一、介绍
TinyWebServer是一个轻量级的、高效的Web服务器,它使用C++语言编写,支持HTTP/1.1协议,可以处理静态和动态内容。 该服务器可以用于学习和理解网络编程的基础知识,同时也可以用来搭建一个小型的Web服务器,供个人和小型企业使用。 TinyWebServer的源代码可以在GitHub上找到。
二、实现功能
TinyWebServer可以实现以下功能:
- 支持静态和动态内容
- 支持HTTP/1.1协议,包括持续连接和分块传输编码
- 支持虚拟主机
- 支持CGI,可以使用脚本语言实现动态内容
- 支持HTTP认证,可以保护敏感信息
- 支持自动索引,可以显示服务器上的文件列表
- 支持日志,可以记录服务器操作和访问信息
三、设计思路
TinyWebServer的设计思路如下:
- 使用Reactor模式,采用epoll多路复用技术
- 使用线程池技术,支持并发处理
- 使用状态机解析HTTP请求,实现高效解析
- 使用基于事件的FTPS协议,保证传输的可靠性
- 使用基于优先级的日志系统,实现高效日志记录
四、代码示例
1. Reactor模型
/* 主线程在工作线程池中选择可读/写的eventfd,若有,则建立对应的http_conn对象并注册到I/O复用模型中,由IO线程去处理其read和write事件 */
class ThreadPool
{
public:
ThreadPool(int thread_number = 8, int max_request = 10000);
~ThreadPool();
bool Append(HttpConn* request, int state);
bool Append(TimerNode* timer, int state);
private:
/* 线程池中的工作线程 */
static void* Worker(void* arg);
void Run();
private:
int m_thread_number; /* 工作线程数 */
int m_max_requests; /* 请求队列允许的最大请求数目 */
pthread_t* m_threads; /* 描述线程池的数组 */
std::list<httpconn*> m_request_queue; /* 请求队列 */
std::list<timernode*> m_timer_queue; /* 定时器队列,管理超时的连接 */
int m_epollfd; /* epoll描述符 */
int m_eventfd; /* eventfd描述符 */
std::vector<epoll_event> m_events; /* epoll_event事件数组 */
};
2. HTTP请求解析
bool http_conn::Read()
{
/* 读取客户端数据 */
int len = 0;
while(true)
{
len = recv(m_sockfd, m_read_buf + m_read_idx, READ_BUFFER_SIZE - m_read_idx, 0);
if (len < 0)
{
if (errno == EAGAIN || errno == EWOULDBLOCK)
{
/* 读取完毕 */
break;
}
return false;
}
else if (len == 0)
{
/* 连接被关闭 */
return false;
}
m_read_idx += len;
}
/* 解析HTTP请求 */
http_parse_result result = ParseHttpRequest();
if (result == HTTP_PARSE_AGAIN)
{
/* 未读取完整 */
return true;
}
else if (result == HTTP_PARSE_ERROR)
{
/* HTTP请求错误 */
return false;
}
return true;
}
3. CGI处理
bool http_conn::ExecuteCGI()
{
/* 执行CGI脚本 */
/* 创建匿名管道 */
int stdin_pipefd[2];
int stdout_pipefd[2];
if (pipe(stdin_pipefd) < 0 || pipe(stdout_pipefd) < 0)
{
return false;
}
/* 创建子进程 */
pid_t pid = fork();
if (pid < 0)
{
return false;
}
else if (pid == 0)
{
/* 子进程 */
close(stdin_pipefd[1]);
close(stdout_pipefd[0]);
/* 重定向标准输入输出 */
dup2(stdin_pipefd[0], 0);
dup2(stdout_pipefd[1], 1);
/* 执行CGI程序 */
execl(m_real_file, m_real_file, nullptr);
}
else
{
/* 父进程 */
close(stdin_pipefd[0]);
close(stdout_pipefd[1]);
/* 发送数据到CGI程序 */
if (write(stdin_pipefd[1], m_string.c_str(), m_string.size()) < 0)
{
return false;
}
/* 从CGI程序读取数据 */
char buffer[1024];
int len = 0;
while((len = read(stdout_pipefd[0], buffer, 1024)) > 0)
{
/* 发送数据给浏览器 */
if (send(m_sockfd, buffer, len, 0) < 0)
{
return false;
}
}
/* 关闭管道和子进程 */
close(stdin_pipefd[1]);
close(stdout_pipefd[0]);
waitpid(pid, nullptr, 0);
}
return true;
}
五、总结
TinyWebServer是一个轻量级的、高效的Web服务器,可以用于学习和理解网络编程的基础知识,同时也可以用来搭建一个小型的Web服务器。 它采用了Reactor模式、线程池技术、状态机解析HTTP请求、基于事件的FTPS协议和基于优先级的日志系统等设计思路,保证了其高效和可靠性。 通过本文的介绍,相信读者对TinyWebServer有了更深入的理解和认识,可以在实践中灵活运用它。