從零開始一個http服務器(一)-開始

從零開始一個http服務器 （一)

代碼地址 ： https://github.com/flamedancer/cserver
git checkout step1

一個簡單的socket server

• 從helloworld開始
• 回顧c語言的socket 通信
• 一個簡單的socket server
• 用telent測試

從helloworld 開始

先來回顧下c語言的，c語言的helloword程序如下

// main.c
#include<stdio.h>

int main() {
    printf("hello world");
}

編譯 gcc main.c
運行 ./a.out
輸出 hello world

回顧c語言的socket 通信

socket (server端) 通信的一般 步驟

* 創建 socket , 返回socket 文件描述符,需指明域(本地文件socket還是網絡socket),類型(TCP 還是 UDP)
* 綁定 bind, 綁定socket地址(本地socket文件地址 或 網絡地址 IP + port) 
* 監聽 listen, 為socket創建監聽隊列, 連接到socket的鏈接將會進入這個隊列, 需要指明隊列最大長度
* 接收鏈接 accept, 接收客戶端鏈接，返回接收到的 客戶socket文件描述符
* 讀寫  read/write,  對 客戶socket文件描述符 進行 讀寫操作來進行通信
* close, 通信結束， 關閉 客戶socket文件描述符, 整個server結束，也要關閉 server socket文件描述符

c 語言 socket通信有關的函數及結構原型

1. creating a socket

    #include <sys/types.h> #include <sys/socket.h>
    int socket(int domain, int type, int protocol);

     *** domains
             AF_UNIX: 本地文件socket (file system sockets)
             
             AF_INET: 網絡socket (UNIX network sockets)
             ...
     *** type
             SOCK_STREAM: TCP 協議 
             SOCK_DGRAM: UDP 協議
     *** protocol 
         一般選默認值 0

2. struct: socket Address socket 地址結構體
   本地文件socket地址:

    AF_UNIX socket_un    defind in sys/un.h
       struct sockaddr_un {
           sa_family_t sun_family; // AF_UNIX
           char sun_path[]; // pathname
       }; 

    網絡socket 地址:
    AF_INET sockaddr_in   defind in netinet/in.h
        struct sockaddr_in {
            short int sin_family;  // AF_INET
            unsigned short in sin_port;   // Port number
            struct in_addr sin_addr;  // Inernet address
        };
        其中代表ip地址的結構體in_addr:
        struct in_addr {
            unsigned long int s_addr;
        }

3. bind
   成功返回0,失敗返回-1,失敗信息見 errno

    #include <sys/socket.h>
    int bind(int socket, const struct sockaddr *address, size_t address_len);

4. Creating a socket queue

    #include <sys/socket.h>
    int listen(int socket, int backlog);  // backlog : the maximum number of pending connections

5. Accept connections
   這里的address和address_len 都是指client端的地址,如果成功連接client,則address被填充
   返回連接后client 的 socket 文件描述符

    #include <sys/socket.h>
    int accept(int socket, struct sockaddr *address, size_t *address_len);

6. Host and Network Byte Ordering
   有可能本地字節編碼順序和網絡字節編碼順序不同，本地字節編碼要轉成網絡字節編碼

    #include <netinet/in.h>
    unsigned long int htonl(unsigned long int hostlong);
    unsigned short int htons(unsigned short int hostshort);

一個簡單的socket server

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <stdio.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <netinet/in.h>

int main() {
    int server_sockfd, client_sockfd;
    int server_len, client_len;
    struct sockaddr_in server_address;
    struct sockaddr_in client_address;
    server_sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); //  創建socket，選擇地址類型為網絡地址，選擇 TCP 通信

    server_address.sin_family = AF_INET;
    server_address.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");  // 設置網絡地址的ip, inet_addr 會自動 轉為 網絡字節順序
    server_address.sin_port = htons(9734);    //  設置端口號，注意這里的 htons 方法 
    server_len = sizeof(server_address);
    bind(server_sockfd, (struct sockaddr *)&server_address, server_len);

    listen(server_sockfd, 5);
    while(1) {
        char ch[5000];
        char send_str[] = "hello world !\n";  // 准備給連接過來的客戶端發送的字符串
        client_len = sizeof(client_address);
        client_sockfd = accept(server_sockfd,
        (struct sockaddr *)&client_address, &client_len);
        read(client_sockfd, &ch, 5000);    // 接收 客戶端傳來的字符
        printf("%s", ch);     //  打印我們接收到的字符
        write(client_sockfd, &send_str, sizeof(send_str)/sizeof(send_str[0]));   // 向客戶端發送數據，這里的 read write 和 和文件讀寫時沒什么區別 
        close(client_sockfd);
    }
}

和之前helloword一樣編譯運行我們的第一個版本！

用 telnet 測試

看看效果吧！新啟一個終端，然后用telnet 嘗試連接我們的服務器。
執行命令 telnet 127.0.0.1 9734
隨便輸入幾個字符按回車
屏幕輸出大概為這樣：

Trying 127.0.0.1...
Connected to localhost.
Escape character is '^]'.
dsfsd
hello world !
Connection closed by foreign host.

再返回查看我們的服務器屏幕打印，能看到我們剛才隨意輸入的字符，說明我們的服務器能成功接收並返回數據了。