C++学习之服务器EPOLL模型、处理客户端请求、向客户端回复数、向客户端发送文件

李匠20242025-04-10 18:09

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1.启动epoll模型

2.和客户端建立新连接

3.接受客户端Http请求数据

4.代码回顾从接受的数据中读出请求行

5.请求行解析

6.正则表达式以及匹配

7.解析请求行以及后续处理

8.对path处理说明

9.如何回复响应数据

10.对文件对应content-type如何查询

11.服务器处理流程梳理

12.和客户端断开连接处理

13.http请求处理流程回顾

14.发送状态行和响应头

15.根据文件获取content-type和发送文件

16.程序调试和访问文件测试

1.启动epoll模型

需求:

客户端: - 浏览器

通IP和端口访问服务器上的某个目录或者文件

  • 访问目录:

// 192.168.1.100:8888 这个服务器提供了一个资源目录, 里边有子目录hello/world

  • 192.168.1.100:8888/hello/world/

  • 访问文件:

//192.168.1.100 这个服务器提供了一个资源目录,里边有子目录hello, 这里边有文件 a.html

192.168.1.100:8888/hello/a.html

服务器: - C语言

  • 客户端的是浏览器: 使用的协议必须是http

  • 服务器提供什么功能?

  • 接受多客户端的连接

  • 应用程层使用http, 传输层协议tcp

  • 基于epoll写 / 基于libev

2.和客户端建立新连接

  • 在epoll中

  • 接受新连接 -> 客户端(浏览器)

  • 通信

  • 接收浏览器发送过来 http 请求

  • 浏览器只给服务器发送get请求

  • 判断是不是get请求

  • 判断客户端访问的是不是服务器的某个资源目录

  • 需要将这个目录中的所有的文件信息发送给浏览器

  • 回复数据的时候, 需要使用http响应消息对回复的数据进行包装

  • 要保证的数据是什么格式?

  • 回复一个动态网页

  • 是一个列表 -><table>

  • 判断客户端访问的是不是服务器资源目录中的某个文件

  • 服务器需要将这个文件发送给浏览器

  • 回复数据的时候, 需要使用http响应消息对回复的数据进行包装

3.接受客户端Http请求数据

  • sscanf函数

```c

// 函数原型

// 将参数str的字符串根据参数format字符串来转换并格式化数据，转换后的结果存于对应的参数内。

sscanf(const char *str, const char *format, ...)。

具体功能如下：

（1）根据格式从字符串中提取数据。如从字符串中取出整数、浮点数和字符串等。

（2）取指定长度的字符串

（3）取到指定字符为止的字符串

（4）取仅包含指定字符集的字符串

（5）取到指定字符集为止的字符串

sscanf可以支持格式字符%[]：

(1)-: 表示范围，如：%[1-9]表示只读取1-9这几个数字 %[a-z]表示只读取a-z小写字母，类似地 %[A-Z]只读取大写字母

(2)^: 表示不取，如：%[^1]表示读取除'1'以外的所有字符 %[^/]表示除/以外的所有字符

(3),: 范围可以用","相连接 如%[1-9,a-z]表示同时取1-9数字和a-z小写字母

(4)原则：从第一个在指定范围内的数字开始读取，到第一个不在范围内的数字结束%s 可以看成%[] 的一个特例 %[^ ](注意^后面有一个空格！)

```

4.代码回顾从接受的数据中读出请求行

```c

const char *s = "http://www.baidu.com:1234";

char protocol[32] = { 0 };

char host[128] = { 0 };

char port[8] = { 0 };

sscanf(s,"%[^:]://%[^:]:%[1-9]",protocol,host,port);

printf("protocol: %s\n",protocol);

printf("host: %s\n",host);

printf("port: %s\n",port);

///

sscanf("123456 abcdedf", "%[^ ]", buf);

printf("%s\n", buf);

结果为：123456

///

sscanf("123456abcdedfBCDEF", "%[1-9a-z]", buf);

printf("%s\n", buf);

结果为：123456abcdedf

///

sscanf("123456abcdedfBCDEF", "%[^A-Z]", buf);

printf("%s\n", buf);

结果为：123456abcdedf

5.请求行解析

scandir函数

```c

// 头文件

#include <dirent.h>

//函数定义

/*

函数scandir扫描dir目录下以及dir子目录下满足filter过滤模式的文件，返回的结果是compare函数经过排

序的，并保存在 namelist中。注意namelist是通过malloc动态分配内存的,所以在使用时要注意释放内存。

alphasort和versionsort 是使用到的两种排序的函数。

当函数成功执行时返回找到匹配模式文件的个数，如果失败将返回-1。

*/

int scandir(const char *dir,struct dirent **namelist,int (*filter)(const void *b),

int (* compare)(const struct dirent **, const struct dirent **));

int alphasort(const void *a, const void *b);

int versionsort(const void *a, const void *b);

```

6.正则表达式以及匹配

7.解析请求行以及后续处理

> 超文本标记语言(**H**yper **T**ext **M**arkup **L**anguage)，标准通用标记语言下的一个应用。HTML 不是一种编程语言，而是一种标记语言 (markup language)，是网页制作所必备的。

>

> 超文本就是指页面内可以包含图片、链接，甚至音乐、程序等非文字元素。

>

> 超文本标记语言的结构包括**"**头"部分（英语：Head）、和"主体"部分（英语：Body），其中"头"部提供关于网页的信息，"主体"部分提供网页的具体内容。

  • html 特点

  • 语法非常简洁、比较松散，以相应的英语单词关键字进行组合

  • 有很多标签, 不同标签表达的意义不同, 每个标签的功能都是固定不变的

  • 不按照标准格式写网页, 也可以被解析

  • html标签不区分大小写

  • 大多数标签是成对出现的, 有开始, 有结束

  • <html></html>

  • 特殊的单标签: <img> <hr> <br>

  • 成对的标签

  • 不成对出现的称之为短标签

  • html文件命名

  • `xxx.html`

  • `xxx.htm`

8.对path处理说明

  • html文件命名

  • `xxx.html`

  • `xxx.htm`

  • 注释

```html

<!-- 这是一个注释 -->

```

  • 结构

```html

<html> <!-- 根标签, 代表网页的开始 -->

<head>

<!-- tab页的标题, 和网页的一些属性设置 -->

<title>握手标题</title>

</head>

<body>

<!-- 在网页中显示的内容 -->

</body>

</html>

```

9.如何回复响应数据

1.2 文字和标题标签

```html

<!-- 标题标签 , h1最大的, h6最小的 -->

<h1></h1>

<h2></h2>

<h3></h3>

......

<h6></h6>

<!-- 文字 , 习惯上将属性的值放到单引号, 或者双引号中 -->

<font color="blue" size="5">hello,world</font>

属性:

color: 文字颜色

□ 表示方式:

® 英文单词: red green blue......

® 使用16进制的形式表示颜色: #ffffff

size: 文字大小

□ 范围 1 -- 7

® 1最小, 7最大

<!-- 段落 自动换行 -->

<p></p>

<!-- 换行 单标签, 末尾有没有/都可以 -->

<br/> or <br>

<!-- 水平线 单标签, 末尾有没有/都可以 -->

<hr/> or <hr>

<!-- 文本格式 -->

加粗:

<strong></strong>

<b></b>

文本倾斜标签

<em></em>

<i></i>

删除线标签

<del></del>

<s></s>

下划线标签

<ins></ins>

<u></u>

```

10.对文件对应content-type如何查询

```http

POST / HTTP/1.1

Host: 192.168.1.8:6789

Connection: keep-alive

Content-Length: 98

Cache-Control: max-age=0

Upgrade-Insecure-Requests: 1

Origin: null

Content-Type: application/x-www-form-urlencoded

User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/80.0.3987.106 Safari/537.36

Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,image/apng,*/*;q=0.8,application/signed-exchange;v=b3;q=0.9

Accept-Encoding: gzip, deflate

Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.9,en;q=0.8

username=subwen%40qq.com&phone=1111111&email=sub%40qq.com&date=2020-01-01&sex=male&class=1&rule=on

11.服务器处理流程梳理

第 2-9 行: 响应头(消息报头)

  • Content-Type: 服务器给客户端回复的数据块的格式 == http响应第四部分的数据块格式

  • text/plain; ==> 纯文本

  • charset=iso-8859-1 ==> 数据的字符编码

  • iso-8859-1 ==> 不支持中文

  • utf8: 支持中文

  • Content-Length: 服务器给客户端回复的数据块的长度 == http响应第四部分的数据块字节数

  • 对应的value值必须是正确的数值

  • 如果不知道数据块的字节数, 可以指定-1

第 11-16 行: 服务器给客户端回复的响应数据

12.和客户端断开连接处理

  1. http状态码

> 状态代码有三位数字组成，第一个数字定义了响应的类别，共分五种类别:

>

> - 1xx：指示信息--表示请求已接收，继续处理

> - 2xx：成功--表示请求已被成功接收、理解、接受

> - 3xx：重定向--要完成请求必须进行更进一步的操作

> - 4xx：客户端错误--请求有语法错误或请求无法实现

> - 5xx：服务器端错误--服务器未能实现合法的请求

> 常见状态码：

>

> - 200 OK 客户端请求成功

> - 400 Bad Request 客户端请求有语法错误，不能被服务器所理解

> - 401 Unauthorized 请求未经授权，这个状态代码必须和WWW-Authenticate报头域一起使用

> - 403 Forbidden 服务器收到请求，但是拒绝提供服务

> - 404 Not Found 请求资源不存在，eg：输入了错误的URL

> - 500 Internal Server Error 服务器发生不可预期的错误

> - 503 Server Unavailable 服务器当前不能处理客户端的请求，一段时间后可能恢复正常

13.http请求处理流程回顾

```c

/*

客户端: 浏览器

  • 通过浏览器访问服务器:

  • 访问方式: 服务器的IP地址:端口

  • 应用层协议使用: http, 数据需要在浏览器端使用该协议进行包装

  • 响应消息的处理也是浏览器完成的 => 程序猿不需要管

  • 客户端通过url访问服务器资源

  • 客户端访问的路径:

  1. http://192.168.1.100:8989/ 或者 http://192.168.1.100:8989

  • 访问服务器提供的资源目录的根目录

  • 并不是服务器上的 / 目录

  • 这个目录根据服务器端的描述应该是: /home/robin/luffy 目录

  • 请求行:

GET / HTTP/1.1

  1. http://192.168.1.100:8989/a.txt

  • 端口后边的/代表服务器的资源根目录

  • 在服务器端路径: /home/robin/luffy 目录

  • 客户端要访问服务器上的a.txt的文件

  • a.txt 这个文件在服务器提供的资源目录中

  • 服务器上的路径: /home/robin/luffy/a.txt

  • 请求行:

GET /a.txt HTTP/1.1

  1. http://192.168.1.100:8989/hello/a.txt

  • http://192.168.1.100:8989: 服务器地址

  • /hello/a.txt

  • /: 服务器端提供的资源根目录

  • hello: 资源根目录的子目录

  • a.txt: 在hello目录中

  • 请求行:

GET /hello/a.txt HTTP/1.1

  1. http://192.168.1.100:8989/hello/wrold/

  • http://192.168.1.100:8989: 服务器地址

  • /hello/world/

  • /: 服务器端提供的资源根目录

  • hello: 资源根目录的子目录

  • world/: 如果world后边有/代表这是一个目录, 这个目录在hello目录中

  • 请求行:

GET /hello/world/ HTTP/1.1

*/

14.发送状态行和响应头

// 服务器端处理的伪代码

int main()

{

// 1. 创建监听的fd

socket();

// 2. 绑定

bind();

// 3. 设置监听

listen();

// 4. 创建epoll模型

epoll_create();

epoll_ctl();

// 5. 检测

while(1)

{

epoll_wait();

// 监听的文件描述符

accept();

// 通信的

// 接收数据->http请求消息

recvAndParseHttp();

}

return 0;

}

15.根据文件获取content-type和发送文件

```http

HTTP/1.1 200 Ok

Server: micro_httpd

Date: Fri, 18 Jul 2014 14:34:26 GMT

Content-Type: text/plain; charset=iso-8859-1 (必选项)

Content-Length: 32

Location: https://www.biadu.com

Content-Language: zh-CN

Last-Modified: Fri, 18 Jul 2014 08:36:36 GMT

Connection: close

#include <stdio.h>

int main(void)

{

printf("hello world!\n");

return 0;

}

```

16.程序调试和访问文件测试

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