Tiny Web服务器代码分析
《深入理解计算机系统》中开发了一个小但是功能齐全的称为Tiny的web服务器，这里是Tiny服务器的源码解析。
1.Tiny的main程序
Tiny是一个迭代服务器，通过命令行中传递来的端口值，调用Open_listenfd()函数打开一个监听套接字，然后Tiny执行无限循环：服务器阻塞在accept，等待监听描述符listenfd上的连接请求，当服务器从accept返回connfd，表明已经与客户端建立起了连接，执行事务，并关闭连接它的那一端，进行下一次循环。
#include "csapp.h"
void doit(int fd);
void read_requesthdrs(rio_t *rp);
int parse_uri(char *uri, char *filename, char *cgiargs);
void serve_static(int fd, char *filename, int filesize);
void get_filetype(char *filename, char *filetype);
void serve_dynamic(int fd, char *filename, char *cgiargs);
void clienterror(int fd, char *cause, char *errnum,
char *shorting,char *longmsg);
int main(int argc,char *argv[])
{
int listenfd,connfd,port,clientlen;
struct sockaddr_in clientaddr;
if(argc != 2)
{
fprintf(stderr,"usage: %s <port>\n",argv[0]);
exit(0);
}
port = atoi(argv[1]);
listenfd = Open_listenfd(port);
while(1)
{
clientlen = sizeof(clientaddr);
connfd = Accept(listenfd, (SA *)&clientaddr, &clientlen);
doit(connfd);
Close(connfd);
}
}
2.doit()处理HTTP事务
先了解一下HTTP请求的组成。一个HTTP请求是由一个请求行，后面跟随零个或者更多个请求报头，再跟随一个空的文本行来终止报头列表。
HTTP请求行的格式如下。
HTTP支持许多的方法，包括GET、POST、OPTIONS、HEAD、PUT、DELETE和TRACE。目前Tiny只支持GET方法，GET方法指导服务器生成和返回URI标识的内容。URI是URL的后缀，包括文件名和参数。版本字段表明了该请求遵循的HTTP版本，有HTTP/1.0和HTTP/1.1。
doit()处理HTTP事务。
读取并解析请求行,代码中使用Rio_readlineb()从fd读取一行数据到buf，然后分别写入变量method,uri和version。
Tiny不使用请求报头中的任何信息，使用read_requesthdrs()函数忽略掉报头的信息。
从请求中提取URI信息，使用parse_uri()来从URI中提取文件名和请求参数，并返回值标识静态内容或者动态内容。使用stat()获取文件的状态并将状态保存到sbuf中，执行成功返回0，如果执行失败则会返回-1表示该文件在磁盘上不存在。
如果请求的是静态内容，需要验证该文件是一般文件(st_mode == S_ISREG)并且我们有读权限。如果是我们就向客户端提供静态内容。相似的如果请求的是动态内容，需要验证该文件是可执行文件，如果是我们就向客户端提供动态内容。
void doit(int fd)
{
int is_static;
struct stat sbuf;
char buf[MAXLINE], method[MAXLINE],uri[MAXLINE],version[MAXLINE];
char filename[MAXLINE],cgiargs[MAXLINE];
rio_t rio;
/*read request line and headers*/
Rio_readinitb(&rio, fd);
Rio_readlineb(&rio, buf, MAXLINE);
sscanf(buf, "%s %s %s", method, uri, version);
if(strcasecmp(method,"GET"))
{
clienterror(fd, method, "501","Not Implemented",
"Tiny does not implement this method");
return;
}
read_requesthdrs(&rio);
/*prase URI from GET request*/
is_static = parse_uri(uri, filename, cgiargs);
if(stat(filename, &sbuf) < 0)
{
clienterror(fd, filename, "404","Not Found",
"Tiny couldn't find this file");
return;
}
if(is_static)//server static content
{
if(!(S_ISREG(sbuf.st_mode) || !(S_IRUSR & sbuf.st_mode)))
{
clienterror(fd, filename, "403","Forbidden",
"Tiny couldn't read the file");
return;
}
serve_static(fd, filename, sbuf.st_size);
}
else//server dynamic content
{
if(!(S_ISREG(sbuf.st_mode) || !(S_IXUSR & sbuf.st_mode)))
{
clienterror(fd, filename, "403","Forbidden",
"Tiny couldn't run the CGI program");
return;
}
serve_dynamic(fd, filename, cgiargs);
}
}
3.clienterror()用于检查一些错误
先了解一下HTTP响应行的组成。HTTP响应和HTTP请求是相似的。一个HTTP响应的组成有：一个响应行，后面跟随零个或者更多的响应报头，再跟随一个终止报头的空行，再跟随响应主体。响应行的格式是：
版本字段描述了响应所遵循的HTTP版本。状态码是一个三位的正整数，指明对请求的处理。状态消息给出与错误代码等价的英文描述。
clienterror()发送一个HTTP响应报文个给客户端，在响应行中包含状态码和状态消息，响应主体包含一个HTML文件，来向用户解释错误。
void clienterror(int fd, char *cause, char *errnum,
char *shortmsg, char *longmsg)
{
char buf[MAXLINE], body[MAXBUF];
/*Build the HTTP response body*/
sprintf(body, "<html><title>Tiny Error</title>");
sprintf(body, "%s<body bgcolor=""ffffff"">\r\n",body);
sprintf(body, "%s%s: %s\r\n",body,errnum,shortmsg);
sprintf(body, "%s<p>%s: %s\r\n", body, longmsg, cause);
sprintf(body, "%s<hr><em>The Tiny Web Server</em><>\r\n",body);
/*Print the HTTP response*/
sprintf(buf, "HTTP/1.0 %s %s\r\n",errnum, shortmsg);
Rio_writen(fd, buf, strlen(buf));
sprintf(buf, "Content-type: text/html\r\n");
Rio_writen(fd, buf, strlen(buf));
sprintf(buf, "Content-length: %d\r\n\r\n",(int)strlen(body));
Rio_writen(fd, buf, strlen(buf));
Rio_writen(fd, body, strlen(body));
}
4.read_requesthdrs()来跳过请求报头的信息，直到遇见表示报头结束的空文本行。
void read_requesthdrs(rio_t *rp)
{
char buf[MAXLINE];
Rio_readlineb(rp, buf, MAXLINE);
while(strcmp(buf, "\r\n"))
{
Rio_readlineb(rp, buf, MAXLINE);
printf("%s", buf);
}
return;
}