BOA入門分析
經常使用的Web服務器有：Boa，thttpd，httpd，其中httpd只支持靜態頁面，thttpd和Boa支持動態頁面高級應用，Boa在資源利用效率上比thttpd好。Boa支持認證，支持CGI，做爲該嵌入式系統的Web服務器，系統的軟件開發模型選用B／S模型，嵌入式Web服務器在Web瀏覽器和設備之間提供了統一的GUI接口，客戶機能夠經過HTTP協議與嵌入式WebServer創建鏈接。html
一．Boa主流程分析數據庫
Boa.c程序main中主要流程：編程
umask()函數設置限制新文件權限的掩碼，umask設置的是權限是補碼，用戶登錄系統時，umask命令都被執行，並自動設置掩碼改變默認值，新的權限將會把舊的覆蓋。瀏覽器
devnullfd = open("/dev/null", 0);dup2(devnullfd,STDIN_FILENO；對輸入重定向，寫入/dev/null的東西會被系統丟掉，目的是對stdin進行保護。安全
parse_commandline(argc, argv);執行命令行，其中case'r':chdir(optarg)；chroot(optarg)；chdir("/")；從新設定根目錄，限制用戶訪問路徑，提升服務器安全性。服務器
fixup_server_root();用來檢查服務器路徑有沒有被定義，若是沒定義就中止執行並提示。多線程
read_config_files(void)；解析配置文件，保證全部的全局變量正確初始化.gethostname函數返回本地主機的標準主機名，並經過gethostbyname()返回該主機名的包含主機名字和地址信息的hostent結構指針,主機名保存到server_name。socket
single_post_limit、cgi_rlimit_cpu、cgi_rlimit_data、cgi_nice、max_connections、ka_timeout等變量與程序資源分配有關。ide
rlimit資源限制參考http://blog.csdn.net/yuyin86/article/details/8014840。函數
create_common_env(void);把CGI的環境變量保存到*common_env[]內，環境變量如"PATH"、"SERVER_SOFTWARE"、"SERVER_PORT"、"DOCUMENT_ROOT"、"SERVER_ROOT"、"SERVER_ADMIN"。
open_logs(void);程序主要記錄access_log訪問信息、error_log錯誤信息和cgi_log信息。
access_log記錄了虛擬主機地址、訪問客戶端地址、訪問時間、訪問狀態、讀寫數據大小、HTTP Referer、header user agent等，HTTP Referer記錄了外鏈接狀況，user agent用戶代理是瀏覽器向訪問網站提供瀏覽器信息的一種HTTP標誌。
error_log記錄效果：[08/Nov/1997:01:05:03-0600] request from 192.228.331.232 "GET /~joeblow/dir/ HTTP/1.0"("/usr/user1/joeblow/public_html/dir/"): write: Broken pipe
其中包含了錯誤時間內、請求客戶端IP、CGI發送方式爲GET、路徑信息和錯誤因素。
create_server_socket();建立服務器的套接字，SOCK_STREAM提供有序的、可靠的、雙向的和基於鏈接的字節流，IPPROTO_TCP指定了Internet地址族使用TCP，set_nonblock_fd（）設置非阻塞方式，fcntl(server_s, F_SETFD, 1)設定close-on-exec，調用exec函數時關閉server socket，避免CGI往裏面寫內容。而後進行bind捆綁，並監聽客戶端發送的請求。
init_signals();初始化各類信號的回調函數，在多線程運行中控制程序運行。
build_needs_escape();瀏覽器在發送請求時，會把請求字符串進行轉義操做，服務器要對收到的請求進行反轉移操做。
do_fork，fork子進程，建立守護進程，做爲服務程序使用，等待客戶端程序與它通訊。
drop_privs();經過修改服務進程ID、組ID、改變權限。
loop(int server_s)，是一個select循環，Web服務器正常運行在循環中，循環檢測各類信號發生，根據須要修改請求狀態（阻塞和就緒），並做相應的處理，後文詳細描述。
二．request請求處理
request結構：
struct request {
enum REQ_STATUS status; /*請求狀態，包括BODY_READ,BODY_WRITE,WRITE,PIPE_READ,PIPE_WRITE,IOSHUFFLE,DONE,TIMED_OUT,DEAD*/
enum KA_STATUS keepalive; /* keepalive status 表示鏈接狀態，是檢測死鏈接的一種機制 */
enum HTTP_VERSION http_version;
enum HTTP_METHOD method; /* M_GET, M_POST, etc.HTTP與瀏覽器的交互，從url讀取信息的方法 */
enum RESPONSE_CODE response_status; /* HTTP碼應碼.
1xx：信息，請求收到，繼續處理
2xx：成功，行爲被成功地接受、理解和採納
3xx：重定向，爲了完成請求，必須進一步執行的動做
4xx：客戶端錯誤，請求包含語法錯誤或者請求沒法實現
5xx：服務器錯誤，服務器不能實現一種明顯無效的請求
*/
enum CGI_TYPE cgi_type;
enumCGI_STATUS cgi_status;
char *pathname; /* 請求文件路徑名 */
Range *ranges; /* 請求內容搜索範圍 */
int data_fd; /* 數據文件描述符 */
unsigned long filesize; /* 文件大小*/
unsigned long filepos; /* position in file */
unsigned long bytes_written; /* 被寫入長度*/
char *data_mem; /* 數據映射*/
char *header_line; /* beginning of un or incompletelyprocessed header line */
char *header_end; /* last known end of header, or endof processed data */
int parse_pos; /* how much have we parsed */
int buffer_start; /* buffer開始地址*/
int buffer_end; /* buffer結束地址 */
char *if_modified_since; /* 判斷服務器端的資源是否被修改 */
time_t last_modified; /* 服務器端的資源修改時間 */
int cgi_env_index; /* CGI變量排序*/
/* Agent and referer for logfiles */
char *header_host; /*主機信息*/
char *header_user_agent; /*代理信息*/
char *header_referer; /*參考信息*/
char *header_ifrange;
char *host;
int post_data_fd; /* post數據臨時文件描述符 */
/* env variable */
char *path_info;
char *path_translated;
char *script_name;
char *query_string;
char *content_type;
char *content_length;
struct mmap_entry *mmap_entry_var;
int fd; /* 客戶端套接字描述符 */
time_t time_last; /* 上一次時間 */
char local_ip_addr[BOA_NI_MAXHOST]; /* 本地虛擬主機IP地址*/
char remote_ip_addr[BOA_NI_MAXHOST]; /* 遠程客戶端IP地址 */
unsigned int remote_port; /* 遠程客戶端端口號 */
unsigned int kacount; /*存活鏈接數目*/
int client_stream_pos;
char buffer[BUFFER_SIZE + 1]; /* 通用I/O緩衝數據*/
char request_uri[MAX_HEADER_LENGTH + 1]; /*uri*/
char client_stream[CLIENT_STREAM_SIZE]; /* 客戶端發送的數據流 */
char *cgi_env[CGI_ENV_MAX + 4]; /* CGI 環境變量 */
#ifdef ACCEPT_ON
char accept[MAX_ACCEPT_LENGTH]; /* Accept:fields */
#endif
struct request *next; /* 下一個請求*/
struct request *prev; /*上一個請求 */
};
request狀態分別是獲取、就緒、執行、阻塞、釋放。
與request相關的變量：
pending_requests 待處理請求，爲1時表示有請求須要處理。
request *request_ready 就緒請求，就緒狀態的請求能夠立刻處理。
request *request_block 阻塞請求，阻塞的請求處於等待狀態，須要先移到就緒區才能進行處理。
request *request_free 空閒的請求空間。
與其相關函數有
ready_request ( )，block_request( )。
update_blocked（）；fd_update()，process_requests()。
get_requests( ); free_request( );
req_flush();
ready_request(request * req)，把請求從阻塞鏈表移到就緒鏈表，並刪除對應req->status的文件描述符集合。
fd_update()先判斷是否爲死連接，而後調用update_blocked完成請求就緒，並刪除文件描述符集合的操做。
block_request(request* req)，把請求從就緒鏈表移到阻塞鏈表，並根據req->status添加文件描述符的集合。
update_blocked（）；根據存活時間判斷阻塞鏈表內請求的狀態更新阻塞鏈表，決定是否把請求從阻塞鏈表移到就緒鏈表。
get_requests( )；經過accept接收客戶端鏈接信息，進行鏈接之後調用new_request()申請請求空間，開始接收客戶端瀏覽器發送的請求。
請求信息例:
conn->fd = fd; conn->status = READ_HEADER; conn->header_line =conn->client_stream; conn->time_last = current_time; conn->kacount = ka_max; conn->remote_port = net_port(&remote_addr); conn->http_version= HTTP10; conn->method = M_GET; conn->status = DONE;
free_request(request * req); 與get_requests( )相反,負責關閉鏈接，釋放請求空間。
process_requests()執行請求，首先判斷是否有請求，若是有請求則進行鏈接並接收請求。根據current->status進行
read_header(current);
read_body(current);
write_body(current);
process_get(current);
read_from_pipe(current);
write_from_pipe(current);
執行DONE時調用req_flush（），req_flush函數計算須要發送數據的字節，字節數大於0則進行發送bytes_written = write(req->fd, req->buffer +req->buffer_start,bytes_to_write);
發送後返回整數值， -2表示錯誤，-1表示block，0表示處理完畢，>0表示還有數據，須要對其進行處理後再發送。
三．loop循環分析
首先對信號進行分析，程序調用init_signals()初始化信號回調函數，包括SIGSEGV，SIGBUS，SIGTERM，SIGHUP，SIGINT，SIGCHLD，SIGALRM，SIGPIPE，SIGUSR1，SIGUSR2。sigaction(SIGSEGV, &sa, NULL);sigaction函數是用做檢查/修改與指定信號相關聯的處理動做.
函數分析
void loop(int server_s)
{
FD_ZERO(BOA_READ);//每次循環都要清空集合，不然不能檢測描述符變化
FD_ZERO(BOA_WRITE);
max_fd = -1;
/*捕捉信號，並調用對應函數進行處理*/
while (1) {
if (sighup_flag)
sighup_run();
if (sigchld_flag)
sigchld_run();
if (sigalrm_flag)
sigalrm_run();
if (sigterm_flag) {
if (sigterm_flag == 1) {
sigterm_stage1_run();
BOA_FD_CLR(req, server_s,BOA_READ);
close(server_s);
/* make sure the server isn'tin the block list */
server_s = -1;
}
if (sigterm_flag == 2 &&!request_ready && !request_block) {
sigterm_stage2_run(); /*terminal */
}
} else {
if (total_connections >max_connections) {
/*鏈接數太多，則清除一個文件描述符集合*/
BOA_FD_CLR(req, server_s,BOA_READ);
} else {
/*建立一個文件描述符集合*/
BOA_FD_SET(req, server_s,BOA_READ); /* server always set */
}
}
pending_requests = 0;
if (max_fd) {
struct timeval req_timeout; /*timeval for select */
req_timeout.tv_sec = (request_ready ? 0 :default_timeout);
req_timeout.tv_usec = 0l; /* resettimeout */
/* 監視咱們須要監視的文件描述符的變化狀況，讀寫或異常Select函數使用參考http://genime.blog.163.com/blog/static/1671577532012418341877/ */
if (select(max_fd + 1, BOA_READ,
BOA_WRITE, NULL,
(request_ready ||request_block ?
&req_timeout :NULL)) == -1) {
if (errno == EINTR)
continue; /* while(1) */
else if (errno != EBADF) {
DIE("select");
}
}
if (!sigterm_flag &&FD_ISSET(server_s, BOA_READ)) {
pending_requests = 1;
}
time(¤t_time);
}
max_fd = -1;
if (request_block) {
/* 若是request_block=1，則把請求信號移到就緒鏈表*/
fdset_update();
}
if (pending_requests || request_ready){
/* 有待處理請求或者就緒請求則進行請求處理*/
process_requests(server_s);
}
}
}
sighup調用sighup_run()，清除mime、passwd、alias哈希表，清空request_free鏈表，並從新讀取配置文件。
sigchld_flag調用sigchld_run()，處理子進程。
sigalrm_flag調用sigalrm_run()，將mime、passwd哈希表信息寫到日誌裏。
SIGTERM信號，
sigterm_flag =1時
void sigterm_stage1_run(void)
{ /* lame duck mode */
time(¤t_time);
log_error_time();
fputs("caught SIGTERM, starting shutdown\n", stderr);
sigterm_flag =2;
}
sigterm_flag =2時，進行關閉操做。
void sigterm_stage2_run(void)
{ /* lame duckmode */
log_error_time();
fprintf(stderr,
"exiting Boa normally (uptime %d seconds)\n",
(int)(current_time - start_time));
chdir(tempdir);
clear_common_env(); //清空環境變量
dump_mime(); //清空mime_hashtable
dump_passwd(); //清空passwd_hashtable
dump_alias(); //清空alias
free_requests(); //釋放請求空間
range_pool_empty(); //清空隊列
free(server_root); //釋放服務器
free(server_name);
server_root =NULL;
exit(EXIT_SUCCESS); //退出。
}
Loop循環先進行信號捕獲，若是捕獲到信號進行相應的操做，若是沒有則進行請求的處理：首先檢測是否有待處理請求，當一個請求到來時,將建立一個子進程爲用戶的鏈接服務。根據請求的不一樣,服務器返回HTML文件或者經過CGI調用外部應用程序,返回處理結果。服務器經過CGI與外部程序和腳本之間進行交互,根據客戶端在進行請求時所採起的方法,服務器會收集客戶所提供的信息,並將該部分信息發送給指定的CGI擴展程序。CGI擴展程序進行信息處理並將結果返回服務器,而後服務器對信息進行分析,並將結果發送回客戶端。
四．CGI
CGI（Common Gateway Interface）是外部應用擴展應用程序與WWW服務器交互的一個標準接口。按照CGI標準編寫的外部擴展應用程序能夠處理客戶端瀏覽器輸入的數據,從而完成客戶端與服務器的交互操做。而CGI規範就定義了Web服務器如何向擴展應用程序發送消息,在收到擴展應用程序的信息後又如何進行處理等內容。經過CGI能夠提供許多靜態的HTML網頁沒法實現的功能,好比搜索引擎、基於Web的數據庫訪問等等。
服務器程序能夠經過三種途徑接收信息：環境變量、命令行和標準輸入.
switch (req->method) {
case M_POST:
w ="POST"; //環境變量
break;
case M_HEAD: //標準輸入
w ="HEAD";
break;
case M_GET: //命令行
w ="GET";
break;
default:
w ="UNKNOWN";
break;
}
BOA使用get方法得到靜態文檔。調用init_get(request * req)
先打開目標文件目錄
memcpy(gzip_pathname, req->pathname, len);
data_fd = open(gzip_pathname, O_RDONLY);
讀取文件信息，而後根據req結構更新文件信息，並把數據寫入req->data_mem
memcpy(req->buffer + req->buffer_end, req->data_mem+ r->start, bytes_free);
修改後調用process_get().
BOA使用POST方法處理較大的數據以及動態腳本，程序調用create_common_env(void)經過env_gen_extra( )函數讀取環境變量"PATH"、"SERVER_SOFTWARE"、"SERVER_PORT"、"DOCUMENT_ROOT"、"SERVER_ROOT"、"SERVER_ADMIN"的值並保存在**common_env內.
add_to_common_env( )增長環境變量項，clear_common_env()刪除環境變量項。
init_cgi(request * req)函數處理HTTP頭信息，綁定pipe與cgi的輸入輸出，爲數據傳輸作準備，建立子進程，子進程從管道pipes[0]讀取數據，父進程寫數據到pipes[1]並輸出。
process_cgi_header(request * req)；函數對瀏覽器發送的http頭信息進行處理，成爲瀏覽器能夠讀懂的字符串。服務器通過處理把結果發送回CGI，cgi 程序輸出HTML頁面的方式是使用printf 把頁面一行一行地打印出來，如
fprintf(cgiOut, "<HTML><HEAD>/n");
fprintf(cgiOut, "<TITLE>helloworld</TITLE></HEAD>/n"):
fprintf(cgiOut, "<BODY><H1> hello world</H1>/n");
信息傳送到瀏覽器並在顯示器上顯示。
結語：
編程初入門，部分代碼爲猜想，內容可能出現較多錯誤，請不吝指正。
- 1. boa 流程分析
- 2. boa源碼分析(1)--Makefile
- 3. 服務器boa分析
- 4. boa 源碼分析(2)--關於Boa和CGI
- 5. boa源碼分析(3)--代碼結構
- 6. BOA服務器分析流程
- 7. storm入門分析
- 8. 數據分析入門----------適合入門
- 9. hadoop 入門wordcount分析
- 10. 抓包入門分析
- 更多相關文章...
- • Memcached入門教程 - NoSQL教程
- • Neo4j數據庫入門教程 - NoSQL教程
- • YAML 入門教程
- • Java Agent入門實戰（一）-Instrumentation介紹與使用
-
每一个你不满意的现在，都有一个你没有努力的曾经。
- 1. boa 流程分析
- 2. boa源碼分析(1)--Makefile
- 3. 服務器boa分析
- 4. boa 源碼分析(2)--關於Boa和CGI
- 5. boa源碼分析(3)--代碼結構
- 6. BOA服務器分析流程
- 7. storm入門分析
- 8. 數據分析入門----------適合入門
- 9. hadoop 入門wordcount分析
- 10. 抓包入門分析