C/C++實現(xiàn)高并發(fā)http服務器的代碼示例
更新時間：2023年07月14日 10:22:11 作者：Trouble..
這篇文章簡單給大家介紹了C/C++實現(xiàn)高并發(fā)http服務器的代碼示例，文章通過代碼和圖文介紹的非常詳細，感興趣的同學可以參考閱讀
http高并發(fā)服務器實現(xiàn)
基礎知識
html，全稱為html markup language，超文本標記語言。
http，全稱hyper text transfer protocol，超文本傳輸協(xié)議。用于從萬維網(wǎng)（WWW：World Wide Web）服務器傳輸超文本到本地瀏覽器的傳送協(xié)議。
客戶端請求的格式：
請求方法有：GET、POST等。URL：請求地址。協(xié)議版本：HTTP的版本。
服務器響應的格式：
| ----- | 響應代號 | 代號描述 |
|---|---|---|
| 服務器上存在請求的內(nèi)容，并可以響應給客戶端 | 200 | OK |
| 客戶端的請求有異常，方法有問題 | 501 | Method Not Implemented |
| 服務器收到請求后，因為自生的問題沒法響應 | 500 | Internal Server Error |
| 請求的內(nèi)容不存在 | 404 | NOT FOUND |
| 客戶端發(fā)送的請求格式有問題等(一般不存在) | 400 | BAD REQUEST |
http服務器實現(xiàn)
文件概念
文件的Inode元信息表示文件的索引節(jié)點，存儲著文件的元信息，例如文件得創(chuàng)建者，文件創(chuàng)建日期，文件大小等。每個inode都有一個號碼，操作系統(tǒng)用inode號碼來識別不同的文件，使用命令ls -i可以查看inode號碼。
stat函數(shù)
stat是C++用于讀取文件資源管理器的庫函數(shù)，頭文件為：
#include<sys/stat.h> #include<sys/types.h> #include<unisted.h> int stat(const char *path,struct stat *buf); int fstat(int fd,struct stat *buf); int lstat(const char *path,struct stat *buf); parameter: path:文件路徑 buf:傳入的保存文件狀態(tài)的指針，用于保存文件的狀態(tài) fd:文件描述符 return:成功返回0，失敗返回-1，并設置errno
stat的結(jié)構(gòu)體內(nèi)容如下所示：
struct stat {
dev_t st_dev; /* ID of device containing file */
ino_t st_ino; /* inode number */
mode_t st_mode; /* S_ISREG(st_mode) 是一個普通文件 S_ISDIR(st_mode) 是一個目錄*/
nlink_t st_nlink; /* number of hard links */
uid_t st_uid; /* user ID of owner */
gid_t st_gid; /* group ID of owner */
dev_t st_rdev; /* device ID (if special file) */
off_t st_size; /* total size, in bytes */
blksize_t st_blksize; /* blocksize for filesystem I/O */
blkcnt_t st_blocks; /* number of 512B blocks allocated */
time_t st_atime; /* time of last access */
time_t st_mtime; /* time of last modification */
time_t st_ctime; /* time of last status change */
};并發(fā)和并行
并發(fā)與并行的區(qū)別簡單來說所謂的并發(fā)指的是多個進程按照一定的時間間隔進行，只不過這個時間間隔很小，人類難以感受到而已，實際上在微觀角度，進程的并發(fā)執(zhí)行還是順序執(zhí)行。
高并發(fā)：高并發(fā)是互聯(lián)網(wǎng)分布式框架設計中必須要考慮的因素之一，通常指的是，通過設計系統(tǒng)能夠同時并行處理很多請求。
線程可以并行的執(zhí)行任務
//頭文件 #include<pthread.h> //函數(shù) int pthread_create(pthread_t *thread,const pthread_attr_t *attr,void *(*start_routine)(void *),void *arg); pthread_t：當前Linux中可理解為：typedef unsigned long int pthread_t args1:傳出參數(shù)，保存系統(tǒng)為我們分配好的線程ID； args2：通常傳NULL，表示使用線程默認屬性。若想使用具體屬性也可以修改該參數(shù)。 args3：函數(shù)指針，指向線程主函數(shù)（線程體），函數(shù)運行結(jié)束，則線程結(jié)束。 args4：線程主函數(shù)執(zhí)行期間所需要使用的函數(shù)。
在一個線程中調(diào)用pthread_create()創(chuàng)建新的線程后，當前線程從pthread_create()返回繼續(xù)往下執(zhí)行，而新的線程所執(zhí)行的代碼由我們傳給pthread_create的函數(shù)指針start_routine決定。start_routine函數(shù)接收一個參數(shù)，是通過pthread_create的arg參數(shù)傳遞給它的，該參數(shù)的類型為void *，這個指針按什么類型解釋由調(diào)用者自己定義。start_routine的返回值類型也是void *，這個指針的含義同樣由調(diào)用者自己定義。start_routine返回時，這個線程就退出了，其它線程可以調(diào)用pthread_join得到start_routine的返回值。
pthread_create成功返回后，新創(chuàng)建的線程的id被填寫到thread參數(shù)所指向的內(nèi)存單元。
attr參數(shù)表示線程屬性。
pthread_exit (status)
pthread_exit用于顯式地退出一個線程。通常情況下，pthread_exit() 函數(shù)是在線程完成工作后無需繼續(xù)存在時被調(diào)用。
如果 main() 是在它所創(chuàng)建的線程之前結(jié)束，并通過 pthread_exit() 退出，那么其他線程將繼續(xù)執(zhí)行。否則，它們將在 main() 結(jié)束時自動被終止。
gcc/g++ 編譯時需要添加 -pthread進行編譯。
gcc test.c -pthread -o test
簡單的多線程實例：
#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <pthread.h>
using namespace std;
#define NUM_THREADS 5
void *PrintHello(void *threadid)
{
// 對傳入的參數(shù)進行強制類型轉(zhuǎn)換，由無類型指針變?yōu)檎螖?shù)指針，然后再讀取
int tid = *((int*)threadid);
cout << "Hello Runoob! 線程 ID, " << tid << endl;
pthread_exit(NULL);
}
int main ()
{
pthread_t threads[NUM_THREADS];
int indexes[NUM_THREADS];// 用數(shù)組來保存i的值
int rc;
int i;
for( i=0; i < NUM_THREADS; i++ ){
cout << "main() : 創(chuàng)建線程, " << i << endl;
indexes[i] = i; //先保存i的值
// 傳入的時候必須強制轉(zhuǎn)換為void* 類型，即無類型指針
rc = pthread_create(&threads[i], NULL,
PrintHello, (void *)&(indexes[i]));
if (rc){
cout << "Error:無法創(chuàng)建線程," << rc << endl;
exit(-1);
}
}
pthread_exit(NULL);
}最終代碼
服務器代碼樣例：
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/stat.h>
#include <ctype.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <errno.h>
#include<pthread.h>
#define SERVER_PORT 80
void do_http_request(int client_sock);
int get_line(int client_sock, char *buf, int size);
void do_http_response(int client_sock, const char *path);
void headers(int client_sock, FILE *resource);
void cat(int client_sock, FILE *resource);
void not_found(int client_sock);
void inner_error(int client_sock);
int main(void)
{
int sock;
struct sockaddr_in server_addr;
sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
// printf("wait \n");
bzero(&server_addr, sizeof(server_addr));
server_addr.sin_family = AF_INET;
server_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
server_addr.sin_port = htons(SERVER_PORT);
bind(sock, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(server_addr));
listen(sock, 128);
printf("wait client connect\n");
int done = 1;
while (done)
{
struct sockaddr_in client;
int client_sock, len, i;
char client_ip[64];
char buf[256];
socklen_t client_addr_len;
client_addr_len = sizeof(client);
client_sock = accept(sock, (struct sockaddr *)&client, &client_addr_len);
printf("client ip: %s \t port is : %d \n", inet_ntop(AF_INET, &client.sin_addr.s_addr, client_ip, sizeof(client_ip)), ntohs(client.sin_port));
pthread_t tid;
int* ptr_int=NULL;
int err=0;
ptr_int=(int*)malloc(sizeof(int));
*ptr_int=client_sock;
if(err=pthread_create(&tid,NULL,do_http_request,(void*)ptr_int)){
printf(stderr,"cannot create thread. reason: %s\n",strerror(errno));
if(ptr_int) free(ptr_int);
}
// do_http_request(client_sock);
// close(client_sock);
}
close(sock);
return 0;
}
void* do_http_request(void* p_client_sock)
{
int len = 0;
char buf[256], method[64], url[256], path[256];
int client_sock=*(int *)p_client_sock;
struct stat st;
// http response struct: request_method url protocol_version \r\n
len = get_line(client_sock, buf, sizeof(buf));
if (len > 0)
{
int i = 0, j = 0;
while (!isspace(buf[j]) && i < sizeof(method) - 1)
{
method[i] = buf[j];
i++;
j++;
}
// set end tag
method[i] = '\0';
printf("method: %s\n", method);
// method is GET request
if (strncasecmp(method, "GET", i) == 0)
{
printf("request method is GET\n");
while (isspace(buf[j]))
{
j++;
}
i = 0;
while (!isspace(buf[j]) && i < sizeof(url) - 1)
{
url[i] = buf[j];
i++;
j++;
}
url[i] = '\0';
if (strncasecmp(url, "/favicon.ico", i) == 0)
{
strcpy(url, "/hello.html");
}
printf("url:%s\n", url);
// read surplus request
do
{
len = get_line(client_sock, buf, sizeof(buf));
printf("%s\n", buf);
} while (len > 0);
// get local url file, and process ? in url, eg. url=128.0.0.2/hel.html?wang=dedefe
char *pos = strchr(url, '?');
if (pos)
{
// \0 represent string end tag
*pos = '\0';
printf("real url: %s\n", url);
}
sprintf(path, "./html_doc%s", url);
printf("path:%s\n", path);
// execute http response
// if file is exist, to response 200, ok,and send html file,else response 404 NOT FOUND
if (stat(path, &st) == -1)
{
printf("--------------------");
fprintf(stderr, "stat %s failed. reason :%s\n", strerror(errno));
not_found(client_sock);
}
else
{
printf("*****************");
if (S_ISDIR(st.st_mode))
{
strcat(path, "/index.html");
}
do_http_response(client_sock, path);
}
}
else
{
// request method is not GET,read http head, and response client request
fprintf(stderr, "warning, other request [%s]\n", method);
do
{
len = get_line(client_sock, buf, sizeof(buf));
printf("%s\n", buf);
} while (len > 0);
// unimplement()
}
}
else
{
printf("method is error");
}
close(client_sock);
if(p_client_sock) free(p_client_sock);
}
void do_http_response(int client_sock, const char *path)
{
FILE *resource = NULL;
resource = fopen(path, "r");
if (resource == NULL)
{
not_found(client_sock);
return;
}
// send http head
headers(client_sock, resource);
// send http body
cat(client_sock, resource);
// printf("end response!!!!");
fclose(resource);
}
void headers(int client_sock, FILE *resource)
{
struct stat st;
int fileid = 0;
char temp[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);
/* fstat: Get file attributes for the file, device, pipe, or socket
that file descriptor FD is open on and put them in BUF. */
if (fstat(fileid, &st) == -1)
{
inner_error(client_sock);
}
snprintf(temp, 64, "Content-Length:%d\r\n\r\n", st.st_size);
strcat(buf, temp);
printf(stdout, "header: %s", buf);
if (send(client_sock, buf, strlen(buf), 0) < 0)
{
fprintf(stderr, "send fail,data %s, reason %s", buf, strerror(errno));
}
}
void cat(int client_sock, FILE *resource)
{
char buf[1024];
fgets(buf, sizeof(buf), resource);
while (!feof(resource))
{
int len = write(client_sock, buf, strlen(buf));
if (len < 0)
{
fprintf(stderr, "send boady error. reason %s\n", strerror(errno));
break;
}
fprintf(stdout, "%s", buf);
fgets(buf, sizeof(buf), resource);
}
}
int get_line(int client_sock, char *buf, int size)
{
int count = 0;
char ch = '\0';
int len = 0;
while (count < size - 1 && ch != '\n')
{
len = read(client_sock, &ch, 1);
if (len == 1)
{
if (ch == '\r')
continue;
else if (ch == '\n')
break;
buf[count] = ch;
count++;
}
else if (len == -1)
{
perror("read fail");
count = -1;
break;
}
else
{
fprintf(stderr, "client close.\n");
count = -1;
break;
}
}
if (count >= 0)
buf[count] = '\0';
return count;
}
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\
<HTML lang=\"zh-CN\">\r\n\
<meta content=\"text/html; charset=utf-8\" http-equiv=\"Content-Type\">\r\n\
<HEAD>\r\n\
<TITLE>NOT FOUND</TITLE>\r\n\
</HEAD>\r\n\
<BODY>\r\n\
<P>文件不存在！\r\n\
<P>The server could not fulfill your request because the resource specified is unavailable or none xistent.\r\n\
</BODY>\r\n\
</HTML>";
int len = write(client_sock, reply, strlen(reply));
fprintf(stdout, reply);
if (len < 0)
{
fprintf(stderr, "send reply failed. reason: %s\n", strerror(errno));
}
}
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\
<HTML lang=\"zh-CN\">\r\n\
<meta content=\"text/html; charset=utf-8\" http-equiv=\"Content-Type\">\r\n\
<HEAD>\r\n\
<TITLE>Inner Error</TITLE>\r\n\
</HEAD>\r\n\
<BODY>\r\n\
<P>服務器內(nèi)部出錯.\r\n\
</BODY>\r\n\
</HTML>";
int len = write(client_sock, reply, strlen(reply));
fprintf(stdout, reply);
if (len <= 0)
{
fprintf(stderr, "send reply failed. reason: %s\n", strerror(errno));
}
}客戶端代碼樣例：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#define SERVER_PORT 666
#define SERVER_IP "127.0.0.1"
int main(int argc, char *argv[])
{
int sockfd;
char *message;
struct sockaddr_in servaddr;
int n;
char buf[64];
if (argc != 2)
{
fputs("Usage: ./echo_client message \n", stderr);
exit(1);
}
message = argv[1];
printf("message: %s\n", message);
sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
// 重置結(jié)構(gòu)體的內(nèi)存空間
memset(&servaddr, '\0', sizeof(struct sockaddr_in));
servaddr.sin_family = AF_INET;
inet_pton(AF_INET, SERVER_IP, &servaddr.sin_addr);
servaddr.sin_port = htons(SERVER_PORT);
connect(sockfd, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr));
write(sockfd, message, strlen(message));
n = read(sockfd, buf, sizeof(buf) - 1);
if (n > 0)
{
buf[n] = '\0';
printf("receive: %s\n", buf);
}
else
{
perror("error!!!");
}
printf("finished.\n");
close(sockfd);
return 0;
}到此這篇關于C/C++實現(xiàn)高并發(fā)http服務器的代碼示例的文章就介紹到這了,更多相關C/C++實現(xiàn)高并發(fā)http服務器內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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