项目功能：

（1）能接收客户端的GET请求；

（2）能够解析客户端的请求报文，根据客户端要求找到相应的资源；

（2）能够回复http应答报文；

（3）能够读取服务器中存储的文件，并返回给请求客户端，实现对外发布静态资源；

（4）使用I/O复用来提高处理请求的并发度；

（5）服务器端支持错误处理，如要访问的资源不存在时回复404错误等。

1.http协议

1.客户端请求消息

客户端有get请求和post请求

过程：浏览器->发给->服务器,客户端(浏览器)发送一个HTTP请求到服务器的请求消息包括以下格式：请求行（request line）、请求头部（header）、空行和请求数据四个部分组成

步骤：

• 请求行：说明请求类型，要访问的资源，以及使用的 http 版本

• 请求头:说明服务器要使用的附加信息，每一行都需要 \r\n 表示某一个属性结束

• 空 行:必须!，即使没有请求数据，其实就是  \r\n

• 请求数据:也叫主体，可以添加任意的其他数据，是客户端需要的数据，由服务器发送

注意：在连续读取http请求头部时，如果碰到两个连续的回车换行，即表示请求头部结束

浏览器请求的内容样例

浏览器请求：
GET /demo.html HTTP/1.1
Host: 47.100.162.191
Connection: keep-alive
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/63.0.3239.26 Safari/537.36 Core/1.63.6788.400 QQBrowser/10.3.2767.400
Upgrade-Insecure-Requests: 1
Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,image/apng,*/*;q=0.8
Accept-Encoding: gzip, deflate
Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.9
Cookie:cna=BT0+EoVi1FACAXH3Nv5I7h6k;isg=BIOD99I03BNYvZDfE2FJUOsMB0ftUBZcBFi4E7VgYOJZdKOWPcvRinAl6kSfVG8y

2.服务器响应消息

服务器获取浏览器的状态消息

过程：服务器->发给->浏览器

步骤：

• 状态行: 包括 http 协议版本号，状态码，状态信息

• 消息报头: 说明客户端要使用的一些附加信息

• 空 行:必须!

• 响应正文:服务器返回给客户端的文本信息

服务器响应的内容样例

服务器响应：
HTTP/1.0 200 OK
Server: Martin Server
Content-Type: text/html
Connection: Close
Content-Length: 526

一些响应代号及代号描述

3.使用到的一些函数及结构体

1.stat和fstat函数

函数原型：int stat(const char *pathname, struct stat *statbuf);

   int fstat(int fd, struct stat *statbuf);

int stat(const char *pathname, struct stat *statbuf);作用：获取文件信息包含在头文件：include  #include  #include 返回值：成功返回0，失败返回-1参数解释：参数pathname：表示文件路径参数statbuf：struct stat类型的结构体int fstat(int fd, struct stat *statbuf);作用：由文件描述符获取文件的状态包含的头文件：#include    #include 参数解释：参数fd：表示是已经打开的文件描述符参数statbuf：是struct stat类型的结构体返回值：执行成功返回0，失败返回-1结构体原型：
struct stat
{dev_t     st_dev;     /* ID of device containing file */文件使用的设备号ino_t     st_ino;     /* inode number */    索引节点号 mode_t    st_mode;    /* protection */  文件对应的模式，文件，目录等nlink_t   st_nlink;   /* number of hard links */    文件的硬连接数  uid_t     st_uid;     /* user ID of owner */    所有者用户识别号gid_t     st_gid;     /* group ID of owner */   组识别号  dev_t     st_rdev;    /* device ID (if special file) */ 设备文件的设备号off_t     st_size;    /* total size, in bytes */ 以字节为单位的文件容量   blksize_t st_blksize; /* blocksize for file system I/O */ 包含该文件的磁盘块的大小   blkcnt_t  st_blocks;  /* number of 512B blocks allocated */ 该文件所占的磁盘块  time_t    st_atime;   /* time of last access */ 最后一次访问该文件的时间   time_t    st_mtime;   /* time of last modification */ /最后一次修改该文件的时间   time_t    st_ctime;   /* time of last status change */ 最后一次改变该文件状态的时间   
};st_mode包含了三部分的信息：1. 15-12位保存了文件类型2. 11-9位保存了执行文件时设置的信息3. 8-0位保存文件访问权限在c库中定义的S_ISDIR函数：S_ISDIR(statbuf.st_mode)作用：判断一个路径是否是一个目录返回值：不是路径返回非零，是路径返回0

2.isspace函数

函数原型：int isspace(int c);

int isspace(int c);  包含在头文件：#include  作用：判断字符c是否为空白符（空白符指空格、水平制表、垂直制表、换页、回车和换行符。）返回值：成功返回非0，失败返回0

3.strncasecmp函数

函数原型：int strncasecmp (const char *s1, const char *s2, size_t count);

int strncasecmp (const char *s1, const char *s2, size_t count);作用：判断字符串指定长度的字符是否相等，忽略大小写包含的头文件：#include返回值：小于0：表示s1大于s2等于0：表示s1等于s2大于0：表示s1大于s2

4.strchr函数

函数原型：char *strstr( const char *string, const char *strCharSet );

char *strstr( const char *string, const char *strCharSet );作用：用于判断字符串strCharSet是否是string的子串返回值：如果是子串，则返回字串strCharSet在字符串string中第一个出现的位置到结尾的字符串，否则返回NULL，返回值是一个指针，返回的是子串在原字符串中第一个出现的位置，如果没有找到返回NULL

5.snprintf函数

函数原型：int snprintf(char *str, size_t size, const char *format, ...)

作用：如果格式化后的字符串长度 < size，则将此字符串全部复制到str中，并给其后添加一个字符串结束符('\0')；如果格式化后的字符串长度 >= size，则只将其中的(size-1)个字符复制到str中，并给其后添加一个字符串结束符('\0')，返回值为欲写入的字符串长度。

6.fprintf函数

函数原型：intfprintf( FILE *stream, constchar *format, ... );

   包含的头文件：#include int fprintf( FILE *stream, const char *format, ... );作用：根据指定的format(格式)发送信息(参数)到由stream(流)指定的文件.因此fprintf()可以使得信息输出到指定的文件fprintf()和printf()一样工作. printf是打印输出到屏幕，fprintf是打印输出到文件。 fprintf()的返回值是输出的字符数,发生错误时返回一个负值. 

7.fileno函数

函数原型：int fileno(FILE *stream);

int fileno(FILE *stream);  包含在头文件 作用：把文件流指针转换成文件描述符参数stream：是指定的文件路径返回值：成功返回的是stream对应的文件描述符id，失败返回-1

8.pthread_create函数

函数原型：int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr,

void *(*start_routine) (void *), void *arg);

int pthread_create(pthread_t *restrict tidp,const pthread_attr_t *restrict attr,void *(*start_rtn)(void), void *restrict arg);作用：创建一个线程包含的头文件：在linux下编译时，如果程序使用到pthread.h头文件中的函数，需要加  -lpthread 选项例如：gcc Minihttp.c -o minihttp -lpthread参数解释：第一个参数为指向线程标识符的指针。第二个参数用来设置线程属性。第三个参数是线程运行函数的起始地址。最后一个参数是运行函数的参数

4.实现一个简单http服务器的步骤

1.创建用于连接的服务器socket套接字

2.处理客户端连接请求的消息，把请求行和请求头部的内容读取出来，并且判断客户端实现的是get请求还是post请求

3.服务器响应客户端的请求，如果客户端申请的是一个网页，那就需要在服务器编写出符合http协议的请求行和请求头，并且发送给客户端，再把客户端请求的内容发送给浏览器；如果客户端申请的不是网页，那就不需要发送请求头和请求行，直接发送内容即可。

5.实现了简单的http服务器的代码

1.使用了epoll实现的http服务器

#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#includeint init_listen_fd(int port, int epfd)
{//创建监听的套接字int lfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);if (lfd == -1){perror("socket error\n");exit(1);}struct sockaddr_in srv_addr;bzero(&srv_addr, sizeof(srv_addr));srv_addr.sin_family = AF_INET;srv_addr.sin_port = htons(port);srv_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);//端口复用int opt = -1;setsockopt(lfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &opt, sizeof(opt));//给lfd绑定结构体int ret = bind(lfd, (struct sockaddr*)&srv_addr, sizeof(srv_addr));if (ret == -1){perror("bind error\n");exit(1);}//设置监听上限ret = listen(lfd, 128);if (ret == -1){perror("listen error\n");}//将lfd 添加到epoll树上struct epoll_event ev;ev.events = EPOLLIN;ev.data.fd = lfd;ret = epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, lfd, &ev);if (ret == -1){perror("epoll_ctl error\n");exit(1);}return lfd;
}void do_accept(int lfd, int epfd)
{struct sockaddr_in clt_addr;socklen_t clt_addr_len = sizeof(clt_addr);int cfd = accept(lfd, (struct sockaddr*)&clt_addr, &clt_addr_len);if (cfd == -1){perror("accept error\n");exit(1);}//打印客户端IP+PORTchar client_ip[64] = { 0 };printf("New Client IP：%s, Port：%d, cfd = %d\n",inet_ntop(AF_INET, &clt_addr.sin_addr.s_addr, client_ip, sizeof(client_ip)), ntohs(clt_addr.sin_port), cfd);//设置cfd非阻塞int flag = fcntl(cfd, F_GETFL);flag |= O_NONBLOCK;fcntl(cfd, F_SETFL, flag);//将新节点cfd挂上epoll上struct epoll_event ev;ev.data.fd = cfd;//边缘非阻塞模式ev.events = EPOLLIN | EPOLLET;int ret = epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, cfd, &ev);if (ret == -1){perror("epoll_ctl add cfd error\n");exit(1);}
}//获取一行\r\n结尾的数据
int get_line(int cfd, char* buf, int size)
{int i = 0;char c = '\0';int n;while ((i < size - 1) && c != '\n'){n = recv(cfd, &c, 1, 0);if (n > 0){if (c == '\r'){n = recv(cfd, &c, 1, MSG_PEEK);if ((n > 0) && (c == '\n')){recv(cfd, &c, 1, 0);}else{c = '\n';}}buf[i] = c;i++;}else{c = '\n';}}buf[i] = '\0';if (n == -1){i = n;}return i;
}//断开链接
void disconnect(int cfd, int epfd)
{int ret = epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_DEL, cfd, NULL);if (ret != 0){perror("epoll_ctl error\n");exit(1);}close(cfd);
}void send_respond(int cfd, //客户端的socketint no, //错误号char* disp, //错误描述char* type, //回发文件类型int len) //文件长度
{//拼写出http协议char buf[1024] = { 0 };sprintf(buf, "HTTP/1.1 %d %s\r\n", no, disp);sprintf(buf+strlen(buf), "%s\r\n", type);sprintf(buf + strlen(buf), "Content_Length:%d\r\n", len);send(cfd, buf, strlen(buf), 0);send(cfd, "\r\n", 2, 0);
}//把本地文件内容发生给浏览器
void send_file(int cfd, const char* file)
{int n = 0;char buf[1024];int fd = open(file, O_RDONLY);//打开的服务器文件if (fd == -1){//404错误页面perror("oepn error");exit(1);}while ((n = read(fd, buf, sizeof(buf))) > 0)//获取文件中的数据{send(cfd, buf, n, 0);//}close(fd);
}//处理http请求，判断文件是否存在，存在则把内容发给浏览器
void http_request(int cfd, const char* file)
{struct stat sbuf;//判断文件是否存在int ret = stat(file, &sbuf);if (ret != 0){perror("stat");exit(1);}if (S_ISREG(sbuf.st_mode))//判断是一个普通文件{// 回发 http协议应答send_respond(cfd, 200, "OK", "Content-Type: text/plain; charset=iso-8859-1", sbuf.st_size);//回发 给客户端请求数据内容send_file(cfd, file);}
}void do_read(int cfd, int epfd)
{//读取一行http协议，拆分，获取get文件名 协议号char line[1024] = { 0 };int len = get_line(cfd, line, sizeof(line));//读取 请求协议首行 if (len == 0){printf("服务器，检查到客户端关闭.....\n");disconnect(cfd, epfd);}else{char method[16] = { 0 };char path[256] = { 0 };char protocol[16] = { 0 };sscanf(line, "%[^ ] %[^ ] %[^ ]", method, path, protocol);//分割首行printf("method=%s, path=%s, protocol=%s\n", method, path, protocol);while (1){char buf[1024] = { 0 };len = get_line(cfd, buf, sizeof(buf));//把缓冲区的剩下内容读走if (len == '\n' || len == -1){break;}}if (strncasecmp(method, "GET", 3) == 0)//比较字符串，参数3表示比较几个{char* file = path + 1; //取出 客户端要访问的文件名http_request(cfd, file);//读出文件内容}}
}void epoll_run(int port)
{int i = 0;struct epoll_event all_events[128];//创建一个epoll监听树根int epfd = epoll_create(128);if (epfd == -1){perror("epoll_create error\n");exit(1);}//创建lfd，并添加到监听树根int lfd = init_listen_fd(port, epfd);while (1){//监听节点对应事件int ret = epoll_wait(epfd, all_events, 128, -1);if (ret == -1){perror("epoll_wait error\n");exit(1);}for (i = 0; i < ret; i++){//只处理读事件，其他事件不处理struct epoll_event* pev = &all_events[i];//不是读事件if (!(pev->events & EPOLLIN)){continue;}if (pev->data.fd == lfd){//接受链接请求do_accept(lfd, epfd);}else{//读事件处理do_read(pev->data.fd, epfd);}}}
}int main(int argc, char* argv[])
{//命令行参数获取 端口 和 server提供的目录if (argc < 3){printf("./server port path\n");}//获取端口号int port = atoi(argv[1]);//改变进程工作目录int ret = chdir(argv[2]);if (ret != 0){perror("chdir error");exit(1);}//启动epoll监听epoll_run(port);return 0;
}

2.使用线程实现的http服务器

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include static int debug = 1;int get_line(int sock, char* buf, int size);//获取客户端请求的内容
void* do_http_request(void* pclient_sock);//作为线程的回调函数
void do_http_response(int client_sock, const char* path);//响应客户端请求
int  headers(int client_sock, FILE* resource);//给客户端发送请求头数据
void cat(int client_sock, FILE* resource);//给客户端发送html数据
void unimplemented(int client_sock);//请求没有被实现
void not_found(int client_sock);//如果没有找到就执行这个
void inner_error(int client_sock);//服务器内部出错
void bad_request(int client_sock);//请求出错int main() 
{int sock;//代表信箱struct sockaddr_in server_addr;//1.美女创建信箱sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);//2.清空标签，写上地址和端口号bzero(&server_addr, sizeof(server_addr));server_addr.sin_family = AF_INET;//选择协议族IPV4server_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);//监听本地所有IP地址server_addr.sin_port = htons(8888);//绑定端口号//实现标签贴到收信得信箱上int ret = bind(sock, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr));if(ret == -1){perror("bind error");exit(1);}//把信箱挂置到传达室，这样，就可以接收信件了ret = listen(sock, 128);if(ret == -1){perror("bind error");exit(1);}//设置端口复用int opt = 1;setsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, (void*)&opt, sizeof(opt));//万事俱备，只等来信printf("等待客户端连接\n");while (1) {struct sockaddr_in client;bzero(&client, sizeof(client));int client_sock, len, i;char client_ip[128];char buf[256];pthread_t id;//线程idint* pclient_sock = NULL;socklen_t  client_addr_len;client_addr_len = sizeof(client);client_sock = accept(sock, (struct sockaddr*)&client, &client_addr_len);//打印客服端IP地址和端口号printf("client ip: %s\t port : %d\n",inet_ntop(AF_INET, &client.sin_addr.s_addr, client_ip, sizeof(client_ip)),ntohs(client.sin_port));/*处理http 请求,读取客户端发送的数据*/pclient_sock = (int*)malloc(sizeof(int));//分配空间*pclient_sock = client_sock;//使用线程处理请求pthread_create(&id, NULL, do_http_request, (void*)pclient_sock);//并行}close(sock);return 0;
}//1.读取请求行
void* do_http_request(void* pclient_sock) 
{int len = 0;char buf[256];char method[64];char url[256];char path[256];int client_sock = *(int*)pclient_sock;//解参数的引用struct stat  st;/*读取客户端发送的http 请求*///1.读取请求行len = get_line(client_sock, buf, sizeof(buf));if (len > 0) {//读到了请求行int i = 0, j = 0;while (!isspace(buf[j]) && (i < sizeof(method) - 1)) {method[i] = buf[j];i++;j++;}method[i] = '\0';if (debug) printf("request method: %s\n", method);if (strncasecmp(method, "GET", i) == 0) { //只处理get请求if (debug) printf("method = GET\n");//获取urlwhile (isspace(buf[j++]));//跳过白空格i = 0;while (!isspace(buf[j]) && (i < sizeof(url) - 1)) {url[i] = buf[j];i++;j++;}url[i] = '\0';if (debug) printf("url: %s\n", url);//继续读取http 头部do {len = get_line(client_sock, buf, sizeof(buf));if (debug) printf("read: %s\n", buf);} while (len > 0);//***定位服务器本地的html文件***//处理url 中的?{char* pos = strchr(url, '?');if (pos) {*pos = '\0';printf("real url: %s\n", url);}}sprintf(path, "./html_docs/%s", url);if (debug) printf("path: %s\n", path);//执行http 响应//判断文件是否存在，如果存在就响应200 OK，同时发送相应的html 文件,如果不存在，就响应 404 NOT FOUND.if (stat(path, &st) == -1) {//文件不存在或是出错fprintf(stderr, "stat %s failed. reason: %s\n", path, strerror(errno));not_found(client_sock);}else {//文件存在if (S_ISDIR(st.st_mode)) {//S_SIDIR判断一个路径是否是目录strcat(path, "/index.html");}do_http_response(client_sock, path);}}else {//非get请求, 读取http 头部，并响应客户端 501     Method Not Implementedfprintf(stderr, "warning! other request [%s]\n", method);do {len = get_line(client_sock, buf, sizeof(buf));if (debug) printf("read: %s\n", buf);} while (len > 0);unimplemented(client_sock);   //请求未实现}}else {//请求格式有问题，出错处理bad_request(client_sock);   //在响应时再实现}close(client_sock);//关闭sockif (pclient_sock) free(pclient_sock);//释放动态分配的内存return NULL;
}void do_http_response(int client_sock, const char* path) {int ret = 0;FILE* resource = NULL;resource = fopen(path, "r");if (resource == NULL) {not_found(client_sock);return;}//1.发送http 头部ret = headers(client_sock, resource);////2.发送http body .if (!ret) {cat(client_sock, resource);//把文件内容一行一行读取}fclose(resource);
}/*****************************返回关于响应文件信息的http 头部*输入：*     client_sock - 客服端socket 句柄*     resource    - 文件的句柄*返回值： 成功返回0 ，失败返回-1
******************************/
int  headers(int client_sock, FILE* resource) {struct stat st;int fileid = 0;char tmp[64];char buf[1024] = { 0 };strcpy(buf, "HTTP/1.0 200 OK\r\n");strcat(buf, "Server: Martin Server\r\n");strcat(buf, "Content-Type: text/html\r\n");strcat(buf, "Connection: Close\r\n");fileid = fileno(resource);//获取到指定文件的文件描述符if (fstat(fileid, &st) == -1) {//获取文件状态失败inner_error(client_sock);return -1;}snprintf(tmp, 64, "Content-Length: %ld\r\n\r\n", st.st_size);//会返回拼接出来的字符串strcat(buf, tmp);if (debug) fprintf(stdout, "header: %s\n", buf);//输出头部if (send(client_sock, buf, strlen(buf), 0) < 0) {//给浏览器发送http请求的数据fprintf(stderr, "send failed. data: %s, reason: %s\n", buf, strerror(errno));return -1;}return 0;
}//返回值： -1 表示读取出错， 等于0表示读到一个空行， 大于0 表示成功读取一行
int get_line(int sock, char* buf, int size) 
{int count = 0;//表示已经读取的字符char ch = '\0';//表示字符串结束符int len = 0;//当前读取的字符while ((count < size - 1) && ch != '\n') {len = read(sock, &ch, 1);//获取读取到的字节数 //读取到一个字符的清空if (len == 1) {if (ch == '\r') {//如果是回车符，就继续continue;}else if (ch == '\n') {//如果是换行符那就直接结束//buf[count] = '\0';break;}//这里处理一般的字符buf[count] = ch;count++;}else if (len == -1) {//读取出错perror("read failed");count = -1;break;}else {// read 返回0,客户端关闭sock 连接.fprintf(stderr, "client close.\n");count = -1;break;}}if (count >= 0) buf[count] = '\0';//结束符return count;//返回读取的数量
}void not_found(int client_sock) {const char* reply = "HTTP/1.0 404 NOT FOUND\r\n\Content-Type: text/html\r\n\\r\n\\r\n\\r\n\\r\n\\r\n\\r\n\\r\n\
文件不存在！\r\n\
The server could not fulfill your request because the resource specified is unavailable or nonexistent.\r\n\\r\n\";int len = write(client_sock, reply, strlen(reply));if (debug) fprintf(stdout, reply);if (len <= 0) {fprintf(stderr, "send reply failed. reason: %s\n", strerror(errno));}}void unimplemented(int client_sock) 
{const char* reply = "HTTP/1.0 501 Method Not Implemented\r\n\Content-Type: text/html\r\n\\r\n\\r\n\\r\n\\r\n\\r\n\\r\n\
HTTP request method not supported.\r\n\\r\n\";int len = write(client_sock, reply, strlen(reply));if (debug) fprintf(stdout, reply);if (len <= 0) {fprintf(stderr, "send reply failed. reason: %s\n", strerror(errno));}
}void cat(int client_sock, FILE* resource) 
{char buf[1024];fgets(buf, sizeof(buf), resource);//读取一行while (!feof(resource)) {int len = write(client_sock, buf, strlen(buf));//获取发送给客户端的字符串长度if (len < 0) {//发送body 的过程中出现问题,怎么办？1.重试？ 2.fprintf(stderr, "send body error. reason: %s\n", strerror(errno));break;}if (debug) fprintf(stdout, "%s", buf);fgets(buf, sizeof(buf), resource);}
}void inner_error(int client_sock)
{const char* reply = "HTTP/1.0 500 Internal Sever Error\r\n\Content-Type: text/html\r\n\\r\n\\r\n\\r\n\\r\n\\r\n\\r\n\\r\n\
服务器内部出错.\r\n\\r\n\";int len = write(client_sock, reply, strlen(reply));if (debug) fprintf(stdout, reply);if (len <= 0){fprintf(stderr, "send reply failed. reason: %s\n", strerror(errno));}
}void bad_request(int client_sock)
{const char* reply = "HTTP/1.0 400 BAD REQUEST\r\n\Content-Type: text/html\r\n\\r\n\\r\n\\r\n\\r\n\\r\n\\r\n\
Your browser sent a bad request！\r\n\\r\n\";int len = write(client_sock, reply, strlen(reply));if (len <= 0) {fprintf(stderr, "send reply failed. reason: %s\n", strerror(errno));}
}