在实践的过程中，我发现，协议理解的深浅，阅读协议文档 < 看协议实现源码 < 自己实现协议的代码。 深入学习http服务器，这是本文的目的，而不是实现一个真正可用的http服务器。毕竟实现一个成熟可用http服务器的难度很大。软件都经历过很多版本的迭代，在不断测试、bug调试和完善功能的过程中，最终才变得成熟可用的。像BAT等大公司听说也是用现有的成熟框架来裁剪开发服务器的。本文参考的源码有boa服务器源码。boa源码下载 本文只是一个服务器的框架程序，在接下来的文章中，我将一步一步完善这个http服务器的功能，并把实验的成果分享出来。我想体现的是一个程序从零开发的思路，因为当面对一大坨一大坨完整的程序，有时会显得很茫然，没经验的很难体会到作者的设计意图。 多年的经验告诉我，如果想要一次性写出完美程序，那么最后就可能因为无从下手而什么都没有写。允许缺陷，开始动手吧！无论过程多么丑陋，最后也会结出经验的果实。 这是第一篇，希望自己能够坚持下去（确实写文章也需要花费很多时间）。
因为下文的程序框架运用到了select机制，这里有必要再回顾一下，参考我以前的博文：TCP socket select用法分析 首先，我们来看看select函数的定义和参数的含义：
int select( int nfds, fd_set FAR* readfds, fd_set * writefds, fd_set * exceptfds, const struct timeval * timeout)参数含义：
nfds：是一个整数值，是指集合中所有文件描述符的范围，即所有文件描述符的最大值加1，不能错！在Windows中这个参数的值无所谓，可以设置不正确。 readfds：（可选）指针，指向一组等待可读性检查的套接口。 writefds：（可选）指针，指向一组等待可写性检查的套接口。 exceptfds：（可选）指针，指向一组等待错误检查的套接口。 timeout：select()最多等待时间，对阻塞操作则为NULL。返回值： select()调用返回处于就绪状态并且已经包含在fd_set结构中的描述字总数；如果超时则返回0；否则的话，返回SOCKET_ERROR错误，应用程序可通过WSAGetLastError获取相应错误代码。
当返回为-1时，所有描述符集清0。 当返回为0时，表示超时。 当返回为正数时，表示已经准备好的描述符数。select（）返回后，在3个描述符集里，依旧是1的位就是准备好的描述符。这也就是为什么，每次用select后都要用FD_ISSET的原因。 select函数实现I/O多路复用，可以用来监视多个描述符，之后我们调用FD_ISSET函数确定具体是哪一个描述符准备好了。 那怎样才算准备好了呢？《unix环境高级编程》中，提到：
若对读集中的一个描述符进行的read操作不会阻塞，则认为此描述符是准备好的。若对写集中的一个描述符进行的write操作不会阻塞，则认为此描述符是准备好的。若对异常条件集中的一个描述符有一个未决异常条件，则认为此描述符是准备好的。对于读、写和异常条件，普通文件的文件描述符总是认为准备好的。操作select函数，还需要以下几个函数配合。 void FD_CLR(int fd, fd_set *set) // 清除set集合中描述符fd int FD_ISSET(int fd, fd_set *set) //判断set集合中描述符fd是否准备好 void FD_SET(int fd, fd_set *set) //将描述符fd添加进集合set(其实是将某一位置1)。 void FD_ZERO(fd_set *set) //将set集全部清除
我们来看看下文使用到的select程序片段：
fd_set block_read_fdset; int max_fd; void select_loop(int server_s) { FD_ZERO(&block_read_fdset); max_fd = server_s+1; while (1) { BOA_FD_SET(server_s, &block_read_fdset); //没有可读的文件描述符，就阻塞。 if (select(max_fd + 1, &block_read_fdset,NULL, NULL,NULL) == -1) { if (errno == EINTR) continue; else if (errno != EBADF) { perror("select"); } } if (FD_ISSET(server_s, &block_read_fdset)) process_requests(server_s); } }上面的程序，定义一个block_read_fdset读集合，然后调用FD_ZERO(&block_read_fdset) 初始化，接着把监听socket连接的文件描述符加入到读集合block_read_fdset。注意，这时的socket_s还不能用read或write进行读写，必须调用accept函数返回的描述符才行！在while循环中调用select函数监听是否有客户端连接进来，当有客户端向服务器发起connect的时候，则认为server_s描述符是准备好，select函数就会返回，否则select会一直阻塞。因为我们这里没有设置select的超时时间，所以当监听的描述符没有准备好的时候，select默认会阻塞。当select返回的时候，会把在block_read_fdset读集合中没有准备好的文件描述相对应的位给清零。select返回后，我们调用FD_ISSET判断block_read_fdset中server_s描述符对应的位是否被置1了，如果是，说明文件描述符可读，然后调用process_requests函数处理客户端的请求。因为这里select只有添加了一个server_s文件描述符，所以有没有用FD_ISSET判断都无所谓。但是为了适应以后多个描述符的情况，还是添加了FD_ISSET判断，方便移植。
下面的服务器程序中，在main函数使用了socket套接字创建TCP面向连接的套接字，流程已经模式化了，在最后调用select_loop函数处理客户端请求。select_loop函数在前面已经分析过了，最后会调用process_requests函数处理客户端的请求。我们可以看到process_requests函数调用accept函数，之后就可以利用accept函数返回的文件描述符来与客户端通信。使用read函数来读取客户端发送过来的信息，并打印到终端。程序显示了一个服务器基本的框架。在后续的文章中，我将在process_requests函数中解析http报文。协议类的都是这样子，客户端发送过来一连串的字符，服务器根据协议约定好的规则去解析这些报文，并根据解析出来的字段去干某些事。如果，客户端发送的是加密的字符，还需要解密之后再进行解析。
//web-server.c, an http server #include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <sys/ioctl.h> #include <unistd.h> #include <netinet/in.h> #include <errno.h> #define BUFFER_SIZE 4096 #define MAX_QUE_CONN_NM 5 #define PORT 6000 //#define MAXSOCKFD 10 #define FILE_NAME_MAX 512 #define SOCKADDR sockaddr_in #define S_FAMILY sin_family #define SERVER_AF AF_INET fd_set block_read_fdset; int max_fd; #define BOA_FD_SET(fd, where) { FD_SET(fd, where); \ if (fd > max_fd) max_fd = fd; \ } void select_loop(int server_s); int process_requests(int server_s); int main(int argc,char* argv[]) { int sockfd; int sin_size = sizeof(struct sockaddr); struct sockaddr_in server_sockaddr, client_sockaddr; int i = 1;/* 使得重复使用本地地址与套接字进行绑定 */ /*建立socket连接*/ if ((sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))== -1) { perror("socket"); exit(1); } printf("Socket id = %d\n",sockfd); /*设置sockaddr_in 结构体中相关参数*/ server_sockaddr.sin_family = AF_INET; server_sockaddr.sin_port = htons(PORT); server_sockaddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; bzero(&(server_sockaddr.sin_zero), 8); setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &i, sizeof(i)); /*绑定函数bind*/ if (bind(sockfd, (struct sockaddr *)&server_sockaddr, sizeof(struct sockaddr))== -1) { perror("bind"); exit(1); } printf("Bind success!\n"); /*调用listen函数*/ if (listen(sockfd, MAX_QUE_CONN_NM) == -1) { perror("listen"); exit(1); } printf("Listening....\n"); select_loop(sockfd); return 0; } void select_loop(int server_s) { FD_ZERO(&block_read_fdset); max_fd = server_s+1; while (1) { BOA_FD_SET(server_s, &block_read_fdset); //没有可读的文件描述符，就阻塞。 if (select(max_fd + 1, &block_read_fdset,NULL, NULL,NULL) == -1) { if (errno == EINTR) continue; /* while(1) */ else if (errno != EBADF) { perror("select"); } } if (FD_ISSET(server_s, &block_read_fdset)) process_requests(server_s); } } int process_requests(int server_s) { int fd; /* socket */ struct SOCKADDR remote_addr; /* address */ int remote_addrlen = sizeof (struct SOCKADDR); size_t len; char buff[BUFFER_SIZE]; bzero(buff,BUFFER_SIZE); //remote_addr.S_FAMILY = 0xdead; fd = accept(server_s, (struct sockaddr *) &remote_addr, &remote_addrlen); if (fd == -1) { if (errno != EAGAIN && errno != EWOULDBLOCK) /* abnormal error */ perror("accept"); return -1; } int bytes = read(fd, buff, BUFFER_SIZE); if (bytes < 0) { if (errno == EINTR) bytes = 0; else return -1; } printf("recv from client:%s\n",buff); return 0; }接下来，写一个简单的客户端程序来测试服务器程序。程序如下：
/*client.c*/ #include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <sys/ioctl.h> #include <unistd.h> #include <netdb.h> #include <netinet/in.h> #include <pthread.h> #define PORT 6000 #define BUFFER_SIZE 4096 #define FILE_NAME_MAX 512 int main(int argc,char* argv[]) { int sockfd; //char buff[BUFFER_SIZE]; struct hostent *host; struct sockaddr_in serv_addr; if(argc != 2) { fprintf(stderr,"Usage: ./client Hostname(or ip address) \ne.g. ./client 127.0.0.1 \n"); exit(1); } //地址解析函数 if ((host = gethostbyname(argv[1])) == NULL) { perror("gethostbyname"); exit(1); } //创建socket if ((sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0)) == -1) { perror("socket"); exit(1); } bzero(&serv_addr,sizeof(serv_addr)); //设置sockaddr_in 结构体中相关参数 serv_addr.sin_family = AF_INET; serv_addr.sin_port = htons(PORT); //将16位的主机字符顺序转换成网络字符顺序 serv_addr.sin_addr = *((struct in_addr *)host->h_addr); //获取IP地址 bzero(&(serv_addr.sin_zero), 8); //填充0以保持struct sockaddr同样大小 //调用connect函数主动发起对服务器端的连接 if(connect(sockfd,(struct sockaddr *)&serv_addr, sizeof(serv_addr))== -1) { perror("connect"); exit(1); } char buff[BUFFER_SIZE]= "<letter>getPwd</letter>"; //读写缓冲区 int count; count=send(sockfd,buff,100,0); if(count<0) { perror("Send file informantion"); exit(1); } printf("client send OK count = %d\n",count); return 0; }程序很简单，只是使用socket的框架建立一个客户端，然后用send函数发送一段字符串。我们打开终端实验一下。 打开一个终端，A 终端，先运行服务器程序，结果如下：
ubuntu@ubuntu:~/project/web-server$ ./web-server Socket id = 3 Bind success! Listening....然后再打开一个终端，B终端，运行客户端程序，结果如下：
ubuntu@ubuntu:~/project/web-server$ ./client 127.0.0.1 client send OK count = 100再看看A终端，发现服务器程序接收到了来自客户端发送的字符串。
ubuntu@ubuntu:~/project/web-server$ ./web-server Socket id = 3 Bind success! Listening.... recv from client:<letter>getPwd</letter>下一篇：将会讲到http服务器是如何解析http报文的。
