一个多线程web服务器实例（C）

manioster · 发表于 2006-10-14 20:52:58

特别声明：近日发现用GOOGLE搜索“多线程web服务器”，第一个结果就是本贴，这个是我的作业啊，请HNU04级的同学不要拿此贴来交作业啊，要是老师看到我们的作业一样的，我的辛苦就白费了！！
系统：fedora core 5
编译器：g++
实现功能：通过http协议，用浏览器查看服务器上的html,htm,jpg,jpeg,gif,png,css文件，或者说查看带有jpg,jpeg,gif等文件的网页，即是web~
把代码复制下来到linux里，照着后面的方法编译、运行，就可以看到一个简单的多线程服务器的效果了。

原理：
在浏览器中输入一个网址，回车之后，浏览器会向相应主机的相应端口发送一段报文，如果是http协议的（如平常看到的网页的传输协议），就会发送HTTP请求报文。下面是一个报文的例子：
[code:1]
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[/code:1]
我们在服务器端把收到的数据打印出来，可以看到浏览器发过来的就是这个东西。当然，也可以用ethereal等抓包工具来抓获这些报文。关于报文里写的是什么意思，网上有很多资料的，GOOGLE一下就有了。我们只看第一行。

GET表示是要从服务器获取文件，/index.html是文件的路径，这个路径是相对于服务器端程序所在文件夹的路径。如我的服务器端程序放在/home/mio/program/webserver1707/里面，那这个index.html在服务器上的绝对路径就是/home/mio/program/webserver1707/index.html。如果报文里是GET /admin/login.html HTTP/1.1的话,那么login.html文件在服务器端的路径是/home/mio/program/webserver1707/admin/login.html.HTTP/1.1表示的是HTTP协议的版本是1.1.

服务器端程序运行后，一直监听8848端品（0-1023的端口由IANA统一分配和控制的，不要用，最好选大一些的端口号。我原来用了个1234,用不了，还是选大一点好，可以用5460之类的啊～：）），当监听到客户端发来的请求后，就与客户端建立链接，接收客户端发过来的请求报文。我们如果把这些报文打出来，就可以看到就是与上面请求报文类似的东西了。

下面我们要根据所接受的到的请求报文（GET /index.html HTTP/1.1）来决定放给客户端（即浏览器）什么东西。这里我们看到浏览器要的是index.html这样一个html文本，我们就在相应路径（/home/mio/program/webserver1707/index.html）找到这个文件，不过不要急着发给客户端，我们要先告诉客户端，发过去的是一个html文件，让浏览器做好相应的准备。怎么让浏览器知道呢？我们还是用报文，这个报文叫响应报文。报文由状态行、首部行、实体主体三部分组成。状态行只有一行，它和首部行、首部行的每行之间是没有空行的，但是首部行与实体主体之间有一个空行，表明从这个空行开始，就是你浏览器要的数据了。下面是一个用ethereal抓到的响应报文：
[code:1]
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>
..........[/code:1]

第一个空行上面的就是“说明”了，下面是html代码。有了说明，浏览器就知道这是什么了，拿到这段数据后，就把这些html标签解释成各种各样的元素，在浏览器上有序地显示出来。浏览器还蛮聪明的，当看到<img src=..>标签，那就会又自己发一个请求报文给服务器，要求得到一个图像文件，请求报文就像：
[code:1]
GET /image/pp.jpg HTTP/1.1
....
[/code:1]
这样，服务器端就找到这个.jpg图像，加上"说明"之后发给浏览器，浏览器收到后就显示在对应的位置上。遇到包含css、js...的标签也一样。

如此重复，一个完整的webpage就会呈现在我们眼前了。

服务器端代码：
[code:1]
/*****************************************************************

  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 1

void 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 thread

   struct sockaddr_in server; //server's address info

   struct sockaddr_in client; //client's

   int sin_size;



   //create tcp socket

#ifdef DEBUG

   printf("socket....\n");

#endif

   if ((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....\n");

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

      perror("bind error.");

      exit(1);

   }



   printf("listen....\n");

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

      perror("listen() error\n");

      exit(1);

   }

   sin_size = sizeof(struct sockaddr_in);

   while(1)

   {

      //accept() using main thread

      printf("accepting....\n");

      if((connectfd = accept(listenfd,

      (struct sockaddr *)&client,

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

      printf("accept() error\n");

      }

      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....");

#endif

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

      perror("pthread_create() error");

      exit(1);

      }

   }

   close(listenfd);

}

//handle the request of the client

void 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("\nTHE REQUEST IS :%s\n",requestline);

#endif

strcpy(filepath,"./");

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

strcpy(extname, getextname(filepath));

#ifdef DEBUG

printf("cmd:%s\nfilepath:%s\nextname:%s\n",cmd,filepath,extname);

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

#endif

if(strcmp(cmd,"GET") == 0){

//the command is get

#ifdef DEBUG

printf("cmd(%s)==GET\n",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\n",filepath);

#endif

if( fileordirExist( strcat(filepath,"index.htm") )){

sendobj(connectfd,"index.htm");

}else if(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\n");

#endif

msg404(connectfd);

}

}else{

#ifdef DEBUG

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

#endif

}

#ifdef DEBUG

printf(":::::::::::::end:::::::::::::::\n");

#endif

close(connectfd);

}

//send the 404 error message to the client

void msg404(int connectfd)

{

char* msg;

msg  = "HTTP/1.0 404 Not Found\r\nContent-Type: text/plain\r\n\n404 not found by Manio";

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

}

//is the filepath a file  or directory

int fileordirExist(char* fpath)

{

struct stat filestat;

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

}

// is the filepath a directory

int IsDIR(char* fpath)

{

#ifdef DEBUG

printf("IN IsDIR\n");

#endif

struct stat filestat;

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

}

//send the data of the file which the client want

int 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);

return 0;

}

//write the packet header to the client

int writehead(FILE* cfp, char* extname)

{

#ifdef DEBUG

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

#endif

char* content = "text/plain";

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

content = "text/html";

else if ( strcmp(extname,"css") == 0 )

content = "text/css";

else if ( strcmp(extname,"gif") == 0 )

content = "image/gif";

else if ( strcmp(extname,"jpeg") == 0 || strcmp(extname,"jpg") == 0)

content = "image/jpeg";

else if ( strcmp(extname,"png") == 0)

content = "image/png";

#ifdef DEBUG

printf("HTTP/1.1 200 OK\n");

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

#endif

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

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

return 0;

}

//get the extent name of the file

char* getextname(char* filepath)

{

char* p;

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

         return p+1;

return NULL;

}

//invoked by pthread_create

void* start_routine(void* arg)

{

ARG *info;

info = (ARG *)arg;

//handle client's requirement

process_cli(info->connfd, info->client);

delete arg;

pthread_exit(NULL);

}

[/code:1]

运行方法：

在fc5中打开控制台，按下面的方法进行

[root@localhost webserver1707]# ls
admin header img index.htm~
chinaunix.html header~ index.htm mymultiwebserver.c
[root@localhost webserver1707]# g++ -g -o mymultiwebserver mymultiwebserver.c -lpthread
mymultiwebserver.c: In function 鈥榲oid* start_routine(void*)鈥?
mymultiwebserver.c:253: 璀﹀憡锛氬垹闄?鈥榲oid*鈥?鏈?畾涔?[root@localhost 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:::::::::::::::

放一个index.htm文件在此程序所在的文件夹，打开浏览器，在地址栏输入http://127.0.0.1:8848/，就可以看到网页了～

学艺不精，如文有不当之处，请指出：）

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