TinyHttpd----超轻量型Http Server源码分析

tinyhttpd是一个超轻量型Http Server，使用C语言开发，全部代码只有502行(包括注解)，附带一个简单的Client，可以借助阅读这段代码理解一个 Http Server 的本质。下载链接：

分析这段源码前，需要对网络协议，Linux编程，以及HTTP有必定的知道，这里假定你们对http有必定的知道，如果有时间，会额外介绍下Http。

HTTP协议详解

这里，我先让代码跑起来，再分析源码

注：下载的源码不能直接在Linux下运行，需要改动一些小地方，因为今天Linux以及支持pthread，不需要再根据注解给出的更改方式。

修改1

33行改为 void* accept_request(void *); 相应的该函数的谋求也要作出更改。

主要是为了适应pthread_create()函数参数。

void* accept_request(void *pclient)  
{  
    int client = *(int*)pclient;  
    ……  
    unimplemented(client);  
    return NULL;//r77  
    ……  
    close(client);//r128  
    return NULL;//  
}  

修改2 438行和483行（源码436行和481行）的函数类型改为 socklen_t

修改3

（源码495行）改为

 if (pthread_create(&newthread , NULL, accept_request,(void*)&client_sock) != 0)

修改4

修改makefile，

gcc -W -Wall  -o httpd httpd.c -lpthread

修改5

如果上述修改后，不能运行，那就应该修改5了，

可能是htdocs文件下的index.html可能具备可执行权限了，

修改其权限，chmod 444 index.html

运行程序

tinyhttpd总共包括下面变量：

int startup(u_short *);//开启http服务，包括绑定端口，，开启线程处理链接
void* accept_request(void *pclient) ;//处理从套接字上到的一个 HTTP 请求
void execute_cgi(int, const char *, const char *, const char *);//运行cgi脚本，这个非常重要，涉及动态解析
//前三个是主要函数，后面的都是辅助函数
void bad_request(int);//返回给客户端这是个错误请求，400响应码
void cat(int, FILE *);//读取服务器上某个文件写到 socket 套接字
void cannot_execute(int);//处理发生在执行 cgi 程序时出现的错误
void error_die(const char *);//把错误信息写到 perror 
int get_line(int, char *, int);//读取一行HTTP报文
void headers(int, const char *);//返回HTTP响应头
void not_found(int);//返回找不到请求文件
void serve_file(int, const char *);//调用 cat 把服务器文件内容返回给浏览器。
void unimplemented(int);//返回给浏览器表明收到的 HTTP 请求所用的 method 不被支持。

先把整体的模式理明白，再探讨源码。

工作流程：

1>服务器启动，在选定端口或随机选择端口绑定httpd服务。

2>收到一个http请求时(其实就是listen端口accept的之后)，派生一个线程运行accept_request函数。

3>取出http请求中method(get或post)和url,对于get方式，如果有携带参数，则query_string指针指向url中?后面的get参数。

4>格式化url到path变量，表示浏览器请求的文件模式，在tinyhttpd中服务器文件是在htdocs文件夹下。当url以/结尾，或者url是个目录，则默认在path中加上index.thml，表示访问主页。

5>如果文件模式合法，对于无参数的get请求，直接输出服务器文件到浏览器，即用http格式写到套接字上，跳到(10)。其他情况(带参数get，post方式，url为科执行文件)，则读取execute_cgi函数执行cgi脚本。

6>读取整个http请求并丢弃，如果是post则找出content-lengthpython s ixusr，把http状态码200写到套接字里面。

7>建立两个管道，cgi_input和cgi_output,并fork一个子进程。

8>在子进程中，把stdout重定向到cgi_output的写入端，把stdin重定向到cgi_input的读取端，关闭cgi_input的写入端和cgi_output的读取端，是指request_method的环境数组，get的话修改query_string的环境数组，post的话修改content-length的环境数组，这些环境变量都是为了给cgi脚本读取，接着用execl运行cgi程序。

9>在父进程中，关闭cgi_input的读取端和cgi_output的写入端，如果post的话，把post数据读取到cgo_input，已被重定向到stdin读入cgi_output的管道输出到客户端，等待子进程结束。

10>关闭与浏览器的链接，完成一次http请求与回应，因为http是无连接的。

网上找的一张图，对比着看，

这样眼里一般就有一个思路，接下来分下代码

建议源码阅读顺序：main —> startup —> accept_request —> excute_cgi

先介绍几个中间辅助函数:

从文件描述符sock中python s ixusr，读取一行信息:get_line

//读取一行http报文，以\r 或\r\n为行结束符
//注：只是把\r\n之前的内容读取到buf中，最后再加一个\n\0
int get_line(int sock, char *buf, int size)
{
 int i = 0;
 char c = '\0';
 int n;
 //读取到的字符个数大于size或者读到\n结束循环
 while ((i < size - 1) && (c != '\n'))
 {
  n = recv(sock, &c, 1, 0); //接收一个字符
  /* DEBUG printf("X\n", c); */
  if (n > 0)
  {
   if (c == '\r')//回车字符
   {
    /*使用 MSG_PEEK 标志使下一次读取依然可以得到这次读取的内容，可认为接收窗口不滑动*/  
    n = recv(sock, &c, 1, MSG_PEEK);
    /* DEBUG printf("X\n", c); */
    //读取到回车换行
    if ((n > 0) && (c == '\n'))
     recv(sock, &c, 1, 0);//还需要读取，因为之前一次的读取，相当于没有读取
    else
     c = '\n';//如果只读取到\r，也要终止读取
   }
   //没有读取到\r,则把读取到内容放在buf中
   buf[i] = c;
   i++;
  }
  else
   c = '\n';
 }
 buf[i] = '\0'
 return(i);//返回读取到的字符个数,不包括\0
}

请求错误处理函数 ：

bad_requeset , cannot_execute ,error_dieerror_die, not_found

//告知客户端该请求有错误400
void bad_request(int client)
{
 char buf[1024];
  /*将字符串存入缓冲区，再通过send函数发送给客户端*/  
 sprintf(buf, "HTTP/1.0 400 BAD REQUEST\r\n");
 send(client, buf, sizeof(buf), 0);
 sprintf(buf, "Content-type: text/html\r\n");
 send(client, buf, sizeof(buf), 0);
 sprintf(buf, "\r\n");
 send(client, buf, sizeof(buf), 0);
 sprintf(buf, "<P>Your browser sent a bad request, ");
 send(client, buf, sizeof(buf), 0);
 sprintf(buf, "such as a POST without a Content-Length.\r\n");
 send(client, buf, sizeof(buf), 0);
}
//告知客户端CGI脚本不能被执行，错误代码500
void cannot_execute(int client)
{
 char buf[1024];
 sprintf(buf, "HTTP/1.0 500 Internal Server Error\r\n");
 send(client, buf, strlen(buf), 0);
 sprintf(buf, "Content-type: text/html\r\n");
 send(client, buf, strlen(buf), 0);
 sprintf(buf, "\r\n");
 send(client, buf, strlen(buf), 0);
 sprintf(buf, "<P>Error prohibited CGI execution.\r\n");
 send(client, buf, strlen(buf), 0);
}
//打印出错误信息并结束程序。
void error_die(const char *sc)
{
 perror(sc);
 exit(1);
}
/告知客户端404错误(没有找到)
void not_found(int client)
{
 char buf[1024];
 sprintf(buf, "HTTP/1.0 404 NOT FOUND\r\n");
 send(client, buf, strlen(buf), 0);
 sprintf(buf, SERVER_STRING);
 send(client, buf, strlen(buf), 0);
 sprintf(buf, "Content-Type: text/html\r\n");
 send(client, buf, strlen(buf), 0);
 sprintf(buf, "\r\n");
 send(client, buf, strlen(buf), 0);
 sprintf(buf, "<HTML><TITLE>Not Found</TITLE>\r\n");
 send(client, buf, strlen(buf), 0);
 sprintf(buf, "<BODY><P>The server could not fulfill\r\n");
 send(client, buf, strlen(buf), 0);
 sprintf(buf, "your request because the resource specified\r\n");
 send(client, buf, strlen(buf), 0);
 sprintf(buf, "is unavailable or nonexistent.\r\n");
 send(client, buf, strlen(buf), 0);
 sprintf(buf, "</BODY></HTML>\r\n");
 send(client, buf, strlen(buf), 0);
}

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