muduo网络库学习之muduo_http 库涉及到的类

1、http request:

request line + header + body (header分为普通报头,请求报头与实体报头) header与body之间有一空行(CRLF) 请求方法有: Get, Post, Head, Put, Delete等 协议版本1.0、1.1

常用请求头

Accept:浏览器可接受的媒体(MIME)类型; Accept-Language:浏览器所希望的语言种类 Accept-Encoding:浏览器能够解码的编码方法,如gzip,deflate等 User-Agent:告诉HTTP服务器, 客户端使用的操作系统和浏览器的名称和版本 Connection:表示是否需要持久连接,Keep-Alive表示长连接,close表示短连接

一个典型的http 请求:

GET / HTTP/1.1 Accept: image/jpeg, application/x-ms-application, image/gif, application/xaml+xml, image/pjpeg, application/x-ms-xbap, application/vnd.ms-excel, application/vnd.ms-powerpoint, application/msword, */* Accept-Language: zh-CN User-Agent: Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 8.0; Windows NT 6.1; Trident/4.0; SLCC2; .NET CLR 2.0.50727; .NET CLR 3.5.30729; .NET CLR 3.0.30729; Media Center PC 6.0; Tablet PC 2.0) Accept-Encoding: gzip, deflate Host: 192.168.159.188:8000 Connection: Keep-Alive 2、http response:

status line + header + body (header分为普通报头,响应报头与实体报头) header与body之间有一空行(CRLF) 状态响应码

1XX  提示信息 - 表示请求已被成功接收,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处理 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 -   服务器执行一个有效请求失败

一个典型的http 响应: HTTP/1.1 200 O Content-Length: 112 Connection: Keep-Alive Content-Type: text/html Server: Muduo

<html><head><title>This is title</title></head><body><h1>Hello</h1>Now is 20130611 02:14:31.518462</body></html>

3、muduo_http 库

HttpRequest:http请求类封装,主要有以下几个成员:

class HttpRequest : public muduo::copyable
{
public:
    void addHeader(const char *start, const char *colon, const char *end);
private:
    Method method_;     // 请求方法
    Version version_;       // 协议版本1.0/1.1
    string path_;           // 请求路径
    Timestamp receiveTime_; // 请求时间
    std::map<string, string> headers_;  // header列表
}

HttpResponse:http响应类封装,主要有以下几个成员:

class HttpResponse : public muduo::copyable
{
public:

    void appendToBuffer(Buffer *output) const;  // 将HttpResponse添加到Buffer

private:
    std::map<string, string> headers_;  // header列表
    HttpStatusCode statusCode_;         // 状态响应码
    // FIXME: add http version
    string statusMessage_;              // 状态响应码对应的文本信息
    bool closeConnection_;              // 是否关闭连接
    string body_;                           // 实体
};

HttpContext:http协议解析类,主要有以下几个成员:

class HttpContext : public muduo::copyable
{
private:
    HttpRequestParseState state_;       // 请求解析状态
    HttpRequest request_;               // http请求
};

HttpServer:http服务器类封装,主要有几个成员:

/// A simple embeddable HTTP server designed for report status of a program.
/// It is not a fully HTTP 1.1 compliant server, but provides minimum features
/// that can communicate with HttpClient and Web browser.
/// It is synchronous, just like Java Servlet.
class HttpServer : boost::noncopyable
{
public:
    typedef boost::function < void (const HttpRequest &,
                                    HttpResponse *) > HttpCallback;

    /// Not thread safe, callback be registered before calling start().
    void setHttpCallback(const HttpCallback &cb)
    {
        httpCallback_ = cb;
    }

    void setThreadNum(int numThreads)
    {
        server_.setThreadNum(numThreads);
    }

    void start() { server_.start(); }

private:
    void onConnection(const TcpConnectionPtr &conn);
    void onMessage(const TcpConnectionPtr &conn, Buffer *buf, Timestamp receiveTime);
    void onRequest(const TcpConnectionPtr &, const HttpRequest &);

    TcpServer server_;
    HttpCallback httpCallback_; // 在处理http请求(即调用onRequest)的过程中回调此函数,对请求进行具体的处理
};

在HttpServer 构造函数中:

server_.setConnectionCallback(
    boost::bind(&HttpServer::onConnection, this, _1));
server_.setMessageCallback(
    boost::bind(&HttpServer::onMessage, this, _1, _2, _3));

即通过设置server_ ,最终设置到TcpConnection 的回调函数, 当客户端如浏览器连接上来,根据以前的分析可知,调用HttpServer::onConnection(), 绑定HttpContext到TcpConnection 中的 boost::any context_;

if (conn->connected())
{
    conn->setContext(HttpContext());    // TcpConnection与一个HttpContext绑定
}

接着客户端发出请求,比如访问服务器的某个路径,调用HttpServer::onMessage(),

void HttpServer::onMessage(const TcpConnectionPtr &conn,
                           Buffer *buf,
                           Timestamp receiveTime)
{
    HttpContext *context = boost::any_cast<HttpContext>(conn->getMutableContext());

    if (!detail::parseRequest(buf, context, receiveTime))
    {
        conn->send("HTTP/1.1 400 Bad Request\r\n\r\n");
        conn->shutdown();
    }

    // 请求消息解析完毕
    if (context->gotAll())
    {
        onRequest(conn, context->request());
        context->reset();       // 本次请求处理完毕,重置HttpContext,适用于长连接(一个连接多次请求)
    }
}

其中parseRequest() 会将存放在Buffer 中的请求解析到server_.TcpConnection.context_.request_ 中,最后调用HttpServer::onRequest(),

void HttpServer::onRequest(const TcpConnectionPtr &conn, const HttpRequest &req)
{
    const string &connection = req.getHeader("Connection");
    bool close = connection == "close" ||
                 (req.getVersion() == HttpRequest::kHttp10 && connection != "Keep-Alive");
    HttpResponse response(close);
    httpCallback_(req, &response);  // 客户代码设置的回调函数,填充response
    Buffer buf;
    response.appendToBuffer(&buf);  // 将响应填充到buf
    conn->send(&buf);       // 将buf 中的响应发送给客户端
    if (response.closeConnection())
    {
        conn->shutdown();   //短连接直接关闭
    }
}

即要用客户代码设置的httpCallback_ 函数来填充httpResponse,然后发送给客户端。

测试代码:

HttpServer_test.cc:

#include <muduo/net/http/HttpServer.h>
#include <muduo/net/http/HttpRequest.h>
#include <muduo/net/http/HttpResponse.h>
#include <muduo/net/EventLoop.h>
#include <muduo/base/Logging.h>

#include <iostream>
#include <map>

using namespace muduo;
using namespace muduo::net;

extern char favicon[555];
bool benchmark = false;

// 实际的请求处理
void onRequest(const HttpRequest &req, HttpResponse *resp)
{
    std::cout << "Headers " << req.methodString() << " " << req.path() << std::endl;
    if (!benchmark)
    {
        const std::map<string, string> &headers = req.headers();
        for (std::map<string, string>::const_iterator it = headers.begin();
                it != headers.end();
                ++it)
        {
            std::cout << it->first << ": " << it->second << std::endl;
        }
    }

    if (req.path() == "/")
    {
        resp->setStatusCode(HttpResponse::k200Ok);
        resp->setStatusMessage("OK");
        resp->setContentType("text/html");
        resp->addHeader("Server", "Muduo");
        string now = Timestamp::now().toFormattedString();
        resp->setBody("<html><head><title>This is title</title></head>"
                      "<body><h1>Hello</h1>Now is " + now +
                      "</body></html>");
    }
    else if (req.path() == "/favicon.ico")
    {
        resp->setStatusCode(HttpResponse::k200Ok);
        resp->setStatusMessage("OK");
        resp->setContentType("image/png");
        resp->setBody(string(favicon, sizeof favicon));
    }
    else if (req.path() == "/hello")
    {
        resp->setStatusCode(HttpResponse::k200Ok);
        resp->setStatusMessage("OK");
        resp->setContentType("text/plain");
        resp->addHeader("Server", "Muduo");
        resp->setBody("hello, world!\n");
    }
    else
    {
        resp->setStatusCode(HttpResponse::k404NotFound);
        resp->setStatusMessage("Not Found");
        resp->setCloseConnection(true);
    }
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    int numThreads = 0;
    if (argc > 1)
    {
        benchmark = true;
        Logger::setLogLevel(Logger::WARN);
        numThreads = atoi(argv[1]);
    }
    EventLoop loop;
    HttpServer server(&loop, InetAddress(8000), "dummy");
    server.setHttpCallback(onRequest);
    server.setThreadNum(numThreads);
    server.start();
    loop.loop();
}

// 这是一个图片数据
char favicon[555] =
{
    .....
};

运行程序,使用浏览器访问目录,如下:

服务器端输出如下:

simba@ubuntu:~/Documents/build/debug/bin$ ./httpserver_test  20131113 08:15:30.110059Z  3637 TRACE IgnoreSigPipe Ignore SIGPIPE - EventLoop.cc:51 20131113 08:15:30.112625Z  3637 TRACE updateChannel fd = 4 events = 3 - EPollPoller.cc:104 20131113 08:15:30.113241Z  3637 TRACE EventLoop EventLoop created 0xBFBC8EF4 in thread 3637 - EventLoop.cc:76 20131113 08:15:30.113677Z  3637 TRACE updateChannel fd = 5 events = 3 - EPollPoller.cc:104 20131113 08:15:30.114767Z  3637 WARN  HttpServer[dummy] starts listenning on 0.0.0.0:8000 - HttpServer.cc:155 20131113 08:15:30.115687Z  3637 TRACE updateChannel fd = 6 events = 3 - EPollPoller.cc:104 20131113 08:15:30.116272Z  3637 TRACE loop EventLoop 0xBFBC8EF4 start looping - EventLoop.cc:108 20131113 08:15:32.870784Z  3637 TRACE poll 1 events happended - EPollPoller.cc:65 20131113 08:15:32.871784Z  3637 TRACE printActiveChannels {6: IN }  - EventLoop.cc:271 20131113 08:15:32.872287Z  3637 INFO  TcpServer::newConnection [dummy] - new connection [dummy:0.0.0.0:8000#1] from 192.168.56.1:2794 - TcpServer.cc:93 20131113 08:15:32.872898Z  3637 DEBUG TcpConnection TcpConnection::ctor[dummy:0.0.0.0:8000#1] at 0x9BD77E0 fd=8 - TcpConnection.cc:65 20131113 08:15:32.873280Z  3637 TRACE newConnection [1] usecount=1 - TcpServer.cc:111 20131113 08:15:32.873640Z  3637 TRACE newConnection [2] usecount=2 - TcpServer.cc:113 20131113 08:15:32.874050Z  3637 TRACE updateChannel fd = 8 events = 3 - EPollPoller.cc:104 20131113 08:15:32.874459Z  3637 TRACE newConnection [5] usecount=2 - TcpServer.cc:123 20131113 08:15:32.890691Z  3637 TRACE poll 1 events happended - EPollPoller.cc:65 20131113 08:15:32.890825Z  3637 TRACE printActiveChannels {8: IN }  - EventLoop.cc:271 Headers GET /hello Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,*/*;q=0.8 Accept-Encoding: gzip,deflate,sdch Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.8 Connection: keep-alive Cookie: Hm_lvt_3d143f0a07b6487f65609d8411e5464f=1380329613 Host: 192.168.56.188:8000 User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/29.0.1547.66 Safari/537.36 20131113 08:15:42.902273Z  3637 TRACE poll  nothing happended - EPollPoller.cc:74 20131113 08:15:52.912887Z  3637 TRACE poll  nothing happended - EPollPoller.cc:74 ...... 20131113 08:17:11.421249Z  3637 TRACE poll 1 events happended - EPollPoller.cc:65 20131113 08:17:11.421328Z  3637 TRACE printActiveChannels {8: IN }  - EventLoop.cc:271 Headers GET /favicon.ico Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,*/*;q=0.8 Accept-Encoding: gzip,deflate,sdch Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.8 Connection: keep-alive Cookie: Hm_lvt_3d143f0a07b6487f65609d8411e5464f=1380329613 Host: 192.168.56.188:8000 User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/29.0.1547.66 Safari/537.36 20131113 08:17:21.432017Z  3637 TRACE poll  nothing happended - EPollPoller.cc:74 20131113 08:17:31.439508Z  3637 TRACE poll  nothing happended - EPollPoller.cc:74

从输出中看到,fd=6是监听套接字,fd=8是与服务器连接起来的已连接套接字(fd=7 是idlefd_)。浏览器访问某个目录,fd=8可读事件发生,服务器端最终执行到httpCallback_(onRequest() 函数),首先从HttpRequest中读取解析到的请求头部等信息并打印出来,即Headers GET /hello 开始的几行输出。这是一个长连接,所以第二次切换目录访问时,也是fd=8可读事件发生,只不过填充到HttpResponse 的数据不同,故浏览器端看到的输出就不一样了。

注意:muduo只实现了最简单的http应答功能,并不能处理带有body的http 请求,比如POST。实现http库主要是为了让muduo inspect 库可以通过HTTP方式为服务器提供监控接口。

参考:

《UNP》

muduo manual.pdf

《linux 多线程服务器编程:使用muduo c++网络库》

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