xhtml+xml,text/html;q=0.9,text/plain;q=0.8,image/png,*/*;q=0.5
Accept-Language: zh-cn,zh;q=0.5
Accept-Encoding: gzip,deflate
Accept-Charset: gb2312,utf-8;q=0.7,*;q=0.7
Keep-Alive: 300
Connection: keep-alive

我們在伺服器端把收到的資料打印出來，可以看到瀏覽器發過來的就是這個東西。當然，也可以用ethereal等抓包工具來抓獲這些報文。關於報文裡寫的是什麼意思，網上有很多資料的，GOOGLE一下就有了。我們只看第一行。

GET表示是要從伺服器獲取檔案，/index.html是檔案的路徑，這個路徑是相對於伺服器端程式所在資料夾的路徑。如我的伺服器端程式放在/home/mio/program/webserver1707/裡面，那這個index.html在伺服器上的絕對路徑就是/home/mio/program/webserver1707/index.html。如果報文裡是GET /admin/login.html HTTP/1.1的話,那麼login.html檔案在伺服器端的路徑是/home/mio/program/webserver1707/admin/login.html.HTTP/1.1表示的是HTTP協議的版本是1.1.

伺服器端程式執行後，一直監聽8848端品（0-1023的埠由IANA統一分配和控制的，不要用，最好選大一些的埠號。我原來用了個1234,用不了，還是選大一點好，可以用5460之類的啊～：）），當監聽到客戶端發來的請求後，就與客戶端建立連結，接收客戶端發過來的請求報文。我們如果把這些報文打出來，就可以看到就是與上面請求報文類似的東西了。

下面我們要根據所接受的到的請求報文（GET /index.html HTTP/1.1）來決定放給客戶端（即瀏覽器）什麼東西。這裡我們看到瀏覽器要的是index.html這樣一個html文字，我們就在相應路徑（/home/mio/program/webserver1707/index.html）找到這個檔案，不過不要急著發給客戶端，我們要先告訴客戶端，發過去的是一個html檔案，讓瀏覽器做好相應的準備。怎麼讓瀏覽器知道呢？我們還是用報文，這個報文叫響應報文。報文由狀態行、首部行、實體主體三部分組成。狀態行只有一行，它和首部行、首部行的每行之間是沒有空行的，但是首部行與實體主體之間有一個空行，表明從這個空行開始，就是你瀏覽器要的資料了。下面是一個用ethereal抓到的響應報文：

HTTP/1.1 200 OK
Cache-Control: private
Content-Type: text/html; charset=UTF-8
Content-Encoding: gzip
Server: GWS/2.1
Content-Length: 1851
Date: Sat, 14 Oct 2006 11:33:39 GMT

<html><head><meta http-equiv="content-type" content="text/html; charset=UTF-8"><title>Google</title><style></style>
<script>

</script>
</head><body bgcolor=#ffffff text=#000000 link=#0000cc vlink=#551a8b alink=#ff0000 onLoad=sf() topmargin=3 marginheight=3><center><div align=right nowrap style="padding-bottom:4px" width=100%><font size=-1><b>[email protected]il.com</b> | <a href="/url?sa=p&pref=ig&pval=3&q=http://www.google.com/ig%3Fhl%3Dzh-CN&sig=__1eXNMn0jGllmJ57x74DzjVvy6Vk=" onmousedown="return clk('/url?sa=p&pref=ig&pval=3&q=http://www.google.com/ig%3Fhl%3Dzh-CN&sig=__1eXNMn0jGllmJ57x74DzjVvy6Vk=','promos','hppphou:zh-cn_all','pro','1','&sig2=zclmOmtQiZPPuTCMWUJMZA')">個性化主頁</a> | <a href="https://www.google.com/accounts/ManageAccount">我的帳戶</a> | <a href="http://www.google.com/accounts/Logout?continue=http://www.google.com/intl/zh-CN/">退出</a></font></div><img src="/intl/zh-CN_ALL/images/logo.gif" width=286 height=110 alt="Google"><br><br>
<form action=/search name=f><script>
..........

第一個空行上面的就是“說明”了，下面是html程式碼。有了說明，瀏覽器就知道這是什麼了，拿到這段資料後，就把這些html標籤解釋成各種各樣的元素，在瀏覽器上有序地顯示出來。瀏覽器還蠻聰明的，當看到<img src=..>標籤，那就會又自己發一個請求報文給伺服器，要求得到一個影象檔案，請求報文就像：

GET /image/pp.jpg HTTP/1.1
....

這樣，伺服器端就找到這個.jpg影象，加上"說明"之後發給瀏覽器，瀏覽器收到後就顯示在對應的位置上。遇到包含css、js...的標籤也一樣。

如此重複，一個完整的web就會呈現在我們眼前了。

伺服器端程式碼：

/*****************************************************************

  mymultiwebserver.c

  system:redhat linux Fedora Core 5

  enviroment:g++

  compile command:g++ -g -o mymultiwebserver -lpthread

  date:10/15/2006

  By Manio

*****************************************************************/

#include <stdlib.h>

#include <sys/types.h>

#include <sys/socket.h>

#include <sys/stat.h>

#include <netinet/in.h>

#include <unistd.h>

#include <pthread.h>

#include <stdio.h>

#include <string.h>

#include <arpa/inet.h>#define PORT 8848#define BACKLOG 5#define MAXDATASIZE 1000#define DEBUG 1void process_cli(int connectfd, sockaddr_in client);

int sendobj(int connectfd,char* serverfilepath);

int IsDIR(char* fpath);

int fileordirExist(char* fpath);

char* getextname(char*);

int writehead(FILE* cfp, char* extname);

void* start_routine(void* arg);

void msg404(int connectfd);

struct ARG {

       int connfd;

       sockaddr_in client;

       };



main()

{

      int listenfd, connectfd;

      pthread_t thread;         //id of thread
      ARG *arg;            //pass this var to the threadstruct sockaddr_in server; //server's address infostruct sockaddr_in client; //client'sint sin_size;



      //create tcp socket
#ifdef DEBUG

      printf("socket.... ");

#endifif ((listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) ==-1) {

                    perror("creating socket failed.");

                    exit(1);

      }



      int opt = SO_REUSEADDR;

      setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &opt, sizeof(opt));



      bzero(&server,sizeof(server));

      server.sin_family = AF_INET;

      server.sin_port = htons(PORT);

      server.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);

      printf("bind.... ");

      if(bind(listenfd,(struct sockaddr *)&server,sizeof(struct sockaddr)) ==-1) {

          perror("bind error.");

          exit(1);

      }



      printf("listen.... ");

      if(listen(listenfd,BACKLOG) ==-1) {

          perror("listen() error ");

          exit(1);

      }

      sin_size =sizeof(struct sockaddr_in);

      while(1)

      {

          //accept() using main thread
          printf("accepting.... ");

          if((connectfd = accept(listenfd,

                     (struct sockaddr *)&client,

                     (socklen_t*)&sin_size)) ==-1) {

              printf("accept() error ");

          }

          arg =new ARG;

          arg->connfd = connectfd;

          memcpy((void*)&arg->client, &client, sizeof(client));



          //invoke start_routine to handle this thread
#ifdef DEBUG

          printf("thread_creating....");

#endifif(pthread_create(&thread, NULL, start_routine, (void*)arg)){

              perror("pthread_create() error");

              exit(1);

          }

      }

      close(listenfd);

}

//handle the request of the clientvoid process_cli(int connectfd, sockaddr_in client)

{

    int num;

    //char recvbuf[MAXDATASIZE], sendbuf[MAXDATASIZE], cli_name[MAXDATASIZE];char requestline[MAXDATASIZE], filepath[MAXDATASIZE], cmd[MAXDATASIZE],extname[MAXDATASIZE];

    int c;

    FILE *fp;

    FILE *cfp;

    fp = fdopen(connectfd,"r");



#ifdef DEBUG

    printf("the host is:%s  ",inet_ntoa(client.sin_addr) );

#endif

    fgets(requestline,MAXDATASIZE,fp);

#ifdef DEBUG

    printf(" THE REQUEST IS :%s ",requestline);

#endif

    strcpy(filepath,"./");

    sscanf(requestline,"%s%s",cmd,filepath+2);

    strcpy(extname, getextname(filepath));

#ifdef DEBUG

    printf("cmd:%s filepath:%s extname:%s ",cmd,filepath,extname);



    printf("string comparing :::::::::::::start::::::::::::::: ");

#endifif(strcmp(cmd,"GET") ==0){

    //the command is get
#ifdef DEBUG

        printf("cmd(%s)==GET ",cmd);

#endif//is this a file or dir or notexist?if(fileordirExist(filepath)){

        //is a file or dir or none

            //is this a dir if(IsDIR(filepath)){

                //is a dir
#ifdef DEBUG

                printf("%s is a DIR ",filepath);

#endifif( fileordirExist( strcat(filepath,"index.htm") )){

                    sendobj(connectfd,"index.htm");

                }elseif(fileordirExist(strcat(filepath,"index.html"))){

                    sendobj(connectfd,"index.htm");

                }else{

                    msg404(connectfd);

                }

            }else{

                    //is a file
#ifdef DEBUG

                    printf("%s is a file",filepath);

#endif

                    sendobj(connectfd,filepath);

            }

        }else{

#ifdef DEBUG

            printf("404 ");

#endif

            msg404(connectfd);

        }

    }else{

#ifdef DEBUG

        printf("cmd(%s)!=GET ",cmd);

#endif

    }

#ifdef DEBUG

    printf(":::::::::::::end::::::::::::::: ");

#endif

    close(connectfd);

}

//send the 404 error message to the clientvoid msg404(int connectfd)

{

    char* msg;

    msg  ="HTTP/1.0 404 Not Found Content-Type: text/plain 404 not found by Manio";

    send(connectfd,msg,strlen(msg),0);

}

//is the filepath a file  or directoryint fileordirExist(char* fpath)

{

    struct stat filestat;

    return (  stat(fpath,&filestat) !=-1);

}

// is the filepath a directoryint IsDIR(char* fpath)

{

#ifdef DEBUG

    printf("IN IsDIR ");

#endifstruct stat filestat;

    return ( stat(fpath,&filestat) !=-1&& S_ISDIR(filestat.st_mode));

}

//send the data of the file which the client wantint sendobj(int connectfd,char* serverfilepath)

{

    FILE* sfp,*cfp;

    int c;

    sfp = fopen(serverfilepath,"r");

    cfp = fdopen(connectfd,"w");

    writehead(cfp,getextname(serverfilepath));

    while( (c = getc(sfp)) != EOF)putc(c,cfp);

    fflush(cfp);

    return0;

}

//write the packet header to the clientint writehead(FILE* cfp, char* extname)

{

#ifdef DEBUG

    printf("INWRITEHEAD:::::::extname is %s::::::: ",extname);

#endifchar* content ="text/plain";

    if( strcmp(extname,"html") ==0|| strcmp(extname,"htm") ==0)

        content ="text/html";

    elseif ( strcmp(extname,"css") ==0 )

        content ="text/css";

    elseif ( strcmp(extname,"gif") ==0 )

        content ="image/gif";

    elseif ( strcmp(extname,"jpeg") ==0|| strcmp(extname,"jpg") ==0)

        content ="image/jpeg";

    elseif ( strcmp(extname,"png") ==0)

        content ="image/png";

#ifdef DEBUG

    printf("HTTP/1.1 200 OK ");

    printf("Content-Type: %s ",content);

#endif

    fprintf(cfp,"HTTP/1.1 200 OK ");

    fprintf(cfp,"Content-Type: %s ",content);

    return0;

}

//get the extent name of the filechar* getextname(char* filepath)

{

    char* p;

    if(( p  =  strrchr(filepath,'.')) != NULL)

               return p+1;

    return NULL;

}

//invoked by pthread_createvoid* start_routine(void* arg)

{

    ARG *info;

    info = (ARG *)arg;

    //handle client's requirement
    process_cli(info->connfd, info->client);

    delete arg;

    pthread_exit(NULL);

}

執行方法：

在fc5中開啟控制檯，按下面的方法進行

[[email protected] webserver1707]# ls
admin header img index.htm~
chinaunix.html header~ index.htm mymultiwebserver.c
[[email protected] webserver1707]# g++ -g -o mymultiwebserver mymultiwebserver.c -lpthread
mymultiwebserver.c: In function 鈥榲oid* start_routine(void*)鈥?
mymultiwebserver.c:253: 璀﹀憡錛氬垹闄?鈥榲oid*鈥?鏈畾涔?[[email protected] webserver1707]# ./mymultiwebserver socket....
bind....
listen....
accepting....
thread_creating....accepting....
the host is:127.0.0.1
THE REQUEST IS :GET / HTTP/1.1

cmd:GET
filepath:.//
extname://
string comparing
:::::::::::::start:::::::::::::::
cmd(GET)==GET
IN IsDIR
.// is a DIR
INWRITEHEAD:::::::extname is htm:::::::
HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: text/html

thread_creating....accepting....
:::::::::::::end:::::::::::::::
thread_creating....accepting....
the host is:127.0.0.1
THE REQUEST IS :GET /img/sb.jpg HTTP/1.1

cmd:GET
filepath:.//img/sb.jpg
extname:jpg
string comparing
:::::::::::::start:::::::::::::::
cmd(GET)==GET
IN IsDIR
.//img/sb.jpg is a fileINWRITEHEAD:::::::extname is jpg:::::::
HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: image/jpeg

:::::::::::::end:::::::::::::::
the host is:127.0.0.1
THE REQUEST IS :GET /img/gcc.png HTTP/1.1

cmd:GET
filepath:.//img/gcc.png
extname:png
string comparing
:::::::::::::start:::::::::::::::
cmd(GET)==GET
IN IsDIR
.//img/gcc.png is a fileINWRITEHEAD:::::::extname is png:::::::
HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: image/png

:::::::::::::end:::::::::::::::

放一個index.htm檔案在此程式所在的資料夾，開啟瀏覽器，在位址列輸入http://127.0.0.1:8848/，就可以看到網頁了～

學藝不精，如文中有不當之處，請指出：）

一個多執行緒web伺服器例項（C,Linux,詳細的web伺服器原理）

一個多執行緒web伺服器例項（C,Linux,詳細的web伺服器原理）

32-多執行緒--概述+Thread類+多執行緒的建立方式（繼承Thread類+實現Runnable介面）+Runnable介面+執行緒的名稱+執行緒的狀態

Windows遍歷全盤所搜檔案，並通過多執行緒顯示搜尋進度（C++/C）

多執行緒學習筆記--02（物件及變數的併發訪問）

OpenCV使用pthread實現多執行緒加速處理影象（C++）

Delphi多執行緒的OnTerminate屬性（附加一個關於臨界區執行緒同步的例子）

多執行緒之join()方法---（Thread提供的讓一個執行緒等待另一個執行緒完成的方法）

PYTHON——多執行緒：訊號量（Semaphore）

PYTHON——多執行緒：條件變數（Condition）

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