C 語言實現一個簡單的 web 服務器！瞭解 Socket 通信工做原理！

說到 web 服務器想必大多數人首先想到的協議是 http，那麼 http 之下則是 tcp，本篇文章將經過 tcp 來實現一個簡單的 web 服務器。

本篇文章將着重講解如何實現，對於 http 與 tcp 的概念本篇將不過多講解。

 

1、瞭解 Socket 及 web 服務工做原理

既然是基於 tcp 實現 web 服務器，不少學習 C 語言的小夥伴可能會很快的想到套接字 socket。socket 是一個較爲抽象的通訊進程，或者說是主機與主機進行信息交互的一種抽象。socket 能夠將數據流送入網絡中，也能夠接收數據流。

socket 的信息交互與本地文件信息的讀取從表面特徵上看相似，但其中所存在的編寫複雜度是本地 IO 不能比擬的，但卻有類似點。

在 win 下 socket 的交互交互步驟爲：

 

瞭解完了一個 socket 的基本步驟後咱們瞭解一下一個基本 web 請求的用戶常規操做，操做分爲：打開瀏覽器-->輸入資源地址 ip 地址-->獲得資源。

當目標服務器接收到該操做產生掉請求後，咱們能夠把服務器的響應流程步驟看爲：得到 request 請求-->獲得請求關鍵數據-->獲取關鍵數據-->發送關鍵數據。

服務器的這一步流程是在啓動socket 進行監聽後才能響應。經過監聽得知接收到請求，使用 recv 接收請求數據，從而根據該參數獲得進行資源獲取，最後經過 send 將數據進行返回。

 

2、建立sokect完成監聽

2.1 WSAStartup初始化

首先在c語言頭文件中引入依賴 WinSock2.h：

 

在第一點中對 socket 的建立步驟已有說明，首先須要完成 socket 的初始化操做，使用函數 WSAStartup，該函數的原型爲：

 

該函數的參數 wVersionRequired 表示 WinSock2 的版本號；

lpWSAData 參數爲指向 WSADATA 的指針，WSADATA 結構用於 WSAStartup 初始化後返回的信息。

wVersionRequired 可使用 MAKEWORD 生成，在這裏可使用版本 1.1 或版本2.2，1.1 只支持 TCP/IP，版本 2.1 則會有更多的支持，在此咱們選擇版本 1.1。

首先聲明一個 WSADATA 結構體  ：

 

隨後傳參至初始化函數 WSAStartup 完成初始化：

 

WSAStartup 若初始化失敗則會返回非0值：

 

2.2 建立socket 套接字

初始化完畢後開始建立套接字，套接字建立使用函數，函數原型爲：

 

在函數原型中，af 表示 IP 地址類型，使用 PF_INET 表示 IPV4，type 表示使用哪一種通訊類型，例如 SOCK_STREAM 表示 TCP，protocol 表示傳輸協議，使用 0 會根據前 2 個參數使用默認值。

 

建立完 socket 後，若爲 -1 表示建立失敗，進行判斷以下：

 

2.3 綁定服務器

建立完 socket 後須要對服務器進行綁定，配置端口信息、IP 地址等。 首先查看 bind 函數須要哪一些參數，函數原型以下：

 

參數 socket 表示綁定的 socket，傳入 socket 便可；addr 爲 sockaddr_in 的結構體變量的指針，在 sockaddr_in 結構體變量中配置一些服務器信息；addrlen 爲 addr 的大小值。

經過 bind 函數原型得知了咱們所須要的數據，接下來建立一個 sockaddr_in 結構體變量用於配置服務器信息：

 

隨後配置地址家族爲AF_INET對應TCP/IP：

 

接着配置端口信息：

 

再指定 ip 地址：

 

ip 地址若不肯定能夠手動輸入，最後使用神器 memset 初始化內存，完整代碼以下：

 

隨後使用 bind 函數進行綁定且進行判斷是否綁定成功：

 

2.4 listen進行監聽

綁定成功後開始對端口進行監聽。查看 listen 函數原型：

 

函數原型中，參數 sockfd 表示監聽的套接字，backlog 爲設置內核中的某一些處理（此處不進行深刻講解），直接設置成 10 便可，最大上限爲 128。使用監聽而且判斷是否成功代碼爲：

 

此階段完整代碼以下：

 

運行代碼可得知代碼無錯誤，而且輸出 listening：

 

 

2.5 獲取請求

監聽完成後開始獲取請求。受限須要使用 accept 對套接字進行鏈接，accept 函數原型以下：

 

參數 sockfd 爲指定的套接字；addr 爲指向 struct sockaddr 的指針，通常爲客戶端地址；addrlen 通常設置爲設置爲 sizeof(struct   sockaddr_in) 便可。代碼爲：

 

接下來開始接受客戶端的請求，使用recv函數，函數原型爲：

 

參數 sockfd 爲 accept 創建的通訊；buf 爲緩存，數據存放的位置；len 爲緩存大小；flags 通常設置爲0便可：

 

此時咱們再到 accpt 和 recv 外層添加一個循環，使之流程可重複：

 

而且能夠在瀏覽器輸入 127.0.0.1:8080 將會看到客戶端打印了 listening 新建了連接:

 

 

咱們添加printf語句可查看客戶端請求：

 

 

接下來咱們對請求頭進行對應的操做。

 

2.6 請求處理層編寫

獲得請求後開始編寫處理層。繼續接着代碼往下寫沒有層級，編寫一個函數名爲 req，該函數接收請求信息與一個創建好的鏈接爲參數：

 

而後先在 while 循環中傳遞須要的值：

 

接着開始編寫 req 函數，首先在 req 函數中標記當前目錄下：

 

隨後分離出請求與參數：

 

接着咱們標記一些頭元素：

 

接着獲取請求參數，若獲取 index.html，就獲取當前路徑下的該文件：

 

獲取文件後表示請求 ok，咱們先返回一個 200 狀態：

 

接着編寫一個發送函數 send_：

 

send 函數功能並不難在此再也不贅述，就是一個遍歷發送的邏輯。隨後發送 http 響應與文件類型：

 

隨後得到請求文件的描述，須要添加頭文件#include <sys/stat.h>使用fstat，且向已鏈接的通訊發生必要的信息 ：

 

最後發送數據：

 

最後訪問地址，獲得當前目錄下 index.html 文件數據，而且在瀏覽器渲染：

 

是否是很神奇呢，你也試試本身動手作出來一個簡單的 web 服務器吧！想要獲取完整代碼，關注我給我留言！

 

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