【Linux C编程】第二十一章Linux高并发WEB服务器开发之版本1

2. 服务器端代码实现

    实现的是从浏览器输入比如：192.168.30.131:8000/home，服务端会将/home目录下的文件及文件夹返回到浏览器。

    版本1：

epoll_server.c

1 #include <stdio.h>
  2 #include <unistd.h>
  3 #include <stdlib.h>
  4 #include <sys/types.h>
  5 #include <string.h>
  6 #include <sys/epoll.h>
  7 #include <arpa/inet.h>
  8 #include <fcntl.h>
  9 #include <dirent.h>
 10 #include <sys/stat.h>
 11 #include <ctype.h>
 12 #include "epoll_server.h"
 13 
 14 #define MAXSIZE 2000
 15 
 16 void epoll_run(int port)
 17 {
 18     // 创建一个epoll树的根节点
 19     int epfd = epoll_create(MAXSIZE);
 20     if(epfd == -1)
 21     {
 22         perror("epoll_create error");
 23         exit(1);
 24     }
 25 
 26     // 添加要监听的节点
 27     // 先添加监听lfd
 28     int lfd = init_listen_fd(port, epfd);
 29 
 30     // 委托内核检测添加到树上的节点
 31     struct epoll_event all[MAXSIZE];
 32     while(1)
 33     {
 34         int ret = epoll_wait(epfd, all, MAXSIZE, -1);
 35         if(ret == -1)
 36         {
 37             perror("epoll_wait error");
 38             exit(1);
 39         }
 40 
 41         // 遍历发生变化的节点
 42         for(int i=0; i<ret; ++i)
 43         {
 44             // 只处理读事件, 其他事件默认不处理
 45             struct epoll_event *pev = &all[i];
 46             if(!(pev->events & EPOLLIN))
 47             {
 48                 // 不是读事件
 49                 continue;
 50             }
 51 
 52             if(pev->data.fd == lfd)
 53             {
 54                 // 接受连接请求
 55                 do_accept(lfd, epfd);
 56             }
 57             else
 58             {
 59                 // 读数据
 60                 do_read(pev->data.fd, epfd);
 61             }
 62         }
 63     }
 64 }
 65 
 66 // 读数据
 67 void do_read(int cfd, int epfd)
 68 {
 69     // 将浏览器发过来的数据, 读到buf中 
 70     char line[1024] = {0};
 71     // 读请求行
 72     int len = get_line(cfd, line, sizeof(line));
 73     if(len == 0)
 74     {
 75         printf("客户端断开了连接...\n");
 76         // 关闭套接字, cfd从epoll上del
 77         disconnect(cfd, epfd);         
 78     }
 79     else
 80     {
 81         printf("请求行数据: %s", line);
 82         printf("============= 请求头 ============\n");
 83         // 还有数据没读完
 84         // 继续读
 85         while(len)
 86         {
 87             char buf[1024] = {0};
 88             len = get_line(cfd, buf, sizeof(buf));
 89             printf("-----: %s", buf);
 90         }
 91         printf("============= The End ============\n");
 92     }
 93 
 94     // 请求行: get /xxx http/1.1
 95     // 判断是不是get请求
 96     if(strncasecmp("get", line, 3) == 0)
 97     {
 98         // 处理http请求
 99         http_request(line, cfd);
100         // 关闭套接字, cfd从epoll上del
101         disconnect(cfd, epfd);         
102     }
103 }
104 
105 // 断开连接的函数
106 void disconnect(int cfd, int epfd)
107 {
108     int ret = epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_DEL, cfd, NULL);
109     if(ret == -1)
110     {
111         perror("epoll_ctl del cfd error");
112         exit(1);
113     }
114     close(cfd);
115 }
116 
117 // http请求处理
118 void http_request(const char* request, int cfd)
119 {
120     // 拆分http请求行
121     // get /xxx http/1.1
122     char method[12], path[1024], protocol[12];
123     sscanf(request, "%[^ ] %[^ ] %[^ ]", method, path, protocol);
124 
125     printf("method = %s, path = %s, protocol = %s\n", method, path, protocol);
126 
127     // 转码 将不能识别的中文乱码 - > 中文
128     // 解码 %23 %34 %5f
129     decode_str(path, path);
130         // 处理path  /xx
131         // 去掉path中的/
132         char* file = path+1;
133     // 如果没有指定访问的资源, 默认显示资源目录中的内容
134     if(strcmp(path, "/") == 0)
135     {
136         // file的值, 资源目录的当前位置
137         file = "./";
138     }
139 
140     // 获取文件属性
141     struct stat st;
142     int ret = stat(file, &st);
143     if(ret == -1)
144     {
145         // show 404
146         send_respond_head(cfd, 404, "File Not Found", ".html", -1);
147         send_file(cfd, "404.html");
148     }
149 
150     // 判断是目录还是文件
151     // 如果是目录
152     if(S_ISDIR(st.st_mode))
153     {
154         // 发送头信息
155         send_respond_head(cfd, 200, "OK", get_file_type(".html"), -1);
156         // 发送目录信息
157         send_dir(cfd, file);
158     }
159     else if(S_ISREG(st.st_mode))
160     {
161         // 文件
162         // 发送消息报头
163         send_respond_head(cfd, 200, "OK", get_file_type(file), st.st_size);
164         // 发送文件内容
165         send_file(cfd, file);
166     }
167 }
168 
169 // 发送目录内容
170 void send_dir(int cfd, const char* dirname)
171 {
172     // 拼一个html页面<table></table>
173     char buf[4094] = {0};
174 
175     sprintf(buf, "<html><head><title>目录名: %s</title></head>", dirname);
176     sprintf(buf+strlen(buf), "<body><h1>当前目录: %s</h1><table>", dirname);
177 
178     char enstr[1024] = {0};
179     char path[1024] = {0};
180     // 目录项二级指针
181     struct dirent** ptr;
182     int num = scandir(dirname, &ptr, NULL, alphasort);
183     // 遍历
184     for(int i=0; i<num; ++i)
185     {
186         char* name = ptr[i]->d_name;
187 
188         // 拼接文件的完整路径
189         sprintf(path, "%s/%s", dirname, name);
190         printf("path = %s ===================\n", path);
191         struct stat st;
192         stat(path, &st);
193 
194         encode_str(enstr, sizeof(enstr), name);
195         // 如果是文件
196         if(S_ISREG(st.st_mode))
197         {
198             sprintf(buf+strlen(buf), 
199                     "<tr><td><a href=\"%s\">%s</a></td><td>%ld</td></tr>",
200                     enstr, name, (long)st.st_size);
201         }
202         // 如果是目录
203         else if(S_ISDIR(st.st_mode))
204         {
205             sprintf(buf+strlen(buf), 
206                     "<tr><td><a href=\"%s/\">%s/</a></td><td>%ld</td></tr>",
207                     enstr, name, (long)st.st_size);
208         }
209         send(cfd, buf, strlen(buf), 0);
210         memset(buf, 0, sizeof(buf));
211         // 字符串拼接
212     }
213 
214     sprintf(buf+strlen(buf), "</table></body></html>");
215     send(cfd, buf, strlen(buf), 0);
216 
217     printf("dir message send OK!!!!\n");
218 #if 0
219     // 打开目录
220     DIR* dir = opendir(dirname);
221     if(dir == NULL)
222     {
223         perror("opendir error");
224         exit(1);
225     }
226 
227     // 读目录
228     struct dirent* ptr = NULL;
229     while( (ptr = readdir(dir)) != NULL )
230     {
231         char* name = ptr->d_name;
232     }
233     closedir(dir);
234 #endif
235 }
236 
237 // 发送响应头
238 void send_respond_head(int cfd, int no, const char* desp, const char* type, long len)
239 {
240     char buf[1024] = {0};
241     // 状态行
242     sprintf(buf, "http/1.1 %d %s\r\n", no, desp);
243     send(cfd, buf, strlen(buf), 0);
244     // 消息报头
245     sprintf(buf, "Content-Type:%s\r\n", type);
246     sprintf(buf+strlen(buf), "Content-Length:%ld\r\n", len);
247     send(cfd, buf, strlen(buf), 0);
248     // 空行
249     send(cfd, "\r\n", 2, 0);
250 }
251 
252 // 发送文件
253 void send_file(int cfd, const char* filename)
254 {
255     // 打开文件
256     int fd = open(filename, O_RDONLY);
257     if(fd == -1)
258     {
259         // show 404
260         return;
261     }
262 
263     // 循环读文件
264     char buf[4096] = {0};
265     int len = 0;
266     while( (len = read(fd, buf, sizeof(buf))) > 0 )
267     {
268         // 发送读出的数据
269         send(cfd, buf, len, 0);
270     }
271     if(len == -1)
272     {
273         perror("read file error");
274         exit(1);
275     }
276 
277     close(fd);
278 }
279 
280 // 解析http请求消息的每一行内容
281 int get_line(int sock, char *buf, int size)
282 {
283     int i = 0;
284     char c = '\0';
285     int n;
286     while ((i < size - 1) && (c != '\n'))
287     {
288         n = recv(sock, &c, 1, 0);
289         if (n > 0)
290         {
291             if (c == '\r')
292             {
293                 n = recv(sock, &c, 1, MSG_PEEK);
294                 if ((n > 0) && (c == '\n'))
295                 {
296                     recv(sock, &c, 1, 0);
297                 }
298                 else
299                 {
300                     c = '\n';
301                 }
302             }
303             buf[i] = c;
304             i++;
305         }
306         else
307         {
308             c = '\n';
309         }
310     }
311     buf[i] = '\0';
312 
313     return i;
314 }
315 
316 // 接受新连接处理
317 void do_accept(int lfd, int epfd)
318 {
319     struct sockaddr_in client;
320     socklen_t len = sizeof(client);
321     int cfd = accept(lfd, (struct sockaddr*)&client, &len);
322     if(cfd == -1)
323     {
324         perror("accept error");
325         exit(1);
326     }
327 
328     // 打印客户端信息
329     char ip[64] = {0};
330     printf("New Client IP: %s, Port: %d, cfd = %d\n",
331            inet_ntop(AF_INET, &client.sin_addr.s_addr, ip, sizeof(ip)),
332            ntohs(client.sin_port), cfd);
333 
334     // 设置cfd为非阻塞
335     int flag = fcntl(cfd, F_GETFL);
336     flag |= O_NONBLOCK;
337     fcntl(cfd, F_SETFL, flag);
338 
339     // 得到的新节点挂到epoll树上
340     struct epoll_event ev;
341     ev.data.fd = cfd;
342     // 边沿非阻塞模式
343     ev.events = EPOLLIN | EPOLLET;
344     int ret = epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, cfd, &ev);
345     if(ret == -1)
346     {
347         perror("epoll_ctl add cfd error");
348         exit(1);
349     }
350 }
351 
352 int init_listen_fd(int port, int epfd)
353 {
354     //　创建监听的套接字
355     int lfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
356     if(lfd == -1)
357     {
358         perror("socket error");
359         exit(1);
360     }
361 
362     // lfd绑定本地IP和port
363     struct sockaddr_in serv;
364     memset(&serv, 0, sizeof(serv));
365     serv.sin_family = AF_INET;
366     serv.sin_port = htons(port);
367     serv.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
368 
369     // 端口复用
370     int flag = 1;
371     setsockopt(lfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &flag, sizeof(flag));
372     int ret = bind(lfd, (struct sockaddr*)&serv, sizeof(serv));
373     if(ret == -1)
374     {
375         perror("bind error");
376         exit(1);
377     }
378 
379     // 设置监听
380     ret = listen(lfd, 64);
381     if(ret == -1)
382     {
383         perror("listen error");
384         exit(1);
385     }
386 
387     // lfd添加到epoll树上
388     struct epoll_event ev;
389     ev.events = EPOLLIN;
390     ev.data.fd = lfd;
391     ret = epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, lfd, &ev);
392     if(ret == -1)
393     {
394         perror("epoll_ctl add lfd error");
395         exit(1);
396     }
397 
398     return lfd;
399 }
400 
401 // 16进制数转化为10进制
402 int hexit(char c)
403 {
404     if (c >= '0' && c <= '9')
405         return c - '0';
406     if (c >= 'a' && c <= 'f')
407         return c - 'a' + 10;
408     if (c >= 'A' && c <= 'F')
409         return c - 'A' + 10;
410 
411     return 0;
412 }
413 
414 /*
415  *  这里的内容是处理%20之类的东西！是"解码"过程。
416  *  %20 URL编码中的‘ ’(space)
417  *  %21 '!' %22 '"' %23 '#' %24 '$'
418  *  %25 '%' %26 '&' %27 ''' %28 '('......
419  *  相关知识html中的‘ ’(space)是&nbsp
420  */
421 void encode_str(char* to, int tosize, const char* from)
422 {
423     int tolen;
424 
425     for (tolen = 0; *from != '\0' && tolen + 4 < tosize; ++from) 
426     {
427         if (isalnum(*from) || strchr("/_.-~", *from) != (char*)0) 
428         {
429             *to = *from;
430             ++to;
431             ++tolen;
432         } 
433         else 
434         {
435             sprintf(to, "%%%02x", (int) *from & 0xff);
436             to += 3;
437             tolen += 3;
438         }
439 
440     }
441     *to = '\0';
442 }
443 
444 
445 void decode_str(char *to, char *from)
446 {
447     for ( ; *from != '\0'; ++to, ++from  ) 
448     {
449         if (from[0] == '%' && isxdigit(from[1]) && isxdigit(from[2])) 
450         { 
451 
452             *to = hexit(from[1])*16 + hexit(from[2]);
453 
454             from += 2;                      
455         } 
456         else
457         {
458             *to = *from;
459 
460         }
461 
462     }
463     *to = '\0';
464 
465 }
466 
467 // 通过文件名获取文件的类型
468 const char *get_file_type(const char *name)
469 {
470     char* dot;
471 
472     // 自右向左查找‘.’字符, 如不存在返回NULL
473     dot = strrchr(name, '.');   
474     if (dot == NULL)
475         return "text/plain; charset=utf-8";
476     if (strcmp(dot, ".html") == 0 || strcmp(dot, ".htm") == 0)
477         return "text/html; charset=utf-8";
478     if (strcmp(dot, ".jpg") == 0 || strcmp(dot, ".jpeg") == 0)
479         return "image/jpeg";
480     if (strcmp(dot, ".gif") == 0)
481         return "image/gif";
482     if (strcmp(dot, ".png") == 0)
483         return "image/png";
484     if (strcmp(dot, ".css") == 0)
485         return "text/css";
486     if (strcmp(dot, ".au") == 0)
487         return "audio/basic";
488     if (strcmp( dot, ".wav" ) == 0)
489         return "audio/wav";
490     if (strcmp(dot, ".avi") == 0)
491         return "video/x-msvideo";
492     if (strcmp(dot, ".mov") == 0 || strcmp(dot, ".qt") == 0)
493         return "video/quicktime";
494     if (strcmp(dot, ".mpeg") == 0 || strcmp(dot, ".mpe") == 0)
495         return "video/mpeg";
496     if (strcmp(dot, ".vrml") == 0 || strcmp(dot, ".wrl") == 0)
497         return "model/vrml";
498     if (strcmp(dot, ".midi") == 0 || strcmp(dot, ".mid") == 0)
499         return "audio/midi";
500     if (strcmp(dot, ".mp3") == 0)
501         return "audio/mpeg";
502     if (strcmp(dot, ".ogg") == 0)
503         return "application/ogg";
504     if (strcmp(dot, ".pac") == 0)
505         return "application/x-ns-proxy-autoconfig";
506 
507     return "text/plain; charset=utf-8";
508 }

epoll_server.h

1 #ifndef _EPOLL_SERVER_H
 2 #define _EPOLL_SERVER_H
 3 
 4 int init_listen_fd(int port, int epfd);
 5 void epoll_run(int port);
 6 void do_accept(int lfd, int epfd);
 7 void do_read(int cfd, int epfd);
 8 int get_line(int sock, char *buf, int size);
 9 void disconnect(int cfd, int epfd);
10 void http_request(const char* request, int cfd);
11 void send_respond_head(int cfd, int no, const char* desp, const char* type, long len);
12 void send_file(int cfd, const char* filename);
13 void send_dir(int cfd, const char* dirname);
14 void encode_str(char* to, int tosize, const char* from);
15 void decode_str(char *to, char *from);
16 const char *get_file_type(const char *name);
17 
18 #endif

main.c

1 #include <stdio.h>
 2 #include <unistd.h>
 3 #include <stdlib.h>
 4 #include "epoll_server.h"
 5 
 6 int main(int argc, const char* argv[])
 7 {
 8     if(argc < 3)
 9     {
10         printf("eg: ./a.out port path\n");
11         exit(1);
12     }
13 
14     // 端口
15     int port = atoi(argv[1]);
16     // 修改进程的工作目录, 方便后续操作
17     int ret = chdir(argv[2]);
18     if(ret == -1)
19     {
20         perror("chdir error");
21         exit(1);
22     }
23     
24     // 启动epoll模型 
25     epoll_run(port);
26 
27     return 0;
28 }

【Linux C编程】第二十一章Linux高并发WEB服务器开发之版本2