本文將使用python套接字編程從零搭建一個簡易的web服務器，對應於教材《計算機網絡：自頂向下方法》第二章后面套接字編程作業，我們先來看一看客戶機（瀏覽器）和服務器交互的過程中在服務器端發生了哪些事情：
- 當一個客戶（瀏覽器）聯系服務器時創建一個連接套接字；
- 服務器從這個連接接受HTTP請求；
- 解釋該請求以確定所請求的特定文件；
- 從服務器的文件系統獲得請求的文件；
- 創建一個由請求的文件組成的HTTP響應報文，報文前有首部行；
- 經TCP連接向請求的瀏覽器發送響應；如果文件不存在，則返回
404 Not Found差錯報文。
1.Web服務器
假設我們通過瀏覽器向服務器請求的文件是HelloWorld.html，文件內容自定（我這里寫的內容就是一句話：太棒了，服務器正常工作！），我們需要將該文件放在與服務器同級的目錄下，然后通過瀏覽器向服務器發起請求，服務器按照上述步驟進行響應。服務器端的全部代碼如下：
from socket import *
serverSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
serverSocket.bind(('', 6789))
serverSocket.listen(1)
while True:
print('服務器已就位')
connectionSocket, addr = serverSocket.accept()
try:
message = connectionSocket.recv(1024).decode()
filename = message.split()[1]
f = open(filename[1:], encoding='utf-8')
outputdata = f.read()
header = 'HTTP/1.1 200 OK\nConnection: close\nContent-Type: text/html\nContent-Length: %d\n\n' % (len(outputdata)+24)
connectionSocket.send(header.encode())
for i in range(0, len(outputdata)):
connectionSocket.send(outputdata[i].encode())
connectionSocket.send("\r\n".encode())
connectionSocket.close()
except IOError:
header = 'HTTP/1.1 404 Not Found'
connectionSocket.send(header.encode())
connectionSocket.close()
bind(('', 6789))指定了套接字與端口號6789綁定，如果代碼是運行在本地的，那么只需在瀏覽器中輸入http://localhost:6789/HelloWorld.html即可訪問頁面；如果代碼是部署在雲服務器上的，就需要將IP改為服務器的公網IP，通過這種方式，我們可以很容易地在服務器上部署類似個人簡介這樣的靜態網頁。
listen(1)指定了服務器在同一時刻只接受一個請求，后續我們將通過多線程編碼來同時處理多個請求。
在構造的頭部信息中，我們通過Content-Length指定了實體（封裝的TCP報文）的長度，即等於數據長度 + TCP頭部信息長度，通常TCP的頭部信息長度是20字節，但是通過實際觀察網頁源代碼我發現少了四個字節，不難猜測這是因為TCP的選項字段占用了四個字節，因此這里頭部信息長度就是24字節。我們甚至不需要自己指定報文長度，只需要返回最基本的HTTP/1.1 200 OK即可。
這里插入一個題外話，關於Content-Length的使用，通過實踐我發現存在以下四種情況：
- 不顯式指定
Content-Length，前端頁面顯示完好，數據完整；- 顯示指定
Content-Length且小於實體的長度，前端頁面顯示不完好，數據缺失；- 顯示指定
Content-Length且等於實體的長度，前端頁面顯示完好，數據完整；- 顯示指定
Content-Length且大於實體的長度，前端頁面不顯示，瀏覽器控制台報錯ERR_CONTENT_LENGTH_MISMATCH；
也就是說，最糟糕的情況是指定的長度大於實體的長度，由於長度不匹配，瀏覽器會報錯且前端不顯示任何東西。如果指定的長度小於實體長度，瀏覽器只取消息實體的前面一部分，則前端頁面顯示不完好。在效果上，不顯示指定和顯式指定為實體長度都是一樣的，如果怕麻煩可以不指定。
2.多線程Web服務器
參照上面的代碼，一個最基本的簡易Web服務器就搭建好了，但是它在同一時刻只能處理一個請求，現在我們給它升下級，我們使用多線程的方式讓它能夠同時處理多個請求。具體代碼如下：
from socket import *
import threading
def tcp_process(connectionSocket):
print(threading.current_thread())
try:
message = connectionSocket.recv(1024).decode()
print(repr(message))
print(message)
filename = message.split()[1]
f = open(filename[1:], encoding='utf-8')
outputdata = f.read()
header = 'HTTP/1.1 200 OK\nConnection: close\nContent-Type: text/html\nContent-Length: %d\n\n' % (len(outputdata)+24)
connectionSocket.send(header.encode())
for i in range(0, len(outputdata)):
connectionSocket.send(outputdata[i].encode())
connectionSocket.send("\r\n".encode())
connectionSocket.close()
except IOError:
header = 'HTTP/1.1 404 Not Found'
connectionSocket.send(header.encode())
connectionSocket.close()
if __name__ == "__main__":
serverSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
serverSocket.bind(('', 6789))
serverSocket.listen(10)
while True:
print('服務器已就位')
connectionSocket, addr = serverSocket.accept()
thread = threading.Thread(target=tcp_process, args=(connectionSocket, ))
thread.start()
從上面可以看出，我們只是將connectionSocket交給一個具體的線程來執行，該線程負責為具體的客戶服務，而主進程不必等待它服務完這個用戶就可以接受下一個用戶的請求，這樣就大大提高了服務器的工作效率。
3.客戶端
最后我們來看看客戶端的代碼，通過客戶端可以不經過瀏覽器直接向服務器發起請求。
from socket import *
clientSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
clientSocket.connect(('localhost', 6789))
while True:
header = 'GET /HelloWorld.html HTTP/1.1\nHost: localhost:6789\nConnection: keep-alive\nUser-Agent: Mozilla/5.0\n\n'
clientSocket.send(header.encode())
message = clientSocket.recv(1024)
print(message.decode())
當我通過運行客戶端代碼向服務器發起請求時，雖然數據成功獲取了，但是在客戶端也收到了以下錯誤：
ConnectionResetError: [WinError 10054] 遠程主機強迫關閉了一個現有的連接。
這個錯誤一般出現在爬蟲過程中，因為抓取信息太過頻繁，而被服務器認定為惡意攻擊。但是這里顯然不是這個原因，在我將服務器代碼中的connectionSocket.close()注釋掉之后，這個錯誤就沒有了，但是產生錯誤具體的原因至今未明，如果有知道的同學歡迎在評論區告訴我。