Http服務(wù)器實(shí)現(xiàn)文件上傳與下載(三)
一、引言
在前2章的內(nèi)容基本上已經(jīng)講解了整個(gè)的大致流程。在設(shè)計(jì)Http服務(wù)器時(shí)，我設(shè)計(jì)為四層的結(jié)構(gòu)，最底層是網(wǎng)絡(luò)傳輸層，就是socket編程。接著一層是請求和響應(yīng)層，叫做Request和Response。在上一層是URL解析流程走向?qū)印Ｗ铐攲游以O(shè)計(jì)為索引層。這一層主要多文件時(shí)對文件進(jìn)行內(nèi)存上的索引，加快文件的查找。或者可能是其他內(nèi)容。在這一次中也包括了一些瀏覽器顯示的頁面內(nèi)容。這些都是可以讀者自行添加。
在寫這一章節(jié)時(shí)，我不知道該是從上往下講解，還是從下往上講解能讓讀者更加清楚我的設(shè)計(jì)。在思考中.....，最終選擇從底層的socket層開始講解。如果大家對此還有什么疑問可以查看前兩章的內(nèi)容。
二、socket編程
在開始封裝的時(shí)候，大家可以看看《Unix網(wǎng)路編程》這本書，主要的內(nèi)容還是在上面，主要的代碼和這本書上的大致一致。在這里我在梳理一下。我不會(huì)講解所有的API，客戶端上的API我就不講解了，我只是說一下服務(wù)器用到的API。
在開始講解時(shí)，我需要說2種套接字。只要是為后面的內(nèi)容做一下解釋。當(dāng)我們開始socket編程時(shí)，需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)套接字和遠(yuǎn)程端進(jìn)行連接的。在這句話中就包含了2種套接字。一種是監(jiān)聽套接字，一種是連接套接字。比如說監(jiān)聽套接字就是我們宿舍樓下的大爺，而連接套接字就是我們。當(dāng)有一個(gè)連接叫做快遞員到達(dá)樓下時(shí)，被宿舍樓下大爺發(fā)現(xiàn)了，其實(shí)就是監(jiān)聽套接字發(fā)現(xiàn)有連接進(jìn)來了。然后大爺告訴我們，你的快遞來了，然后我們下樓向快遞員簽字拿快遞，這就是建立了連接。
從上面得知我們需要一個(gè)監(jiān)聽套接字，也就是宿舍大爺。創(chuàng)建如下：
int socket(int family,int type,int protocal);
發(fā)現(xiàn)沒有，返回值就是套接字，其實(shí)就是一個(gè)整數(shù)，或者稱為文件描述符。因?yàn)樵趌inux下所有的設(shè)備都是文件，所以可以用一個(gè)唯一的整數(shù)代表某個(gè)含義。該返回-1時(shí)代表創(chuàng)建套接字失敗。一般我們TCP編程參數(shù)填寫會(huì)是listenfd= socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);創(chuàng)建的是流套接字，具體內(nèi)容可以看上面提到的書籍。
接下來我們需要綁定套接字，為什么?因?yàn)槲覀兿蛳到y(tǒng)申請了一個(gè)套接字(宿舍大爺)后，可是他還沒有工作地點(diǎn)呢，我們需要為他安排工作地點(diǎn)。工作地點(diǎn)也就是端口，要表示一個(gè)唯一的工作地點(diǎn)，計(jì)算機(jī)需要IP和端口同時(shí)制定才能確定唯一。
int bind(int sockfd,const struct sockaddr*myaddr,socklen_t addrlen);
若成功返回0，否則返回-1。第一個(gè)參數(shù)代表著剛才創(chuàng)建的套接字listenfd。struct sockaddr是一個(gè)通用套接字結(jié)構(gòu)，其實(shí)我們傳輸?shù)拇_實(shí)struct sockaddr_in{}這樣的結(jié)構(gòu)，需要進(jìn)行強(qiáng)制轉(zhuǎn)換，原因是這些API都比較老了，歷史原因造成的，主要是之前沒有void*這個(gè)類型。socklen_t就是一個(gè)無符號的整數(shù)類型。調(diào)用方式一般為
bind(listenfd,(struct sockaddr*)&serveraddr,sizeof(serveraddr));
這個(gè)serveraddr的填充如下：
bzero(&serveraddr,sizeof(serveraddr));
serveraddr.sin_family=AF_INET;
serveraddr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);
serveraddr.sin_port=htons(PORT);
而serveraddr的類型確實(shí)struct sockaddr_in;
現(xiàn)在也為宿舍大爺安排了工作地點(diǎn)了，接下來無非就是讓大爺工作了，不然申請過來干什么...
int listen(int sockfd,int backlog);
若成功返回0失敗為-1.第一個(gè)套接字還是剛才的監(jiān)聽套接字，backlog這個(gè)參數(shù)主要涉及到未完成連接隊(duì)列和已完成連接隊(duì)列的問題。現(xiàn)在理解為最大的連接數(shù)即可，具體看上面的書本。
最后一個(gè)就是當(dāng)大爺發(fā)現(xiàn)了快遞員，并確定他的身份后，叫我們下來，這是就是下面的api
int accept(int sockfd,struct sockaddr*chliaddr,socklent_t *addrlen);
成功的話返回連接套接字 ,就是我們自己，否則返回-1。在這三個(gè)參數(shù)中第一個(gè)還是這個(gè)監(jiān)聽套接字listenfd,第二個(gè)和第三個(gè)可以獲取連接者的身份。來著的IP和端口。
一般如果不用設(shè)為NULL。例子如下:
clientlen = sizeof(struct sockaddr_in);
int fd = accept(listenfd,(struct sockaddr *)&clientaddr,&clientlen);
當(dāng)不為clientlen填寫一個(gè)默認(rèn)值的話，程序會(huì)報(bào)錯(cuò)的，盡管這個(gè)參數(shù)叫做獲取長度，但是我們要是需要先設(shè)置大小。
接下來的就是我們與快遞員通訊了。我們接受快遞員遞給我的快遞，這個(gè)行為就是read。就是把內(nèi)容寫入打自己的存儲(chǔ)空間。
ssize_t read(int sockfd,void*buf,size_t nbyte);
讀取成功返回實(shí)際讀取的字節(jié)數(shù)，如果返回0表示已經(jīng)輸送完畢，小于0表示輸入錯(cuò)誤，buf就是自己存放接受到的內(nèi)容，nbyte表示這個(gè)空間的大小。這里記住sockfd現(xiàn)在填寫的是連接套接字，是我們自己，而不是老大爺了。
ssize_t write(int sockfd,const void* buf,size_t nbytes);
該函數(shù)把buf中nbytes字節(jié)內(nèi)容寫入sockfd套接字，發(fā)送給對方。成功返回實(shí)際寫了多少字節(jié)，失敗返回-1。
到這里已經(jīng)講完需要用到的API，但是最后兩個(gè)read和write有點(diǎn)特殊，因?yàn)樵谝恍﹍inux系統(tǒng)中，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生中斷時(shí)，可能會(huì)停止read或者write。這是我們需要重新調(diào)用該函數(shù)。為了能正確的獲取數(shù)據(jù)，需要填寫一些代碼，僅僅的調(diào)用這2個(gè)函數(shù)是不夠的。
下面就是這個(gè)套接字的代碼段。把套接字封裝在一個(gè)命名空間為TCP的Socket類中。
頭文件(include/socket.h)
1 /* 2 * tcp.h 3 * 4 */ 5 6 #ifndef SOCKET_H_ 7 #define SOCKET_H_ 8 #include9 #include 10 #include 11 #include 12 #include 13 #include 14 //#include 15 namespace TCP{ 16 class Socket { 17 public: 18 Socket(); 19 ~Socket(); 20 int server_socket(); 21 int server_listen(); 22 int server_accept(); 23 int server_bind(); 24 void server_init(); 25 void getClient(sockaddr_in* caddr); 26 int server_read(int fd,char*recvBuf,ssize_t maxlen); 27 int server_write(int fd,char*sendBuf,ssize_t maxlen); 28 void server_close(int confd) ; 29 private: 30 int __readline(int fd,char*recvBuf,ssize_t maxlen) ; 31 int __writen(int fd,char*sendBuf,ssize_t maxlen) ; 32 int listenfd; 33 int confd; 34 struct sockaddr_in serveraddr; 35 socklen_t serverlen; 36 static const int PORT=80; 37 }; 38 } 39 #endif /* SOCKET_H_ */
#p#
源文件(src/socket.h)
1 #include "socket.h"
2 namespace TCP{
3 Socket::Socket() {
4 }
5 Socket::~Socket() {
6 }
7 int Socket::server_socket() {
8 listenfd= socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
9 if(listenfd !=-1){
10 std::cout<<"server_socket() ...succeed"<
11 }else{
12 std::cout<<"server_socket() ...failed"<
13 }
14 return listenfd;
15 }
16
17 int Socket::server_listen() {
18 int ret = listen(listenfd,100);
19 if(ret ==0){
20 std::cout<<"server_listen() ...succeed"<
21 }else{
22 std::cout<<"server_listen() ...failed"<
23 }
24 return ret;
25 }
26 void Socket::server_close(int confd) {
27 close(confd);
28 }
29 int Socket::server_accept() {
30 clientlen = sizeof(struct sockaddr_in);
31 int fd = accept(listenfd,(struct sockaddr *)&clientaddr,&clientlen);
32 if(fd !=-1){
33 std::cout<<"server_accept() ...succeed"<
34 }else{
35 std::cout<<"server_accept() ...failed"<
36 }
37 return fd;
38 }
39 int Socket::server_bind() {
40 int ret =bind(listenfd,(struct sockaddr*)&serveraddr,sizeof(serveraddr));
41 if(ret ==0){
42 std::cout<<"server_bind() ...succeed"<
43 }else{
44 std::cout<<"server_bind() ...failed"<
45 }
46 return ret;
47 }
48 void Socket::server_init() {
49 bzero(&serveraddr,sizeof(serveraddr));
50 serveraddr.sin_family=AF_INET;
51 serveraddr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);
52 serveraddr.sin_port=htons(PORT);
53
54 }
55 ssize_t Socket::server_read(int fd,char*recvBuf,ssize_t maxlen) {
56 long long havedreadCount=0;
57 int readCount=0;
58 while(1){
59 readCount = __readline(fd,recvBuf+havedreadCount,maxlen);
60 havedreadCount+=readCount;
61 //std::cout<<"readCount:"<
62 if(readCount==0)//當(dāng)一行是\r\n時(shí)，空行，表示這一次讀完。
63 break;
64 }
65 return 0;
66
67 }
68 ssize_t Socket::server_write(int fd,char*sendBuf,ssize_t maxlen){
69
70 return __writen(fd,sendBuf,maxlen);
71 }
72 int Socket::__writen(int fd,char*sendBuf,ssize_t maxlen){
73 size_t nleft;
74 ssize_t nwritten;
75 const char *ptr;
76 ptr=sendBuf;
77 nleft=maxlen;
78 //int count=0;
79
80 while(nleft>0){
81 if((nwritten=write(fd,ptr,nleft))<=0){
82 if(nwritten<0&& errno==EINTR)
83 nwritten=0;
84 else{
85 return -1;
86 }
87 }
88 nleft-=nwritten;
89 ptr+=nwritten;
90 }
91 return maxlen;
92 }
93 int Socket::__readline(int fd,char*recvBuf,ssize_t maxlen) {
94 ssize_t n,rc;
95 char c,*ptr;
96 ptr=recvBuf;
97 for(n=1;n
98 again:
99 if((rc=read(fd,&c,1))==1){
100 *ptr++=c;
101 //std::cout<
102 if(c=='\n')
103 break;
104 }else if(rc ==0){
105 *ptr=0;
106 return n-1;
107 }else{
108 if(errno ==EINTR)
109 goto again;
110 return -1;
111 }
112 }
113 *ptr=0;
114 if(n==2&&*(ptr-2)=='\r'&&*(ptr-1)=='\n')
115 n=0;
116 return n;
117 }
118 }
