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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

article 2026/1/30 19:53:52

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
  
  ```

- 结构

  ```html
  <html>    
      <head>
          
          <title>握手标题</title>
      </head>
      <body>
          
      </body>
  </html>
  ```

9.如何回复响应数据

## 1.2 文字和标题标签

```html

<h1></h1>
<h2></h2>
<h3></h3>
......
<h6></h6>


<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

<p></p>


<br/>  or <br>


<hr/>  or <hr>


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
        2. 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
        3. 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
        4. 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;
}
```

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

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