1.16.C++项目:仿muduo库实现并发服务器之HttpContext以及HttpServer模块的设计
文章目录
- 一、HttpContext模块
- 二、HttpServer模块
- 三、HttpContext模块实现思想
- (一)功能
- (二)意义
- (三)接口
- 四、HttpServer模块实现思想
- (一)功能
- (二)意义
- (三)分析
- 五、代码
一、HttpContext模块
要实现渐变的搭建HTTP服务器,所需要提供的要素和功能!
要素:
1. GET请求的路由映射表
2. POST请求的路由映射表
3. PUT请求的路由映射表
4. DELETE请求的路由映射表 —— 路由映射表记录对应请求方法的请求的处理函数映射关系
5. 高性能TCP服务器—— 进行连接的IO操作
6. 静态资源相对根目录 —— 实现静态资源的处理
接口:
服务器处理流程:
1. 从socket接受数据放到接受缓冲区
2. 调用onmessage回调函数进行业务处理
3. 对请求进行介意,得到了一个HTTPREQUEST结构,包含了所有的请求要素!
4. 进行请求的路由映射 —— 找到对应请求的处理方法1. 静态资源请求 —— 一些实体文件资源的请求 html,image将静态资源文件的数据读取出来,填充到HTTPresponse结构中2. 功能性请求 —— 在请求路由映射表中查找处理函数,找到了则执行函数具体的业务请求,并进行HTTPREsponse结构的数据填充
5. 对静态资源请求——功能性请求处理完毕后,得到一个填充了相应信息的httpResponse 的对象,组织http响应格式进行发送!
接口:
- 添加请求—— 处理函数映射信息(GET/POST/PUT/DELETE)
- 设置静态资源根目录
- 设置是否启动超时连接关闭
- 设置线程池中线程数量
- 启动服务器
- OnConnected - 用于给TcpServer设置协议上下文
- OnMessage - 用于进行缓冲区数据解析处理
- 获取上下文,进行缓冲区数据对象
- 请求的路由查
找 - 静态资源请求查找和处理
- 功能性请求查找和处理组织响应进程回复
二、HttpServer模块
三、HttpContext模块实现思想
(一)功能
记录HTTP请求的接受和处理进度。
(二)意义
有可能出现接收的数据并不是一条完整的HTTP请求数据,也就是请求的处理需要在多次受到数据之后才能处理完成,因此在每次处理的时候,就需要将进度处理记录下来,以便于下次从当前进度继续向下处理。
(三)接口
- 接收并且处理数据
- 接受请求行
- 解析请求行
- 接收头部
- 解析头部
- 接受正文
- 返回解析完成的请求信息
四、HttpServer模块实现思想
(一)功能
对于HTTP协议支持所有模块的整合
(二)意义
让HTTP服务器的搭建变得更加简单
(三)分析
HttpServer模块:用于实现HTTP服务器的搭建
表中记录了针对哪个请求,应该使用哪个函数来进行业务处理的映射关系
当服务器收到了一一个请求,就在请求路由表中,查找有没有对应请求的处理函数,如果有,则执行对应的处理函数即可说白了,什么请求,怎么处理,由用户来设定,服务器收到了请求只需要执行函数即可,这样做的好处:用户只需要实现业务处理函数,然后将请求与处理函数的映射关系,添加到服务器中而服务器只需要接收数据,解析数据,查找路由表映射关系,执行业务处理函数。
五、代码
- HttpResponse
class HttpResponse {public:int _statu;bool _redirect_flag;std::string _body;std::string _redirect_url;std::unordered_map<std::string, std::string> _headers;public:HttpResponse():_redirect_flag(false), _statu(200) {}HttpResponse(int statu):_redirect_flag(false), _statu(statu) {} void ReSet() {_statu = 200;_redirect_flag = false;_body.clear();_redirect_url.clear();_headers.clear();}//插入头部字段void SetHeader(const std::string &key, const std::string &val) {_headers.insert(std::make_pair(key, val));}//判断是否存在指定头部字段bool HasHeader(const std::string &key) {auto it = _headers.find(key);if (it == _headers.end()) {return false;}return true;}//获取指定头部字段的值std::string GetHeader(const std::string &key) {auto it = _headers.find(key);if (it == _headers.end()) {return "";}return it->second;}void SetContent(const std::string &body, const std::string &type = "text/html") {_body = body;SetHeader("Content-Type", type);}void SetRedirect(const std::string &url, int statu = 302) {_statu = statu;_redirect_flag = true;_redirect_url = url;}//判断是否是短链接bool Close() {// 没有Connection字段,或者有Connection但是值是close,则都是短链接,否则就是长连接if (HasHeader("Connection") == true && GetHeader("Connection") == "keep-alive") {return false;}return true;}
};
- HttpServer模块
class HttpServer {private:using Handler = std::function<void(const HttpRequest &, HttpResponse *)>;using Handlers = std::vector<std::pair<std::regex, Handler>>;Handlers _get_route;Handlers _post_route;Handlers _put_route;Handlers _delete_route;std::string _basedir; //静态资源根目录TcpServer _server;private:void ErrorHandler(const HttpRequest &req, HttpResponse *rsp) {//1. 组织一个错误展示页面std::string body;body += "<html>";body += "<head>";body += "<meta http-equiv='Content-Type' content='text/html;charset=utf-8'>";body += "</head>";body += "<body>";body += "<h1>";body += std::to_string(rsp->_statu);body += " ";body += Util::StatuDesc(rsp->_statu);body += "</h1>";body += "</body>";body += "</html>";//2. 将页面数据,当作响应正文,放入rsp中rsp->SetContent(body, "text/html");}//将HttpResponse中的要素按照http协议格式进行组织,发送void WriteReponse(const PtrConnection &conn, const HttpRequest &req, HttpResponse &rsp) {//1. 先完善头部字段if (req.Close() == true) {rsp.SetHeader("Connection", "close");}else {rsp.SetHeader("Connection", "keep-alive");}if (rsp._body.empty() == false && rsp.HasHeader("Content-Length") == false) {rsp.SetHeader("Content-Length", std::to_string(rsp._body.size()));}if (rsp._body.empty() == false && rsp.HasHeader("Content-Type") == false) {rsp.SetHeader("Content-Type", "application/octet-stream");}if (rsp._redirect_flag == true) {rsp.SetHeader("Location", rsp._redirect_url);}//2. 将rsp中的要素,按照http协议格式进行组织std::stringstream rsp_str;rsp_str << req._version << " " << std::to_string(rsp._statu) << " " << Util::StatuDesc(rsp._statu) << "\r\n";for (auto &head : rsp._headers) {rsp_str << head.first << ": " << head.second << "\r\n";}rsp_str << "\r\n";rsp_str << rsp._body;//3. 发送数据conn->Send(rsp_str.str().c_str(), rsp_str.str().size());}bool IsFileHandler(const HttpRequest &req) {// 1. 必须设置了静态资源根目录if (_basedir.empty()) {return false;}// 2. 请求方法,必须是GET / HEAD请求方法if (req._method != "GET" && req._method != "HEAD") {return false;}// 3. 请求的资源路径必须是一个合法路径if (Util::ValidPath(req._path) == false) {return false;}// 4. 请求的资源必须存在,且是一个普通文件// 有一种请求比较特殊 -- 目录:/, /image/, 这种情况给后边默认追加一个 index.html// index.html /image/a.png// 不要忘了前缀的相对根目录,也就是将请求路径转换为实际存在的路径 /image/a.png -> ./wwwroot/image/a.pngstd::string req_path = _basedir + req._path;//为了避免直接修改请求的资源路径,因此定义一个临时对象if (req._path.back() == '/') {req_path += "index.html";}if (Util::IsRegular(req_path) == false) {return false;}return true;}//静态资源的请求处理 --- 将静态资源文件的数据读取出来,放到rsp的_body中, 并设置mimevoid FileHandler(const HttpRequest &req, HttpResponse *rsp) {std::string req_path = _basedir + req._path;if (req._path.back() == '/') {req_path += "index.html";}bool ret = Util::ReadFile(req_path, &rsp->_body);if (ret == false) {return;}std::string mime = Util::ExtMime(req_path);rsp->SetHeader("Content-Type", mime);return;}//功能性请求的分类处理void Dispatcher(HttpRequest &req, HttpResponse *rsp, Handlers &handlers) {//在对应请求方法的路由表中,查找是否含有对应资源请求的处理函数,有则调用,没有则发挥404//思想:路由表存储的时键值对 -- 正则表达式 & 处理函数//使用正则表达式,对请求的资源路径进行正则匹配,匹配成功就使用对应函数进行处理// /numbers/(\d+) /numbers/12345for (auto &handler : handlers) {const std::regex &re = handler.first;const Handler &functor = handler.second;bool ret = std::regex_match(req._path, req._matches, re);if (ret == false) {continue;}return functor(req, rsp);//传入请求信息,和空的rsp,执行处理函数}rsp->_statu = 404;}void Route(HttpRequest &req, HttpResponse *rsp) {//1. 对请求进行分辨,是一个静态资源请求,还是一个功能性请求// 静态资源请求,则进行静态资源的处理// 功能性请求,则需要通过几个请求路由表来确定是否有处理函数// 既不是静态资源请求,也没有设置对应的功能性请求处理函数,就返回405if (IsFileHandler(req) == true) {//是一个静态资源请求, 则进行静态资源请求的处理return FileHandler(req, rsp);}if (req._method == "GET" || req._method == "HEAD") {return Dispatcher(req, rsp, _get_route);}else if (req._method == "POST") {return Dispatcher(req, rsp, _post_route);}else if (req._method == "PUT") {return Dispatcher(req, rsp, _put_route);}else if (req._method == "DELETE") {return Dispatcher(req, rsp, _delete_route);}rsp->_statu = 405;// Method Not Allowedreturn ;}//设置上下文void OnConnected(const PtrConnection &conn) {conn->SetContext(HttpContext());DBG_LOG("NEW CONNECTION %p", conn.get());}//缓冲区数据解析+处理void OnMessage(const PtrConnection &conn, Buffer *buffer) {while(buffer->ReadAbleSize() > 0){//1. 获取上下文HttpContext *context = conn->GetContext()->get<HttpContext>();//2. 通过上下文对缓冲区数据进行解析,得到HttpRequest对象// 1. 如果缓冲区的数据解析出错,就直接回复出错响应// 2. 如果解析正常,且请求已经获取完毕,才开始去进行处理context->RecvHttpRequest(buffer);HttpRequest &req = context->Request();HttpResponse rsp(context->RespStatu());if (context->RespStatu() >= 400) {//进行错误响应,关闭连接ErrorHandler(req, &rsp);//填充一个错误显示页面数据到rsp中WriteReponse(conn, req, rsp);//组织响应发送给客户端context->ReSet();buffer->MoveReadOffset(buffer->ReadAbleSize());//出错了就把缓冲区数据清空conn->Shutdown();//关闭连接return;}if (context->RecvStatu() != RECV_HTTP_OVER) {//当前请求还没有接收完整,则退出,等新数据到来再重新继续处理return;}//3. 请求路由 + 业务处理Route(req, &rsp);//4. 对HttpResponse进行组织发送WriteReponse(conn, req, rsp);//5. 重置上下文context->ReSet();//6. 根据长短连接判断是否关闭连接或者继续处理if (rsp.Close() == true) conn->Shutdown();//短链接则直接关闭}return;}public:HttpServer(int port, int timeout = DEFALT_TIMEOUT):_server(port) {_server.EnableInactiveRelease(timeout);_server.SetConnectedCallback(std::bind(&HttpServer::OnConnected, this, std::placeholders::_1));_server.SetMessageCallback(std::bind(&HttpServer::OnMessage, this, std::placeholders::_1, std::placeholders::_2));}void SetBaseDir(const std::string &path) {assert(Util::IsDirectory(path) == true);_basedir = path;}/*设置/添加,请求(请求的正则表达)与处理函数的映射关系*/void Get(const std::string &pattern, const Handler &handler) {_get_route.push_back(std::make_pair(std::regex(pattern), handler));}void Post(const std::string &pattern, const Handler &handler) {_post_route.push_back(std::make_pair(std::regex(pattern), handler));}void Put(const std::string &pattern, const Handler &handler) {_put_route.push_back(std::make_pair(std::regex(pattern), handler));}void Delete(const std::string &pattern, const Handler &handler) {_delete_route.push_back(std::make_pair(std::regex(pattern), handler));}void SetThreadCount(int count) {_server.SetThreadCount(count);}void Listen() {_server.Start();}
};
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