B/S模式的web通信(高并发服务器)

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  • 目标
    • 实现的目标
  • 服务器代码(采用epoll实现服务器)
    • 整体框架
    • main函数
    • init_listen_fd函数(负责对lfd初始化的那一系列操作)
    • epoll_run函数
    • do_accept函数
    • do_read函数
      • 内容
      • 补充:http中的getline函数
    • 详解do_read函数(借助http协议进行通信的具体数据读写过程)
      • 首先实现单文件请求
        • 思路
        • 代码实现
        • 补充:正则表达式(简要介绍)

目标

实现的目标

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我们要实现,在服务器上启动服务之后,通过浏览器访问Ip+port,可以访问到服务器某个目录的文件
当然也可以使用域名访问,域名就是对IP+port进行了包装,域名需要申请

服务器代码(采用epoll实现服务器)

整体框架

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main函数

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首先,为了更加灵活的进行服务端的启动,我们在main函数中,定义两个参数,用于进行启动参数的配置和读取

首先,判断argv是否读到了三个字符串,如果小于三个字符串,则启动时没有按照规定进行启动参数设置,提示启输入./server 端口 以及要发布的文件所在路径

之后,通过argv[2],拿到输入的第二个字符串,即端口,将其atoi,转为字面值一样的int型,就拿到了开放的端口

之后,因为http协议中,对于从浏览器发送而来的文件的位置,是以启动配置的第三个参数为参考根目录的相对路径,服务器要设法拿到服务器对应的路径,而拼接路径又过于繁琐,所以,使用chdir函数,该函数可以让服务端的工作目录跳转到某个目录下(实际上就是与cd的作用一样),所以,chdir(argv[2]),就是将服务器跳转到第三个参数所指明的目录内,这样,从http协议封装出来的数据包拿到的数据,可以直接拿到当前服务器使用,因为服务器的工作目录已经跳转到第三个参数的目录了

之后使用封装的函数,根据传来的端口,启动epoll监听

init_listen_fd函数(负责对lfd初始化的那一系列操作)

在这里插入图片描述
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即,根据传入进来的port(端口)、epfd(epoll树根)等参数,进行lfd的创建以及上树

包括,创建socket、创建服务器地址结构、设置端口复用、给lfd绑定地址、设置监听上限、将lfd上树,预监听其读事件。
最后返回lfd

epoll_run函数

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根据传入的port,首先,创建一个epoll_event数组,用于后续的epoll_wait监听时返回套接字数组。创建epoll监听树树根,之后传入init_listen_fd函数,创建监听套接字lfd,并将其上树

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在lfd上树之后,我们就可以开始监听了
while循环内,使用epoll_wait开始监听,将监听结果返回到all_events数组。

之后拿到返回值,就是all_events数组的有效元素个数,也是其循环上限,
在循环内,我们默认只处理服务器的读事件(也就是只处理接收请求),其他事件不处理
将其元素挨个取出,转为指针,如果不是事件,直接continue,如果是,进行后续代码:
读事件又分为是lfd收到数据还是其他cfd受到数据:
如果是lfd,进行accept进行新的cfd创建与连接
如果是cfd,那么进行数据的读取

do_accept、do_read函数也是封装的函数

do_accept函数

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根据传入进来的lfd,和epoll的树根,进行新的cfd的创建以及相关设置

首先,调用accept函数,进行新的cfd的创建,返回新的cfd,

之后,将其设置为非阻塞

之后设置ET模式,这是经典的ET+非阻塞,是高效模式

最后将其挂上树,进行监听

do_read函数

内容

补充:http中的getline函数

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参数:第一个是表示从cfd文件描述符中读,第二个是传出参数,表示读到的数据,第三个是传出参数对应实参的开辟空间大小,使用时,直接传sizeof(第二个参)

其中,recv的第四个参数如果是0,那么就是真实的从缓冲区拿数据读进来
而如果其第四个参数是MSG_PEEK,那么就是拷贝读取,并不会动缓冲区中的数据

上图中的所有recv,每次都是只读取一个字节

返回值为所读取到的字节数,将数据读进传出参数buf中

详解do_read函数(借助http协议进行通信的具体数据读写过程)

首先实现单文件请求

思路

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1、首先使用封住的getline,读收到的http协议的请求行。
2、然后对其进行拆分
3、之后判断文件是否存在,使用stat()函数,如下:
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该函数传入文件路径,以及一个传出参数变量,即可通过返回值,判断文件是否存在,而这里传路径时,直接将拆分完的路径传入即可,会因为服务器已经在main函数时被chdir切换为了对应的目录,而浏览器也是以服务器启动时提供的路径为参考,所以,可以直接传入

4、判断传来的路径是文件还是目录(若是文件进行后续操作,若是目录,则将目录信息发送回去,此处不做研究)
5、使用open函数,打开文件,并将其内容读取到
6、首先封装http应答的数据包的协议头:
主要包含两部分,一个是第一行的版本号、状态码、状态描述
另一个是附加信息中的“文件类型”
7、将数据封装到协议头之后,最终生成http应答数据包,将其发送回浏览器

代码实现

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更正:145行,sizeof内应该是line,而不是buf
因为我们会频繁用到将某个cfd,关闭,且下树的操作,所以,可以将该操作封装为一个函数,如上图中的disconnect函数

之后,对do_read进行实现,首先,创建并初始化一个字符数组
之后,get_line读取数据,传入“传出参数”line,拿到数据
之后,对返回值进行判断,如果返回值为0,表示是对端关闭,所以,我们也进行disconnect操作
而如果不是0,则要进行数据的拆分了,现在在line数组中的是“GET ./hello.c HTTP/1.1”,即是由三个字符串组成的字符数组,接下来是拆分这三个字符串:
使用sscanf函数:
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首先定义三个字符数组,分别用于存储拆分后的结果
之后,调用sscanf函数,第一个参数传入要拆分的对象,第二个参数需要传入格式说明符(如%s,%d等),这里我们传入一个正则表达式,大概功能与“%s %s %s”差不多,注意要%s之间是空格,不可忽略
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补充:正则表达式(简要介绍)

正则表达式,就是专门对字符串进行操作的,他可以表示出你对字符串的任何需求
首先来看字符类:
在这里插入图片描述
其中,刚刚的[ ^空格],是匹配除空格之外的任意字符

更多请查看下列网站:
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