【网络基础】HTTP协议的基本知识与服务器实现

文章目录

[1. 认识URL](#1. 认识URL)
[2. urlencode和urldecode](#2. urlencode和urldecode)
[3. http 协议格式](#3. http 协议格式)
- [**3.1 HTTP请求格式**](#3.1 HTTP请求格式)
- [**3.2 HTTP响应格式**](#3.2 HTTP响应格式)
[4. HTTP 常见头部-Header](#4. HTTP 常见头部-Header)
[5. HTTP的方法](#5. HTTP的方法)
- **幂等性与安全性解释**
- - **幂等性**
  - **安全性**
[6. HTTP的状态码](#6. HTTP的状态码)
- [HTTP 状态码简介](#HTTP 状态码简介)
[7. 编写HTTP服务器获取http请求与响应信息](#7. 编写HTTP服务器获取http请求与响应信息)
- [7.0 Logger.hpp](#7.0 Logger.hpp)
- [7.1 Socket.hpp](#7.1 Socket.hpp)
- [7.2 TcpServer.hpp](#7.2 TcpServer.hpp)
- [7.3 Session.hpp](#7.3 Session.hpp)
- [7.4 HttpProtocol.hpp](#7.4 HttpProtocol.hpp)
- [7.5 main.cc](#7.5 main.cc)
- [7.6 代码链接：](#7.6 代码链接：)

1. 认识URL

URL即我们俗称的网址，一般标注的URL都有以下的几部分，我们以一个示例来举证：

协议部分（Protocol）: https://，指示使用HTTPS协议进行通信。
登录信息部分（Username and Password）: username:password@，表示需要提供用户名和密码来访问该资源。注意，这种方式传输的密码明文可能会被窃取，因此不建议在实际应用中使用。
域名部分（Domain Name）: www.example.com，表示需要访问的服务器的域名或IP地址。
端口号部分（Port Number）: 未指定端口号，默认使用协议的默认端口。
路径部分（Path）: /path/to/resource，表示需要访问的资源的路径。
查询参数部分（Query Parameters）: ?key1=value1&key2=value2，表示需要传递给服务器的额外数据。多个键值对之间使用 & 符号连接。
片段标识部分（Fragment Identifier）: #section，表示需要访问的页面内的特定位置（例如HTML文档中的锚点）。

2. urlencode和urldecode

我们可以注意到，URL中会出现如 /, ?, : 等特殊字符，它们在URL中具有特别的意义。如果数据或参数中包含这些特殊字符，就需要进行转义处理。转义规则如下：

转义规则

空格：空格通常被转义为%20。
保留字符：以下字符是URL中的保留字符，在某些上下文中具有特殊含义，因此需要进行转义。
- 冒号（:） 转义为%3A
- 斜杠（/） 转义为%2F
- 问号（?） 转义为%3F
- 井号（#） 转义为%23
- 方括号（[ 和 ]） 转义为%5B 和 %5D
- 百分号（%） 转义为%25
非ASCII字符 ：非ASCII字符需要进行URL编码。它们将以 %xx 的形式表示，其中 xx 是字符的ASCII码值的十六进制表示。
其他特殊字符：除了上述情况外，其他特殊字符也可能需要转义，例如各种标点符号。

总结

转义的过程就是 urlencode 到 urldecode 的过程。urldecode 是 urlencode 的逆过程。

3. http 协议格式

**HTTP（Hypertext Transfer Protocol）**是一种用于传输超文本的应用层协议，用于在客户端和服务器之间传输信息。下面是一个简单的HTTP请求和响应的格式：

3.1 HTTP请求格式

一个简单的HTTP请求由以下几个部分组成：

请求行：包含请求方法、请求的URL以及协议版本。
请求头：包含了关于请求资源、客户端和更多信息的头部信息。
空行：用于分隔请求头和请求体。
请求体：包含实际发送给服务器的数据。

示例：

cpp 复制代码

GET /index.html HTTP/1.1
Host: www.example.com
User-Agent: Mozilla/5.0
Accept-Language: en-US

Hello, server!

3.2 HTTP响应格式

一个简单的HTTP响应由以下几个部分组成：

状态行：包含协议版本、状态码以及状态信息。
响应头：包含了响应资源、服务器和更多信息的头部信息。
空行：用于分隔响应头和响应体。
响应体：包含实际返回给客户端的数据。

示例：

c 复制代码

HTTP/1.1 200 OK
Server: Apache
Content-Type: text/html

<html>
<head><title>Hello, client!</title></head>
<body>
<h1>Welcome to my website!</h1>
</body>
</html>

头部名	描述
Content-Type	指定请求或响应中的实体主体的媒体类型。
Content-Length	指定请求或响应中实体主体的长度，以字节为单位。
User-Agent	标识发起请求的用户代理（例如浏览器、爬虫等）的名称和版本号。
Cache-Control	指定请求或响应的缓存机制。
Authorization	用于向服务器提供身份验证凭据。
Cookie	用于在客户端和服务器之间传递会话信息的标头字段。
Accept	指定客户端接受的媒体类型，用于响应内容协商。
Location	指定了重定向的目标位置。
Referer	指定了当前请求来源的URL。
If-None-Match	用于条件请求，指定了请求资源的实体标签（ETag）。
ETag	用于响应中表示实体标签，用于缓存验证。

5. HTTP的方法

方法	描述	幂等性	安全性
GET	获取指定资源的表示形式	是	是
POST	向指定资源提交数据进行处理	否	否
PUT	将指定的资源用请求的表示替换掉目标资源	是	否
DELETE	删除指定的资源	是	否
HEAD	获取指定资源的头部信息	是	是
OPTIONS	获取当前资源支持的HTTP方法列表和其他通信选项	是	是
TRACE	对请求的传输路径进行追踪，主要用于测试和诊断	是	是
CONNECT	建立与资源的双向连接，主要用于代理服务器	否	否
PATCH	对指定资源进行局部修改	否	否
COPY	将指定的资源复制到新的位置	否	否
MOVE	将指定的资源从原位置移动到新位置	否	否
LINK	将指定资源与另外一个资源进行关联	否	否
UNLINK	取消指定资源与另外一个资源的关联	否	否

幂等性与安全性解释

幂等性

定义: 幂等性是指对同一个请求执行一次或多次，结果都应该是一样的。也就是说，对于具有幂等性的操作，重复执行多次不会产生副作用。

GET: 获取资源的请求。无论请求多少次，资源的状态不会改变，因此GET请求是幂等的。

PUT: 替换资源的请求。即使多次执行同样的PUT请求，资源的状态也不会改变，因此PUT请求是幂等的。

DELETE: 删除资源的请求。重复删除同一资源不会有额外的副作用，因为资源已经被删除，因此DELETE请求是幂等的。

HEAD: 获取资源头部信息。与GET类似，不会改变资源的状态，因此HEAD请求是幂等的。

OPTIONS: 获取资源支持的HTTP方法。不会改变资源状态，因此OPTIONS请求是幂等的。

TRACE: 追踪请求的传输路径。不会改变资源状态，因此TRACE请求是幂等的。

非幂等操作:

POST: 向服务器提交数据进行处理。重复执行POST请求可能会导致不同的结果或副作用，因此POST请求不是幂等的。

PATCH: 对资源进行局部修改。重复PATCH请求可能会产生不同的结果，因此PATCH请求不是幂等的。

COPY: 复制资源到新位置。重复执行COPY请求可能会创建多个副本，因此COPY请求不是幂等的。

MOVE: 移动资源到新位置。重复执行MOVE请求可能会产生不同的结果，因此MOVE请求不是幂等的。

LINK: 将资源与另一个资源关联。重复LINK请求可能会导致多个关联，因此LINK请求不是幂等的。

UNLINK: 取消资源与另一个资源的关联。重复UNLINK请求可能会产生不同的结果，因此UNLINK请求不是幂等的.

CONNECT: 建立与资源的双向连接。重复CONNECT请求可能会导致不同的连接，因此CONNECT请求不是幂等的。

安全性

定义: 安全性是指执行请求不会对服务器资源状态产生影响。安全的操作不会导致资源的状态发生改变。

GET: 获取资源的请求。此请求不会修改资源，因此GET请求是安全的。

HEAD: 获取资源的头部信息。此请求不会修改资源，因此HEAD请求是安全的.

OPTIONS: 获取资源支持的HTTP方法。此请求不会修改资源，因此OPTIONS请求是安全的.

TRACE: 追踪请求的传输路径。此请求不会修改资源，因此TRACE请求是安全的。

非安全操作:

POST: 向服务器提交数据进行处理。此请求可能会修改服务器上的资源，因此POST请求不是安全的。

PUT: 替换资源。此请求会改变资源的状态，因此PUT请求不是安全的。

DELETE: 删除资源。此请求会改变资源的状态，因此DELETE请求不是安全的.

PATCH: 局部修改资源。此请求会改变资源的状态，因此PATCH请求不是安全的。

COPY: 复制资源。此请求会改变资源的状态，因此COPY请求不是安全的.

MOVE: 移动资源。此请求会改变资源的状态，因此MOVE请求不是安全的.

LINK: 关联资源。此请求会改变资源的状态，因此LINK请求不是安全的.

UNLINK: 取消资源的关联。此请求会改变资源的状态，因此UNLINK请求不是安全的.

CONNECT: 建立双向连接。此请求可能会改变服务器的状态，因此CONNECT请求不是安全的.

6. HTTP的状态码

HTTP 状态码简介

HTTP状态码是服务器对客户端请求的响应结果的标识，采用三位数字代码的形式。每个状态码表示服务器对请求处理的结果，并帮助客户端了解请求的处理状态。以下是一些常见的HTTP状态码及其含义：

成功状态码

200 OK
说明 : 请求成功，服务器已成功处理了请求。
示例: 访问一个网页或获取数据成功。
201 Created
说明 : 请求已成功处理，并在服务器上创建了一个新的资源。
示例: 用户注册成功，新账号被创建。
204 No Content
说明 : 服务器成功处理了请求，但没有返回任何内容。
示例: 删除操作成功，但没有需要返回的数据。

客户端错误状态码

400 Bad Request
说明 : 客户端发出的请求有语法错误或无法理解。
示例: 请求中缺少必需的参数或包含无效的数据。
401 Unauthorized
说明 : 请求需要用户身份验证。
示例: 用户尝试访问受保护的资源，但未提供有效的凭证。
403 Forbidden
说明 : 服务器理解请求，但拒绝执行。通常是因为请求的资源对用户不可用。
示例: 用户尝试访问不允许的页面或资源。
404 Not Found
说明 : 服务器无法找到请求的资源。
示例: 用户访问的网页或文件不存在。

服务器错误状态码

500 Internal Server Error
说明 : 服务器遇到了意外情况，无法完成请求。
示例: 服务器内部错误导致请求失败。
502 Bad Gateway
说明 : 作为网关或代理服务器的服务器从上游服务器收到无效的响应。
示例: 网关服务器无法从上游服务器获取有效的响应。
503 Service Unavailable
说明 : 服务器当前无法处理请求，通常用于服务器维护或过载时。
示例: 服务器正在进行维护，暂时无法提供服务。

7. 编写HTTP服务器获取http请求与响应信息

在了解了http的相关内容后，下面我们编写一个http服务，用来获取http相应与请求信息。

包含以下部分：

Socket.hpp：套接字的管理，tcpSocket；
TcpServer.hpp：封装了Tcp服务器类
Session.hpp：用户会话，以及sessionManager类，管理用户信息
HttpProtocol.hpp：http协议的相关操作，如解析
wwwroot文件夹：存放html文件、图片文件等
main.cc：主文件，用于启动服务器，最后生成可执行文件
Logger.hpp: 日志输出类，用于打印错误日志等

7.0 Logger.hpp

cpp 复制代码

#ifndef __M_LOG_H__
#define __M_LOG_H__

#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <ctime>

#define DBG_LEVEL 0
#define INF_LEVEL 1
#define ERR_LEVEL 2
#define DEFAULT_LEVEL DBG_LEVEL

#define LOG(level_str, level, format, ...) \
    if (level >= DEFAULT_LEVEL) { \
        time_t t = time(nullptr); \
        struct tm* ptm = localtime(&t); \
        char time_str[32]; \
        strftime(time_str, /*sizeof(time_str)*/31, "%H:%M:%S", ptm); \
        printf("[%s][%s][%s:%d]\t" format "\n", level_str, time_str, __FILE__, __LINE__, ##__VA_ARGS__); \
    } \

#define DLOG(format, ...) LOG("DBG", DBG_LEVEL, format, ##__VA_ARGS__)
#define ILOG(format, ...) LOG("INF", INF_LEVEL, format, ##__VA_ARGS__)
#define ELOG(format, ...) LOG("ERR", ERR_LEVEL, format, ##__VA_ARGS__)

#endif

7.1 Socket.hpp

cpp 复制代码

#pragma once

#include <iostream>
#include <string>
#include <cstring>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include "Logger.hpp"

#define Convert(addrptr) ((struct sockaddr *)addrptr)

namespace network
{
    const static int defaultsockfd = -1; // 默认socket文件描述符
    const int backlog = 5; // 最大连接请求数

    enum // 错误类型
    {
        SocketError = 1,
        BindError,
        ListenError,
        SendError,
    };

    // 封装Socket接口类（设计模式：模板方法类）
    class Socket
    {
    public:
        virtual ~Socket() {}
        virtual void CreateSocketOrDie() = 0;
        virtual void BindSocketOrDie(uint16_t port) = 0;
        virtual void ListenSocketOrDie(int backlog) = 0;
        virtual Socket *AcceptConnection(std::string *peerip, uint16_t *peerport) = 0;
        virtual bool ConnectServer(std::string &serverip, uint16_t serverport) = 0;
        virtual int GetSockFd() = 0;
        virtual void SetSockFd(int sockfd) = 0;
        virtual void CloseSocket() = 0;
        virtual bool Recv(std::string *buffer, int size) = 0;
        virtual void Send(std::string &send_str) = 0;
        virtual void ReUseAddr() = 0;
    public:
        // 建立监听套接字
        void BuildListenSocketMethod(uint16_t port, int backlog)
        {
            CreateSocketOrDie();
            ReUseAddr();
            BindSocketOrDie(port);
            ListenSocketOrDie(backlog);
        }
        
        // 连接服务器
        bool BuildConnectSocketMethod(std::string &serverip, uint16_t serverport)
        {
            CreateSocketOrDie();
            return ConnectServer(serverip, serverport);
        }

        // 建立普通套接字
        void BuildNormalSocketMethod(int sockfd)
        {
            SetSockFd(sockfd);
        }
    };

    class TcpSocket : public Socket
    {
    public:
        TcpSocket(int sockfd = defaultsockfd) : _sockfd(sockfd) {}
        ~TcpSocket() { 
            // CloseSocket(); 
        }

        void CreateSocketOrDie() override
        {
            _sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
            if(_sockfd < 0)
            {
                std::cerr << "socket create error" << std::endl;
                exit(SocketError);
            }
        }

        void BindSocketOrDie(uint16_t port) override
        {
            struct sockaddr_in addr;
            memset(&addr, 0, sizeof(addr));
            addr.sin_family = AF_INET;
            addr.sin_port = htons(port);
            addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;

            if(::bind(_sockfd, Convert(&addr), sizeof(addr)) < 0) {                
                ELOG("bind error: %s", strerror(errno));
                exit(SocketError);
            }
        }

        void ListenSocketOrDie(int backlog) override
        {
            if(listen(_sockfd, backlog) < 0) {
                std::cerr << "listen error" << std::endl;
                exit(SocketError);
            }
        }

        Socket *AcceptConnection(std::string *peerip, uint16_t *peerport) override
        {
            struct sockaddr_in peer;
            socklen_t len = sizeof(peer);
            int newfd = accept(_sockfd, Convert(&peer), &len);
            if(newfd < 0) {
                std::cerr << "accept error" << std::endl;
                exit(SocketError);
            }
            
            *peerport = ntohs(peer.sin_port);
            *peerip = inet_ntoa(peer.sin_addr);

            return new TcpSocket(newfd); // -> Socket *socket = new TcpSocket(newfd);
        }

        bool ConnectServer(std::string &serverip, uint16_t serverport) override
        {
            struct sockaddr_in server;
            server.sin_family = AF_INET;
            server.sin_port = htons(serverport);
            server.sin_addr.s_addr = inet_addr(serverip.c_str());

            if(connect(_sockfd, Convert(&server), sizeof(server) < 0)) {
                std::cerr << "connect error" << std::endl;
                return false;
            }

            return true;
        }

        int GetSockFd() override
        {
            return _sockfd;
        }

        void SetSockFd(int sockfd) override
        {
            _sockfd = sockfd;
        }

        void CloseSocket() override
        {
            if(_sockfd > defaultsockfd) {
                close(_sockfd);
            }
        }

        bool Recv(std::string *buffer, int size) override
        {
            char recvBuffer[size];
            int recvLen = recv(_sockfd, recvBuffer, size, 0);
            if(recvLen < 0) {
                std::cerr << "recv error" << std::endl;
                return false;
            } else if(recvLen == 0) {
                return false;
            }

            recvBuffer[recvLen] = '\0';
            *buffer += recvBuffer;
            return true;
        }

        void Send(std::string &send_str) override
        {
            if(send(_sockfd, send_str.c_str(), send_str.size(), 0))
            {
                std::cerr << "send error" << std::endl;
                exit(SendError);
            }
        }

        void ReUseAddr() override
        {
            int opt = 1;
            setsockopt(_sockfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &opt, sizeof(opt));
        }

    private:
        int _sockfd;
    };
}

在上面整个文件中，我们将socket有关的类与参数都实现在一个命名空间network中，Socket类作为TcpSocket的父类生命了相关的套接字操作函数，后者将这些函数重写实现。

7.2 TcpServer.hpp

TcpServer类基于实现的TcpSocket套接字管理类，通过

cpp 复制代码

#pragma once

#include "Socket.hpp"
#include <iostream>
#include <pthread.h>
#include <functional>

// http协议底层为tcp协议
using func_t = std::function<std::string(std::string &request)>;

class TcpServer;

class ThreadData
{
public:
    ThreadData(TcpServer *tcp_this, network::Socket *sockp) : _this(tcp_this), _sockp(sockp)
    {}

public:
    TcpServer *_this;
    network::Socket *_sockp;
};

class TcpServer
{
public:
    TcpServer(uint16_t port, func_t request_handler) : _port(port), _listen_socket(new network::TcpSocket()), _request_handler(request_handler)
    {
        _listen_socket->BuildListenSocketMethod(_port, network::backlog);
    }

    ~TcpServer()
    {
        delete _listen_socket;
    }

    static void* ThreadRun(void* args)
    {
        pthread_detach(pthread_self()); // 分离线程: 线程结束时自动回收资源
        ThreadData* td = static_cast<ThreadData*>(args);
        std::string http_request; // http请求

        // 接收请求
        if(td->_sockp->Recv(&http_request, 4096)) {
            // 
            std::string http_response = td->_this->_request_handler(http_request);
            if(!http_request.empty()) {
                td->_sockp->Send(http_response); // 发送响应
            }
        }

        td->_sockp->CloseSocket();
        delete td->_sockp;
        delete td;
        return nullptr;
    }

    // 循环监听
    void Loop()
    {
        while(true) 
        {
            std::string peerip;
            uint16_t peerport;
            network::Socket* newSock = _listen_socket->AcceptConnection(&peerip, &peerport);
            if(!newSock) {
                // std::cerr << "accept error" << std::endl;
                continue;
            }

            std::cout << "new connection from " << peerip << ":" << peerport << std::endl;
            ThreadData* td = new ThreadData(this, newSock);
            pthread_t tid;
            pthread_create(&tid, nullptr, ThreadRun, td);
        }
    }

private:
    int _port;
    network::Socket *_listen_socket;
public:
    func_t _request_handler;
};

7.3 Session.hpp

cpp 复制代码

#pragma once

#include <iostream>
#include <memory>
#include <unordered_map>
#include "Logger.hpp"

class Session
{
public:
    using ptr = std::shared_ptr<Session>;
    Session(){}
    Session(std::string username, std::string password, std::string status, uint64_t login_time){}
    ~Session(){}


private:
    std::string username;
    std::string password;
    std::string status;
    uint64_t login_time; // 时刻
    // 等等阶段信息、参数
};

class SessionManager
{
public:
    SessionManager(){}
    ~SessionManager(){}

    bool FindSession(std::string& session_id)
    {
        if(sessions.find(session_id) == sessions.end()) {
            DLOG("session_id not found\n");
            return false;
        }

        return true;
    }

    std::string AddSession(std::string username, std::string password, std::string status, uint64_t login_time)
    {
        std::string session_id = username + std::to_string(login_time);
        sessions[session_id] = std::make_shared<Session>(username, password, status, login_time);
        return session_id;
    }

    void DelSession(std::string& session_id)
    {
        if(sessions.find(session_id) == sessions.end()) {
            DLOG("session_id not found\n");
        }
        
        sessions.erase(session_id);
        // return true;
    }

    void ModifySession(std::string& session_id, Session::ptr session)
    {
        if(sessions.find(session_id) == sessions.end()) {
            DLOG("session_id not found\n");
            return ;
        }

        sessions[session_id] = session;
    }

private:
    std::unordered_map<std::string, Session::ptr> sessions;
};

7.4 HttpProtocol.hpp

HttpProtocol.hpp包含对http协议的相关操作，如序列化反序列化，解码格式等

cpp 复制代码

#pragma once

#include <iostream>
#include <string>
#include <sstream>
#include <vector>
#include <fstream>
#include "Session.hpp"

const std::string HTTPSEP = "\r\n";
const std::string HOMEPAGE = "index.html";
const std::string WWWROOT = "./wwwRoot";

class HttpRequest
{
public:
    HttpRequest() : _req_blank(HTTPSEP), _path(WWWROOT)
    {}

    ~HttpRequest(){}

    // line: 输出型参数
    bool GetLine(std::string& str, std::string* line)
    {
        auto pos = str.find(HTTPSEP);
        if (pos == std::string::npos) 
            return false;

        *line = str.substr(0, pos);
        str.erase(0, pos + HTTPSEP.size());
        return true;
    }

    // 反序列化
    bool Deserialize(std::string& request) 
    {
        std::string line;
        if(!GetLine(request, &line))
            return false;
        
        _req_line = line;
        while(true)
        {
            bool flag = GetLine(request, &line);
            if(flag && line.empty()) {
                _req_content = request;
                break;
            } else if (flag && !line.empty()) {
                _req_header.push_back(line);
            } else {
                break;
            }
        }

        return true;
    }

    // 解析请求行
    void ParseReqLine()
    {
        std::stringstream ss(_req_line);
        ss >> _method >> _url >> _http_version;

        if(_url == "/") {
            _path += _url;
            _path += HOMEPAGE;
        } else {
            _path += _url;
        }
    }

    void ParseSuffix() 
    {
        auto pos = _path.rfind(".");
        if(pos == std::string::npos)
            _suffix = ".html";
        else
            _suffix = _path.substr(pos);    
    }

    void Parse()
    {
        // 解析请求行
        ParseReqLine();
        // 解析后缀 wwwroot/A/B/C.html -> .html
        ParseSuffix();
    }

    // 输出http请求信息
    void DebugHttp()
    {
        std::cout << "_req_line: " << _req_line << std::endl;
        for (auto &line : _req_header)
        {
            std::cout << "---> " << line << std::endl;
        }
        std::cout << "_req_blank: " << _req_blank << std::endl;
        std::cout << "_req_content: " << _req_content << std::endl;

        std::cout << "Method: " << _method << std::endl;
        std::cout << "url: " << _url << std::endl;
        std::cout << "http_version: " << _http_version << std::endl;
    }

    // 获取文件内容
    std::string GetFileContent(const std::string& path) 
    {
        std::ifstream in(path, std::ios::binary);
        if (!in.is_open())
            return "";
 
        in.seekg(0, in.end); // 设置文件流的读取位置
        int fSize = in.tellg(); // 获取文件大小
        in.seekg(0, in.beg);

        std::string content; // 将文件内容读取到content
        content.resize(fSize);
        in.read(&content[0], fSize);

        in.close();

        return content;
    }

    std::string GetFileContent()
    {
        return GetFileContent(_path);
    }

    std::string Get_ERROR_404()
    {
        return GetFileContent("./wwwRoot/404.html");
    }

    std::string Url()
    {
        return _url;
    }

    std::string Path()
    {
        return _path;
    }

    std::string Suffix()
    {
        return _suffix;
    }

private:
    // 报文请求内容
    std::string _req_line;
    std::vector<std::string> _req_header;
    std::string _req_blank;
    std::string _req_content;

    // 解析后
    std::string _method; // GET POST
    std::string _url;      // 请求行中的url
    std::string _http_version; // HTTP/1.1
    std::string _path; // "./wwwRoot"
    std::string _suffix; // 请求资源的后缀
};


const std::string BlankSep = " ";
const std::string LineSep = "\r\n";

class HttpResponse
{
public:
    HttpResponse() : _http_version("HTTP/1.0"), _status_code(200), _status_code_desc("OK"), _resp_blank(LineSep)
    {}
    ~HttpResponse(){}

    void SetCode(int code) 
    {
        _status_code = code;
    }

    void SetCodeDesc(const std::string& desc)
    {
        _status_code_desc = desc;
    }

    void SetHttpVersion(const std::string& version)
    {
        _http_version = version;
    }

    void SetContent(const std::string& content)
    {
        _resp_content = content;
    }

    void AddHeader(const std::string& header)
    {
        _resp_header.push_back(header);
    }

    void MakeStatusLine()
    {
        // HTTP/1.1 200 OK\r\n
        _status_line = _http_version + BlankSep + std::to_string(_status_code) + BlankSep + _status_code_desc + LineSep;
    }

    std::string Serialize()
    {
        std::string resp_str = _status_line;
        for (auto &header : _resp_header)
        {
            // resp_str += header + LineSep;
            resp_str += header;
        }

        resp_str += _resp_blank + _resp_content;

        return resp_str;
    }

private:
    std::string _status_line;
    std::vector<std::string> _resp_header;
    std::string _resp_blank;
    std::string _resp_content;

    std::string _http_version;
    int _status_code;
    std::string _status_code_desc;
};

7.5 main.cc

cpp 复制代码

#include <iostream>
#include <memory>
#include <string>
#include <fstream>
#include <unistd.h>
#include "HttpProtocol.hpp"
#include "Session.hpp"
#include "TcpServer.hpp"

std::string CodeToDesc(int code)
{
    switch (code)
    {
    case 200:
        return "OK";
    case 301:
        return "Moved Permanently";
    case 302:
        return "Found";
    case 307:
        return "Temporary Redirect";
    case 400:
        return "Bad Request";
    case 404:
        return "Not Found";
    case 500:
        return "Internal Server Error";
    default:
        return "Unknown";
    }
}

std::string SuffixToType(std::string suffix)
{
    if(suffix == ".html") {
        return "text/html";
    } else if(suffix == ".png") {
        return "img/png";
    } else if(suffix == ".jpg") {
        return "img/jpg";
    } else {
        return "text/html";
    }
}

SessionManager online_user;

std::string HttpRequestHandler(std::string& request) {
    HttpRequest req;
    // 反序列化请求
    req.Deserialize(request);
    req.Parse();
    req.DebugHttp(); // 打印请求信息

    int status_code = 200;

    std::string content = req.GetFileContent();
    if(content.empty()) {
        status_code = 404;
        content = req.Get_ERROR_404(); // 返回404页面
    }

    HttpResponse resp;
    std::string user = "李天所";
    std::string password = "114514";
    std::string status = "logined"; // 示例状态，代表用户状态的值
    uint64_t login_time = static_cast<uint64_t>(std::time(nullptr)); // 当前时间的时间戳，确保使用 uint64_t 类型

    if (req.Url() == "/register") {
        std::string sessionid = online_user.AddSession(user, password, status, login_time);
        // 处理 sessionid，可能需要将其包含在响应中
        std::string session = "Set-Cookie: sessionid=" + sessionid + "\r\n";
        resp.AddHeader(session); // 添加 session 到响应头
    }

    if(req.Url() == "/login") {
        std::string sessionid;
        if(online_user.FindSession(sessionid)) {
            // 处理 sessionid，可能需要将其包含在响应中
            std::string session = "Set-Cookie: sessionid=" + sessionid + "\r\n";
            resp.AddHeader(session); // 添加 session 到响应头
        }
    }

    // 测试
    resp.SetCode(status_code);
    resp.SetCodeDesc(CodeToDesc(status_code));
    resp.MakeStatusLine();
    std::string content_len_str = "Content-Length: " + std::to_string(content.size()) + "\r\n";
    resp.AddHeader(content_len_str);
    std::string content_type_str = "Content-Type: " + SuffixToType(req.Suffix()) + "\r\n"; // 正文的类型
    resp.AddHeader(content_type_str);

    std::string namecookie = "Set-Cookie: username=李天所\r\n";
    resp.AddHeader(namecookie);
    std::string passwdcookie = "Set-Cookie: password=114514\r\n";
    resp.AddHeader(passwdcookie);
    std::string statuscookie = "Set-Cookie: status=logined\r\n";
    resp.AddHeader(statuscookie);

    resp.SetContent(content);

    return resp.Serialize();
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    if(argc != 2) {
        std::cerr << "Usage: " << argv[0] << " <port>" << std::endl;
        return -1;
    }

    uint16_t port = std::stoi(argv[1]);

    std::unique_ptr<TcpServer> svr(new TcpServer(port, HttpRequestHandler));

    svr->Loop();

    return 0;
}

结果演示：

【网络基础】HTTP协议的基本知识与服务器实现

文章目录

1. 认识URL

2. urlencode和urldecode

3. http 协议格式

3.1 HTTP请求格式

3.2 HTTP响应格式

4. HTTP 常见头部-Header

5. HTTP的方法

幂等性与安全性解释

幂等性

安全性

6. HTTP的状态码

HTTP 状态码简介

成功状态码

客户端错误状态码

服务器错误状态码

7. 编写HTTP服务器获取http请求与响应信息

7.0 Logger.hpp

7.1 Socket.hpp

7.2 TcpServer.hpp

7.3 Session.hpp

7.4 HttpProtocol.hpp

7.5 main.cc

7.6 代码链接：