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#include"http_conn.h"
//定义http响应的一些状态信息
//200 OK
//400 Bad Request--解析请求报文出现错误,语法错误
//403 Forbidden--请求的内容没有访问/读权限或者是目录
//404 Not Found--没有在服务器相关目录找到请求的文件
//500 Internal Error--解析请求行时出现了一些其他的未知错误
const char* ok_200_title = "OK";
const char* error_400_title = "Bad Request";
const char* error_400_form = "You request has had syntax or is inherently impossible to satisfy.\n";
const char* error_403_title = "Forbidden";
const char* error_403_form = "You do not have permission to get file from this server.\n";
const char* error_404_title = "Not Found";
const char* error_404_form = "The requested file was not found on this server.\n";
const char* error_500_title = "Internal Error";
const char* error_500_form = "There was an unusual problem serving the requested file.\n";
//网站的根目录,所有请求的文件均存放在当前目录下
const char* doc_root = "/var/www/html";
//将文件描述符设置成非阻塞的
int setnonblocking(int fd){//将文件描述符设置为非阻塞(边缘触发搭配非阻塞)
int old_option = fcntl(fd,F_GETFL);
int new_option = old_option| O_NONBLOCK;
fcntl(fd,F_SETFL,new_option);
return old_option;
}
//向内核事件表中添加文件描述符,以及注册可读事件/对端异常关闭事件、ET模式以及决定是否采用EPOLLONESHOT
//可以避免在当前线程正在处理某个套接字的数据,此时又有新数据到来,那么EPOLLIN可读(即使是ET模式依然如此)
//这时又会唤醒一个线程,读数据处理数据等,这样并不合理,两个线程同时处理一个socket的数据
//应该设置成EPOLLONESHOT,当前fd上的事件(读/写/异常)只会被触发一次,就不会出现上面那种情况
//但是一定要注意处理完事件后重置EPOLLONESHOT,使得事件还可以被触发,不然就不会被触发了
void addfd(int epollfd,int fd,bool one_shot){//向epoll例程中注册监视对象文件描述符
epoll_event event;
event.data.fd = fd;
event.events = EPOLLIN | EPOLLET | EPOLLRDHUP;//注册三种事件类型
if(one_shot){
event.events |= EPOLLONESHOT;
}
epoll_ctl(epollfd,EPOLL_CTL_ADD,fd,&event);
setnonblocking(fd);
}
//从内核事件表中关闭该fd,同时close(fd),关闭TCP连接
void removefd(int epollfd,int fd){//移除并关闭文件描述符
epoll_ctl(epollfd,EPOLL_CTL_DEL,fd,0);
close(fd);
}
//修改事件,重置事件,处理完后,重置当前事件
void modfd(int epollfd,int fd,int ev){//重置事件,更改文件描述符,可以接受ev对应的读/写/异常事件
epoll_event event;
event.data.fd = fd;
event.events = ev | EPOLLET | EPOLLONESHOT | EPOLLRDHUP;
epoll_ctl(epollfd,EPOLL_CTL_MOD,fd,&event);
}
int http_conn :: m_user_count = 0;//用户数量
int http_conn :: m_epollfd = -1;
//关闭连接,移除fd,closefd,user_count--,客户数量一定要-1
//重置当前的m_sockfd-套接字描述符
void http_conn :: close_conn(bool real_close){
if(real_close && (m_sockfd != -1)){
removefd(m_epollfd,m_sockfd);
m_sockfd = -1;
m_user_count--;//关闭一个连接时,将客户总量减1
}
}
//http_conn的初始化工作sockfd address,对端的ip地址
void http_conn :: init(int sockfd,const sockaddr_in& addr){
m_sockfd = sockfd;
m_address = addr;
//以下两行为了避免TIME_WAIT状态--设置端口重用
int reuse = 1;
setsockopt(m_sockfd,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&reuse,sizeof(reuse));
//添加文件描述符
addfd(m_epollfd,sockfd,true);
m_user_count++;
init();
}
//初始化读/写缓冲区、主从状态机初始状态--这一定是新来客户连接,或者是处理完一次客户请求,长连接,不关闭,重新初始化操作
void http_conn::init(){
//主状态机初始化状态
m_check_state = CHECK_STATE_REQUESTLINE;
m_linger = false; //默认是短连接
m_method = GET;
m_url = 0;
m_version = 0;
m_content_length = 0;
m_host = 0;
//接收缓冲区起始行位置
m_start_line = 0;
//当前正在分析的字节位置
m_checked_idx = 0;
//buffer中客户数据的尾部的下一字节
m_read_idx = 0;
m_write_idx = 0;
memset(m_read_buf,'\0',READ_BUFFER_SIZE);
memset(m_write_buf,'\0',WRITE_BUFFER_SIZE);
memset(m_real_file,'\0',FILENAME_LEN);
}
//从状态机=>得到行的读取状态,分别表示1.读取一个完整的行LINE_OK,2.行出错LINE_BAD,3.行的数据尚且不完整LINE_OPEN
//http报文每一行都是以 '\r\n'结尾
http_conn::LINE_STATUS http_conn::parse_line(){
char temp;
/*m_checked_idx指向buffer中当前正在分析的字节,m_read_idx指向buffer中客户数据的尾部的下一字节。
buffer中[0~m_checked_idx - 1]都已经分析完毕,下面的循环分析[m_checked_idx~m_read_idx- 1]的数据*/
//每次分析buffer中一个字节
for(;m_checked_idx < m_read_idx;++m_checked_idx){
//获取当前要分析的字节
temp = m_read_buf[m_checked_idx];
//如果当前字符是‘\t’则有可能读取一行
if(temp == '\r'){
//如果\t是buffer中最后一个已经被读取的数据,那么当前没有读取一个完整的行,还需要继续读
if(m_checked_idx + 1 == m_read_idx){
return LINE_OPEN; //未读取到一个完整的行,还需要继续读取数据
}
//如果下一个字节是\n,那么已经读取到完整的行
else if(m_read_buf[m_checked_idx + 1] == '\n'){
m_read_buf[m_checked_idx++] = '\0'; //将'/r/n'均置为空,表示读取到了一行,那么去处理当前读取到的这行数据
m_read_buf[m_checked_idx++] = '\0';
return LINE_OK;
}
//否则的话,说明客户发送的HTTP请求存在语法问题---BAD_REQUEST
return LINE_BAD;
}
//如果当前的字节是\n,也说明可能读取到一个完整的行
else if(temp == '\n'){
if(m_checked_idx > 1 && m_read_buf[m_checked_idx - 1] == '\r'){
m_read_buf[m_checked_idx - 1] = '\0';
m_read_buf[m_checked_idx++] = '\0';
return LINE_OK;
}
else {
return LINE_BAD;
}
}
}
//如果所有内容分析完毕也没遇到\r字符,则还需要继续读取客户数据
return LINE_OPEN;
}
//循环读取客户数据,直到无数据可读或者对方关闭连接
bool http_conn::read(){
if(m_read_idx >= READ_BUFFER_SIZE){
return false;
}
int bytes_read=0;
while(true)
{
//非阻塞读ET
bytes_read = recv(m_sockfd,m_read_buf + m_read_idx,READ_BUFFER_SIZE - m_read_idx,0);
if(bytes_read == -1)
{
//缓冲区满,等待再读 / 最后一次读,已经读取完
if(errno == EAGAIN || errno == EWOULDBLOCK)
{
break;
}
return false;
}
//返回为0,表示读到了文件尾,或者是FIN,关闭连接
else if(bytes_read == 0){
return false;
}
m_read_idx += bytes_read;
}
return true;
}
//解析HTTP请求行,获得请求方法,目标URL,以及HTTP版本号
// GET http://www.google.com:80/index.html HTTP/1.1
//主状态机 CHECK_STATE_REQUESTLINE
http_conn :: HTTP_CODE http_conn::parse_request_line(char* text){
//在text中找到第一个该字符的位置,前面就是方法
m_url = strpbrk(text," ");//A找到第一个等于空格或者制表符的下标位置GET
if(!m_url){
return BAD_REQUEST; //未找到语法错误
}
*m_url++ = '\0';//GET\0
//通过找第一个空格位置,找到了方法GET
char* method = text;
if(strcasecmp(method,"GET") == 0){//忽略大小写比较大小
m_method = GET;
}
else{
return BAD_REQUEST;
}
//现在的m_url是get 后面的内容,strspn是检索字符串1中第一个不在字符串2中出现的字符的下标
//返回的位置就是url的位置,去掉多余的空格影响
m_url += strspn(m_url," ");//去掉GET后面多余空格的影响,找到其中最后一个空格位置
//url 版本,找到空格,下一个位置就是版本
m_version = strpbrk(m_url," ");//找到url的结束位置html和HTTP中间的空格位置
if(!m_version){
return BAD_REQUEST;
}
*m_version++ = '\0';//html\0HTTP
//要去掉多余的空格
//这时的m_version一定是指向'H'的
m_version += strspn(m_version," ");//去掉中间空格,此时m_version指向H,从状态机中已经将每行的结尾设置为\0\0
if(strcasecmp(m_version,"HTTP/1.1") != 0){//仅支持HTTP/1.1
return BAD_REQUEST;
}
//检查url的合法性
if(strncmp(m_url,"HTTP://",7) == 0){//检查url是否合法
m_url += 7;
m_url = strchr(m_url,'/');//找/index中的/
}
//现在的m_url指向的是'/',也就是index.html前面的'/'
if(!m_url || m_url[0] != '/'){//记住URL后缀是/
return NO_REQUEST;
}
//主状态机的状态转移,也就是分析完了请求行字段,下面去分析首部行
//HTTP请求行处理完毕,状态转移到头部字段的分析
m_check_state = CHECK_STATE_HEADER;
return NO_REQUEST;
}
//分析头部字段
//HTTP请求的组成是1.一个请求行,2.后面跟随0个或者多个请求头,3.最后跟随一个空的文本行来终止报头列表
//每次是parse_line读到一行,然后去分析
//主状态机状态:CHECK_STATE_HEADER
http_conn::HTTP_CODE http_conn::parse_headers(char* text)
{
//遇到空行,说明头部字段解析完毕
if(text[0] == '\0')
{
//如果HTTP请求有消息体,则还需要读取m_content_length字节的消息体,状态机转移到CHECK_STATE_CONTENT状态
if(m_content_length != 0)
{
m_check_state = CHECK_STATE_CONTENT; //content-length字段不为0,说明有主体部分,那么状态转移
return NO_REQUEST; //返回的是NO_REQUEST,表示当前还未到写响应的时候
}
//否则说明我们得到一个完整的HTTP请求
return GET_REQUEST; //GET_REQUEST表示得到一个完整的HTTP请求
}
//下面处理多种请求报头
//处理Connection头部字段--如果keep-alive,那么m_linger为true,表示为长连接
else if(strncasecmp(text,"Connection:",11) == 0){
text += 11;
text += strspn(text," ");
if(strcasecmp(text,"keep-alive") == 0){
m_linger = true;
}
}
//处理content-length头部字段
else if(strcasecmp(text,"Content-Length:") == 0){
text += 15;
text += strspn(text," ");
m_content_length = atol(text);
}
//处理Host头部信息--主机
else if(strncasecmp(text,"Host:",5) == 0){
text += 5;
text += strspn(text," ");
m_host = text;
}
else{
printf("oop!unkonwn header %s\n",text);
}
return NO_REQUEST;
}
//我们没有真正的解析HTTP请求的消息体,只是判断它是否被完整的读入了
//主状态机状态:CHECK_STATE_CONTENT
http_conn::HTTP_CODE http_conn::parse_content(char* text){
if(m_read_idx >= (m_content_length + m_checked_idx)){
text[m_content_length] = '\0';
return GET_REQUEST;
}
return NO_REQUEST;
}
//主状态机,用于从buffer中取出所有完整的行
//process_read,解析读取数据操作操作就是由该函数完成的
http_conn::HTTP_CODE http_conn::process_read(){
LINE_STATUS line_status = LINE_OK;//记录当前行的读取状态
HTTP_CODE ret = NO_REQUEST;//记录HTTP请求的处理结果--初始为NO_REQUEST,表示没有处理完,要继续处理
char* text = 0;
//当解析到完整的一行时,去根据主状态机状态解析该行内容,如果状态不是LINE_OK,说明还需要去读,或者有问题
//如果当前是实体主体内容,那么从状态机的状态就不发生变化了,因为主体并不存在http报文的每一行最后的 '\r\n'格式
//实体主体内容,只需要根据Content-Length的长度读就可以了
while(((m_check_state == CHECK_STATE_CONTENT) && (line_status == LINE_OPEN)) //??????????
|| (line_status = parse_line()) == LINE_OK) {//m_check_state记录主状态机当前的状态
text = get_line(); //获取刚读到的一行数据
m_start_line = m_checked_idx;
printf("got 1 http line:%s\n",text);
//根据当前主状态机的状态,决定是应该分析什么字段
switch(m_check_state){
case CHECK_STATE_REQUESTLINE:{//分析请求行
ret = parse_request_line(text);
if(ret == BAD_REQUEST){ //返回的是BAD_REQUEST,说明请求报文的语法错误,返回400
return BAD_REQUEST;
}
break;
}
case CHECK_STATE_HEADER:{//分析头部字段
ret = parse_headers(text);
if(ret == BAD_REQUEST){
return BAD_REQUEST;
}
else if(ret == GET_REQUEST){ //GET_REQUEST分析完成,这时去写请求,这里意味着首部无content-length字段
return do_request();
}
break;
}
case CHECK_STATE_CONTENT:{//分析消息体
ret = parse_content(text);
if(ret == GET_REQUEST)
{
return do_request(); //写请求
}
line_status = LINE_OPEN; //前面还未到写请求,说明,一定是还没有读取完,那么置从状态机为LINE_OPEN,
break;
}
default:{
return INTERNAL_ERROR;
}
}
}
//解析行状态为LINE_BAD,则BAD_REQUEST
//if(line_status==LINE_BAD)
// return BAD_REQUEST;
return NO_REQUEST; //不满足while循环的条件,则返回NO_REQUEST表示还不能写,这样去事件集监听写事件
}
/*当得到一个完整正确的HTTP请求时,我们就分析目标文件的属性。如果目标文件存在,
对所有用户可读,且不是目录,则使用mmap将其映射内存地址m_file_address处,并告诉调用者获取文件成功*/
//分析完用户请求后,do_request响应之--去判断用户请求内容(文件类型、权限内容等)
http_conn::HTTP_CODE http_conn::do_request(){
strcpy(m_real_file,doc_root);
int len = strlen(doc_root);
//m_real_file客户请求的目标文件的完整路径,其内容等于doc_root + m_url,doc_root是网站根目录
strncpy( m_real_file + len,m_url,FILENAME_LEN - len - 1);
//m_read_file是用户请求的完整路径和文件名
if(stat(m_real_file,&m_file_stat)){//获取文件的状态并保存在m_file_stat中
return NO_RESOURCE; //404,未找到请求的资源信息
}
//不可读,403
if(!(m_file_stat.st_mode & S_IROTH)){
return FORBIDDEN_REQUEST;
}
//是目录则400,表示语法错误,请求了一个目录
if(S_ISDIR(m_file_stat.st_mode)){
return BAD_REQUEST;
}
//打开文件,并映射到一块虚拟内存区域
int fd = open(m_real_file,O_RDONLY);
//创建虚拟内存区域,并将对象映射到这些区域
m_file_address = (char*)mmap(0,m_file_stat.st_size,PROT_READ,MAP_PRIVATE,fd,0);
close(fd);
//关闭文件描述符,从内存区域读取文件即可
return FILE_REQUEST;
}
//对内存映射区执行munmap操作
void http_conn::unmap(){
if(m_file_address){
munmap(m_file_address,m_file_stat.st_size);//删除虚拟内存的区域
m_file_address = 0;
}
}
//写HTTP响应--本系统中是由主线程完成读写
bool http_conn::write(){
int temp = 0;
int bytes_have_send = 0; //已经发送的字节数
int bytes_to_send = m_write_idx; //待发送的字节数
if(bytes_to_send == 0){
modfd(m_epollfd,m_sockfd,EPOLLIN); //写完了,就重置等待读
init();
return true;
}
//集中写,就是将状态行、首部行放在一起,主体部分为另一块缓冲区,无需将其拷贝到同一块缓冲区,就可以直接写
while(1){
temp = writev(m_sockfd,m_iv,m_iv_count); //m_iv_count,表示集中写的缓冲区的数量
if(temp <= -1){
//如果TCP写缓存没有空间,则等待下一轮EPOLLOUT事件。虽然在此期间,服务器无法立即接收到同一客户的下一个请求,但是可以保证连接的完整性
//这里是当前写缓冲区无法写(满),那么继续监听写事件,设置了EPOLLONESHOT,无法接收该客户的下一个请求
if(errno == EAGAIN){//当前不可写
modfd(m_epollfd,m_sockfd,EPOLLOUT);
return true;
}
unmap(); //出现问题,释放掉区间,return false,关闭TCP连接
return false;
}
bytes_to_send -= temp;
bytes_have_send += temp;
//将要发送的数量<=已经发送的字节数,也就是说
if(bytes_to_send <= bytes_have_send){
//发送HTTP响应成功,根据HTTP请求中的Connection字段决定是否立即关闭连接
unmap();
if(m_linger){ //保持长连接
init(); //直接重新初始化当前对象
modfd(m_epollfd,m_sockfd,EPOLLIN); //继续监听可读事件
return true; //return true表示长连接
}
else{
modfd(m_epollfd,m_sockfd,EPOLLIN);
printf("%s\n",m_write_buf);
return false;
}
}
}
}
//往写缓冲区写入待发送的数据,可变参数
bool http_conn::add_response(const char*format,...){
if(m_write_idx >= WRITE_BUFFER_SIZE){ //写缓冲区满,则return false
return false;
}
//以下是将format格式的字符串,以及后面的参数,组成新的字符串,替代%s这种
va_list arg_list;
va_start(arg_list,format);
//将可变参数格式化输出到一个字符数组
int len = vsnprintf(m_write_buf + m_write_idx,WRITE_BUFFER_SIZE - 1 - m_write_idx,format,arg_list);
if(len >= (WRITE_BUFFER_SIZE - 1 - m_write_idx)){ //超过了当前写缓冲区的剩余量
return false;
}
m_write_idx += len; //m_write_idx,是以及向写缓冲区写的字节数
va_end(arg_list);
return true;
}
//构建状态行、首部行、实体主体行 format ...(可变参数--对应format中的%s %d这种)
bool http_conn::add_status_line(int status,const char* title){
return add_response("%s %d %s\r\n","HTTP/1.1",status,title);
}
//只处理三种首部信息
bool http_conn::add_headers(int content_len){//头部就三种信息
add_content_length(content_len);//内容长度 ---实体首部字段
add_linger();//客户连接信息 //通用首部
add_blank_line();//空行 //加空行,首部结束后
}
//content-len是当前的要发送的文件的大小--字节数
bool http_conn::add_content_length(int content_len){
return add_response("Content-Length: %d\r\n",content_len);
}
//Connection字段
bool http_conn::add_linger(){
return add_response("Connection: %s\r\n",(m_linger == true) ? "keep-alive" : "close");
}
//首部后,主体前,添加一个空行
bool http_conn::add_blank_line(){
return add_response("%s","\r\n");
}
//添加内容,将所有的content主体部分,添加到响应中去
bool http_conn::add_content(const char* content){
return add_response("%s",content);
}
//根据服务器处理HTTP请求的结果,决定返回给客户端的内容
//ret就是状态码,也就是处理的响应结果
bool http_conn::process_write(HTTP_CODE ret){
switch(ret){
case INTERNAL_ERROR:{ //500内部错误,未知的其他问题
add_status_line(500,error_500_title); //如果缓冲区过小,也就是WRITE_BUFERRSIZE过小,则都不能写,都是返回false,也就是m_write_buf并没有任何数据,不向客户端写,直接在该线程中关闭连接
add_headers(strlen(error_500_form));
if(!add_content(error_500_form)){
return false;
}
break;
}
case BAD_REQUEST:{ //400语法错误,请求的是目录
add_status_line(400,error_400_title);
add_headers(strlen(error_400_form));
if(!add_content(error_400_form)){
return false;
}
break;
}
case NO_RESOURCE:{ //404没有找到资源,stat错误
add_status_line(404,error_404_title);
add_headers(strlen(error_404_form));
if(!add_content(error_404_form)){
return false;
}
break;
}
case FORBIDDEN_REQUEST:{ //403禁止访问,不可读
add_status_line(403,error_403_title);
add_headers(strlen(error_403_form));
if(!add_content(error_403_form)){
return false;
}
break;
}
case FILE_REQUEST:{ //返回请求的实体主体部分
add_status_line(200,ok_200_title);
if(m_file_stat.st_size != 0){//st_size表示文件的大小
add_headers(m_file_stat.st_size); //添加首部信息
//写缓冲区的内容,此前状态行和首部行已经被添加到了写缓冲区 add_status_line/add_headers
m_iv[0].iov_base = m_write_buf;
m_iv[0].iov_len = m_write_idx;
//文件内容和大小--字节数
m_iv[1].iov_base = m_file_address;
m_iv[1].iov_len = m_file_stat.st_size;
m_iv_count = 2; //写的缓冲区的数量为2
return true;
}
else{ //请求的文件为空,那么根据html信息返回空的结构体就ok--1.状态行 2.首部行 3.主体行
const char* ok_string = "<html><body></body></html>";
add_headers(strlen(ok_string));
if(!add_content(ok_string)){
return false;
}
}
//没有break,是因为一定就返回了
}
default:{
return false;
}
}
//除了FILE_REQUEST外的其他几种情况,均是没有文件内容,所以,只需要将状态和首部发送即可
m_iv[0].iov_base = m_write_buf;
m_iv[0].iov_len = m_write_idx;
m_iv_count = 1;
return true;
}
//有线程池中的工作线程调用,这是处理HTTP请求的入口函数
/*
* 写完成后,已经将实体主体内容放到了合适的缓冲区,并且返回HTTP_CODE,知道怎么填充状态行,首部字段已经设置好了private的m_linger字段
* 并获取到了目标文件的状态,根据m_file_stat.st_size填充content-length,写只需要将这些内容写到响应的缓冲区,此外首部还需要填充空行即可
* 而状态行已经给出了根据状态码填充的信息
*/
void http_conn::process(){
//处理读事件
HTTP_CODE read_ret = process_read();
//只有NO_REQUEST是继续监听读事件,读取内容,其他都要处理写事件,这也是do_request的返回结果
if(read_ret == NO_REQUEST){ //读事件返回的是NO_REQUEST,表示还应该继续读,继续监听
modfd(m_epollfd,m_sockfd,EPOLLIN); //重新监听可读事件,return,还没到写的时候,这也是重置了EPOLLONESHOT
return;
}
//处理写事件---我觉得这里写的有问题,待会验证一下
//验证完毕,就是写的数据大于当前发送缓冲区大小,就不写了,因为没必要写了
bool write_ret = process_write(read_ret);
//处理写事件就是将待写的状态行、首部行、主体行写到缓冲区,一旦缓冲区空间大小小于待写的数据字节数,那么就返回false
//表示需要继续监听EPOLLONESHOT事件,等待缓冲区不满,触发可写(ET),LT是缓冲区有剩余空间就会触发写事件
if(!write_ret){ //false应该是因为写的数据大于当前发送缓冲区大小,导致没有写完
close_conn(); //直接关闭连接,不发送数据
}
//当前发送缓冲区只用来发送状态行和首部行,文件内容不通过缓冲区发送,除非缓冲区设置太小,不然不会出现这种直接关闭的情况
modfd(m_epollfd,m_sockfd,EPOLLOUT); //因为,process_write仅仅是将该待写数据写到了写缓冲区位置,然后监听可写事件,等待触发,由主线程完成写操作
}