服务购

　　学习提示：

　　1. 在“桌面环境”中动手练习，若环境不流畅可选择WebIDE或字符界面。

　　2. 在教程下方“课程问答”中提出问题，或“共享桌面”寻求远程帮助。

　　3. 在教程下方“实验报告”中完成作业，记录心得。公开报告可以获得大家点评。

　　4. 在“我的代码库”中用Git提交你的实验代码。

　　Web服务器

　　The way to learn a programming language is to write programs.

　　这门项目训练营最大的价值是实验楼和教师共同提供的教学服务，目的只有一个：让你把项目做出来并完全理解。所以请对自己负责，提出你遇到的任何问题，完成项目，你所花费的时间才有价值！

　　一、实验说明

　　欢迎参加C++语言经典项目实战训练营，在四周的时间里我们将一起完成四个小型及中型C++语言项目，涉及到C++语言技术的多方面。为了你能够有所收获，学习过程中务必注意：

　　进度很重要：必须跟上每周的进度，项目，问答。我们会认真对待每一位参与训练营的同学，请你不要因为困难半途而废。

　　问答很重要：遇到知识难点请多多提问，这是你的权利更是对自己负责的义务。

　　实践很重要：完成每周项目，解决项目中出现的一切问题。项目都提供完整的代码，但仅供学习中参考，应按照实验文档的思路自己实现，请勿直接拷贝代码。

　　实验报告很重要：详细记录你完成项目任务和解决问题的思路。

　　反馈很重要：请务必将你对课程的建议告诉我们，不同于视频，我们的文档可以很快更新升级以满足你的学习需求。

　　代码练习说明

　　实验楼环境使用GCC/G++ 4.8.4 编译环境。C++代码采用C++11标准。编写可以使用vim或gedit，并使用git进行代码管理，实验报告需要以Markdown格式编写并公开。

　　这些技术都是很多程序员工作中天天用到的，如果你对其中任何知识不熟悉，可以先学习课程：

　　Linux基础入门

　　Vim编辑器

　　Git与实验楼代码库

　　Markdown与实验报告

　　如果需要保存代码到我的代码库，则需要用到git，目前实验楼的代码库可以在实验环境或者你自己的电脑上提交，请务必注意git push时输入的用户名是你登陆实验楼的邮箱（不是你代码库用户名），如果你是第三方登陆的，则需要先更新邮箱及登录密码后才可以在实验楼外部使用。

　　程序编写与编译最基本的方法（#标志后为注释）：

　　# 打开桌面上的Xfce终端并执行后续命令# 进入到/home/shiyanlou目录cd /home/shiyanlou# 创建并打开源文件hello.cpp

　　gedit hello.cpp# 在gedit（类似windows上的记事本）中输入代码# 保存退出# 编译hello.cpp

　　g++ -std=c++11 hello.cpp -o hello# 执行生成的二进制文件

　　./hello

　　二、项目简介

　　1. 介绍

　　本实验使用 C++ 实现一个Web服务器。

　　这个项目会学习C++网络开发，kqueue IO复用机制，熟悉Linux下的C++程序编译方法，Makefile编写。

　　本节实验项目比较复杂，提供的示例代码接近3000行，但代码逻辑简单，难点在kqueue IO复用机制的理解，尽量独立实现，遇到难点可以参考示例代码或到实验楼问答中提问。

　　2. 项目需求

　　编写一个Web服务器，程序具备的基本功能：

　　支持多个客户端连接

　　支持HTTP协议中的GET，HEAD，OPTION三个方法

　　支持通过浏览器访问多种类型的文件资源

　　支持多虚拟主机，每个虚拟主机可以配置独立的资源池

　　3. 知识点

　　本实验实践的知识点包括：

　　C++ 面向对象程序设计

　　基本的Makefile

　　C++ 网络编程

　　kqueue IO复用机制

　　HTTP 协议基础

　　4. 项目效果图

　　程序运行的截图如下所示：

　　5. 项目完整代码

　　# 下载程序代码wget //labfile.oss.aliyuncs.com/courses/454/webserver.zip

　　# 解压代码

　　unzip webserver.zip

　　# 进入代码文件夹查看

　　cd webserver

　　三、程序设计与实现

　　3.1 需求分析

　　大家平时上网时，浏览器中显示的HTML网页都是来源自Web服务器。本项目通过一个实例介绍如何实现一个简单的Web服务器。

　　本项目中实现的Web服务器需要支持下面几个功能：

　　支持多个客户端连接

　　支持HTTP协议中的GET，HEAD，OPTION三个方法

　　支持通过浏览器访问多种类型的文件资源

　　支持多虚拟主机，每个虚拟主机可以配置独立的资源池

　　实现具备这些基本功能的Web服务器，我们首先需要了解HTTP协议以及IO复用机制，在上一节的项目中我们已经学习了一种IO复用方法epoll，本项目采用kqueue机制，与epoll非常类似。

　　3.2 HTTP协议

　　HTTP协议介绍的好文章非常多，这里只列出项目中需要的知识点，推荐大家系统学习HTTP协议，请阅读：

　　HTTP协议详解

　　HTTP协议的一个主要特点就是客户端服务器模式，在上一个项目中我们有过介绍，基于socket的连接过程，如果大家没有印象可以去复习下。过程如下：

　　模型如下：

　　解释如下：

　　服务器端：

　　socket()创建监听Socket

　　bind()绑定服务器端口

　　listen()监听客户端连接

　　accept()接受连接

　　recv/send接收及发送数据

　　close()关闭socket

　　客户端：

　　socket()创建监听Socket

　　connect()连接服务器

　　recv/send接收及发送数据

　　close()关闭socket

　　其实实现的Web服务器是一个支持HTTP协议的TCP服务器。所以服务器启动过程仍然与上述过程相同，listen后等待客户端的连接。连接后开始进行HTTP协议的通信，通过请求与响应来建立Web访问。

　　HTTP的请求

　　HTTP请求由客户端发给服务器端，分三部分组成，分别是：请求行、消息报头、请求正文。

　　请求方法（所有方法全为大写）有多种，各个方法的解释如下：

　　GET 请求获取Request-URI所标识的资源

　　POST 在Request-URI所标识的资源后附加新的数据

　　HEAD 请求获取由Request-URI所标识的资源的响应消息报头

　　PUT 请求服务器存储一个资源，并用Request-URI作为其标识

　　DELETE 请求服务器删除Request-URI所标识的资源

　　TRACE 请求服务器回送收到的请求信息，主要用于测试或诊断

　　CONNECT 保留将来使用

　　OPTIONS 请求查询服务器的性能，或者查询与资源相关的选项和需求

　　HTTP的响应

　　在接收和解释请求消息后，服务器返回一个HTTP响应消息。HTTP响应也是由三个部分组成，分别是：状态行、消息报头、响应正文。

　　状态行格式：HTTP-Version Status-Code Reason-Phrase CRLF，其中，HTTP-Version表示服务器HTTP协议的版本；Status-Code表示服务器发回的响应状态代码；Reason-Phrase表示状态代码的文本描述。

　　状态代码有三位数字组成，第一个数字定义了响应的类别，且有五种可能取值：

　　1xx：指示信息--表示请求已接收，继续处理

　　2xx：成功--表示请求已被成功接收、理解、接受

　　3xx：重定向--要完成请求必须进行更进一步的操作

　　4xx：客户端错误--请求有语法错误或请求无法实现

　　5xx：服务器端错误--服务器未能实现合法的请求

　　当客户端与Web服务器建立连接后就会通过发送请求接收服务器响应来进行通信。而服务器端如果要处理多个客户端的请求，可以通过epoll或kqueue等IO机制来获得读写的消息通知，本项目采用kqueue实现。

　　3.4 kqueue 机制

　　kqueue与epoll非常相似，最初是2000年Jonathan Lemon在FreeBSD系统上开发的一个高性能的事件通知接口。注册一批socket描述符到kqueue 以后，当其中的描述符状态发生变化时，kqueue将一次性通知应用程序哪些描述符可读、可写或出错了。

　　如果你已经理解了聊天室项目中介绍的epoll，那kqueue就很好理解，kqueue提供 kqueue()、kevent()两个系统调用和 struct kevent结构。

　　kqueue机制详细介绍，推荐大家阅读下面的理论文章，虽然讲的是FreeBSD上的开发但在linux上完全适用：

　　使用kqueue 在FreeBSD 上开发高性能应用服务器

　　kqueue的接口包括 kqueue()、kevent()两个系统调用和 struct kevent结构：

　　kqueue() 生成一个内核事件队列，返回该队列的文件描述索。其它 API通过该描述符操作这个 kqueue。

　　kevent() 提供向内核注册 /反注册事件和返回就绪事件或错误事件。

　　struct kevent 就是kevent()操作的最基本的事件结构。

　　struct kevent {

　　uintptr_t ident;       /* 事件 ID */

　　short     filter;       /* 事件过滤器 */

　　u_short   flags;        /* 行为标识 */

　　u_int     fflags;       /* 过滤器标识值 */

　　intptr_t  data;         /* 过滤器数据 */

　　void      *udata;       /* 应用透传数据 */

　　};

　　EVFILT_READ：TCP监听 socket，如果在完成的连接队列( 已收三次握手最后一个ACK) 中有数据，此事件将被通知。收到该通知的应用一般调用accept()，且可通过data 获得完成队列的节点个数。 流或数据报socket，当协议栈的socket 层接收缓冲区有数据时，该事件会被通知，并且data 被设置成可读数据的字节数。

　　EVFILT_WRIT：当 socket层的写入缓冲区可写入时，该事件将被通知；data指示目前缓冲区有多少字节空闲空间。

　　行为标志flags：

　　EV_ADD：指示加入事件到 kqueue

　　EV_DELETE：指示将传入的事件从 kqueue中移除

　　过滤器标识值：

　　EV_ENABLE：过滤器事件可用，注册一个事件时，默认是可用的。

　　EV_DISABLE：过滤器事件不可用，当内部描述可读或可写时，将不通知应用程序。

　　这些参数都会在Web服务器实现中使用。当socket有连接或读写数据事件时，服务器读取客户端请求并将响应写回到客户端。kqueue充当的是事件触发的中间层。

　　为了我们可以使用kqueue，首先要在系统中安装libkqueue：

　　sudo apt-get update

　　sudo apt-get install libkqueue-dev

　　编译链接时也要在g++后添加-lkqueue才可以正常链接。

　　3.5 程序设计

　　根据上面的需求分析，设计所需的类。

　　首先需要一个HTTPServer类，用来提供服务器的启动关闭主循环等支持。HTTPServer对象在程序中唯一。

　　其次需要Client客户端类，这个类用来存储客户端的必要信息。HTTPServer对象中需要包含多个当前连接的Client对象。

　　再次，对于Client和HTTPServer之间的通信内容需要设置HTTPRequest和HTTPResponse类，而这两个类具备很多通用的信息，设计二者的基类为HTTPMessage类。

　　最后HTTPServer需要能够返回服务器资源给客户端，因此需要资源类Resource（文件，图片等文件）以及包含资源的资源池ResourceHost。这里可以为不同的虚拟主机设置不同的ResourceHost。

　　上面的几个类是Web服务器构成的主体，其中HTTPRequest，HTTPResponse，HTTPMessage三个类都是用来存储消息， 而客户端与服务器之间的消息都是以队列的方式进行读取和写入的，因此在HTTPMessage的上一层，我们添加一个新的基类ByteBuffer来实现 基础字节流的存储和读写处理。

　　综上项目中实现下面的类：

　　ByteBuffer：定义一个缓存队列用来存储数据

　　HTTPMessage：继承ByteBuffer，增加HTTP协议特有的信息。

　　HTTPRequest：HTTP请求类，继承HTTPMessage

　　HTTPResponse：HTTP响应类，继承HTTPMessage

　　Resource：资源类，HTTP响应消息中的文件资源数据

　　ResourceHost：资源池，用来将服务器上的文件加载到Resource对象

　　Client：客户端类，用来存储客户端的必要信息

　　HTTPServer：服务器类，提供服务器的启动关闭主循环等支持

　　3.6 代码结构

　　根据上述细化需求，我们先创建必要的程序文件。

　　首先为要实现的程序命名为webserver:

　　# 进入到代码库自动生成的目录# 为了方便git提交代码请先开通代码库

　　cd /home/shiyanlou/Code/shiyanlou_cs454

　　# 创建代码目录mkdir webserver

　　cd webserver

　　# 为每个需要实现的类创建一个.h和一个.cpp文件# 并将源文件都放在src/目录下mkdir src# touch src/XXX.h src/XXX.cpp# 创建Makefile

　　touch Makefile

　　# 创建示例目录，该目录可以作为Web服务器的资源池mkdir bin/mkdir bin/htdoc

　　touch bin/htdoc/test.html

　　本项目参考代码基于https://github.com/RamseyK/httpserver进行实现。每个头文件中的函数都进行了标注，核心模块HTTPServer.cpp也会进行详细介绍。其他cpp文件由于内容相对简单，直接使用原作者的英文注释，如果有任何不清楚的问题可以随时在实验楼问答提问。

　　下面我们将开始实现需要的类，建议大家按照以下步骤先自己实现，最后再对项目参考代码进行对照学习。

　　3.7 ByteBuffer

　　ByteBuffer 定义一个缓存队列用来存储HTTP访问中的请求及返回数据，这个缓存队列的作用相当于CPU和硬盘之间的内存，用来存放Web服务器和客户端之间通信的数据，需要具备下面的功能：

　　从队列头部读取数据

　　向队列尾部写入新的数据

　　当队列存储区域满的时候可以自动扩充

　　支持随机读取和写入多种数据类型到指定位置（使用模板实现）

　　支持清空，克隆，对比，扩容

　　支持遍历队列查找指定的数据

　　ByteBuffer的核心接口如下：

　　class ByteBuffer {

　　// 读写位置索引

　　unsigned int rpos, wpos;

　　// 缓存内容使用容器存储

　　std::vector buf;

　　// 队列中剩余的元素数量

　　unsigned int bytesRemaining();

　　// 清空队列并重置读写索引

　　void clear();

　　// 拷贝当前ByteBuffer对象

　　ByteBuffer* clone();

　　// 对比两个ByteBuffer对象

　　bool equals(ByteBuffer* other);

　　// 设置存储空间大小

　　void resize(unsigned int newSize);

　　// 返回存储空间大小

　　unsigned int size();

　　// 读取队列头部的数据但不移动rpos

　　byte peek();

　　// 读取队列头部的数据同时移动rpos

　　byte get();

　　// 读取指定位置的数据

　　byte get(unsigned int index);

　　// 读取队列头部指定长度的数据到buf中

　　void getBytes(byte* buf, unsigned int len);

　　// 读取指定数据类型的元素：char，double，float，int，long，short

　　char getChar();

　　char getChar(unsigned int index);

　　// 将src写入队列

　　void put(ByteBuffer* src);

　　// 将b写入队列

　　void put(byte b);

　　// 将b写入队列指定位置

　　void put(byte b, unsigned int index);

　　// 将长度为len的缓存b写入队列头部

　　void putBytes(byte* b, unsigned int len);

　　// 将长度为len的缓存b写入队列指定位置

　　void putBytes(byte* b, unsigned int len, unsigned int index);

　　// 写入指定数据类型的元素：char，double，float，int，long，short

　　void putChar(char value);

　　void putChar(char value, unsigned int index);

　　}

　　看上去非常繁琐，但可以使用模板实现基础函数，大部分函数都能够通过调用函数模板的方式简化实现内容。

　　3.8 HTTPMessage

　　继承ByteBuffer实现HTTPMessage类。这个类需要包含：

　　HTTP头部

　　HTTP版本号

　　消息数据：包括ByteBuffer中的数据及额外的数据（响应消息中返回的资源及请求消息中额外的参数）

　　HTTP消息解析函数，根据HTTP协议的规范对消息头部和内容进行解析

　　HTTP消息创建函数，创建符合HTTP协议要求的HTTP消息

　　HTTP头部管理函数，添加HTTP头部信息

　　这个类比较简单，只需要把上述几个函数依次实现，核心函数包括：

　　class HTTPMessage : public ByteBuffer {private:

　　// 消息头部信息

　　std::map *headers;

　　protected:

　　// HTTP版本号

　　std::string version;

　　// 消息数据

　　// 响应消息中表示资源，请求消息中表示额外的参数

　　byte* data;

　　public:

　　// 创建消息

　　virtual byte* create() = 0;

　　// 解析消息

　　virtual bool parse() = 0;

　　};

　　3.9 HTTPRequest

　　HTTP请求类继承HTTPMessage，需要实现以下数据项及函数功能：

　　请求的方法：GET/HEAD/OPTION等

　　请求的URI

　　实现HTTPMessage的创建和解析虚函数

　　核心成员声明：

　　// HTTPRequest：HTTP请求消息，从客户端发给服务器的消息class HTTPRequest : public HTTPMessage {private:

　　// 请求的方法类型

　　int method;

　　// 请求的URL

　　std::string requestUri;

　　protected:

　　// 初始化消息

　　virtual void init();

　　public:

　　virtual byte *create();

　　virtual bool parse();

　　// 辅助函数

　　// 方法字符串与数字相互转换

　　int methodStrToInt(std::string name);

　　std::string methodIntToStr(unsigned int mid);

　　};

　　3.10 HTTPResponse

　　HTTP响应类继承HTTPMessage，需要实现以下数据项及函数功能：

　　响应状态码和信息

　　实现HTTPMessage的创建和解析虚函数

　　核心成员声明：

　　// HTTPResponse：HTTP响应消息，从服务器发给客户端的消息class HTTPResponse : public HTTPMessage {private:

　　// 响应状态码和信息

　　int status;

　　std::string reason;

　　protected:

　　virtual void init();

　　public:

　　virtual byte* create();

　　virtual bool parse();

　　};

　　3.11 Resource

　　HTTP响应消息中的Resource除了包含文件数据以外，最重要的特点是具备mimeType标识，MIME (Multipurpose Internet Mail Extensions) 是描述消息内容类型的因特网标准。MIME消息能包含文本、图像、音频、视频以及其他应用程序专用的数据。

　　Resource类中需要的成员：

　　资源数据

　　数据大小

　　数据MIME类型

　　资源在服务器上存储的路径

　　核心成员声明如下：

　　// Resource：HTTP响应消息中的文件资源数据class Resource {

　　private:

　　// 文件资源

　　byte* data;

　　// 资源大小

　　unsigned int size;

　　// 资源类型

　　std::string mimeType;

　　// 资源在服务器上存储的路径

　　std::string location;

　　// 是否是目录类型

　　bool directory;

　　};

　　3.11 ResourceHost

　　ResourceHost是一个Resource的管理组件，可以通过一个目录来构建。需要支持的成员包括：

　　基础目录，其他的访问路径都是该目录下的相对路径

　　根据访问地址URI获取Resource资源对象

　　将资源写入到文件系统，用来支持上传操作

　　Resource中的MimeType的获取可以通过判断扩展名来实现，需要构建扩展名和MimeType的映射表。

　　我们需要定义一个数据结构包含所有的MIME信息，示例代码中采用宏的方式从文件MimeTypes.inc中读取：

　　// 构建扩展名与MimeType对应的字典，从文件MimeTypes.inc中获取

　　std::unordered_map mimeMap = {

　　#define STR_PAIR(K,V) std::pair(K,V)

　　#include "MimeTypes.inc"

　　};

　　MimeTypes.inc中的内容是若干行：

　　STR_PAIR("bmp", "image/bmp"),

　　STR_PAIR("book", "application/book"),

　　...

　　核心成员声明如下：

　　// ResourceHost：资源池，用来将服务器上的文件加载到Resource对象class ResourceHost {private:

　　// 基础目录，其他的访问路径都是该目录下的相对路径

　　std::string baseDiskPath;

　　// 构建扩展名与MimeType对应的字典，从文件MimeTypes.inc中获取

　　std::unordered_map mimeMap = {

　　#define STR_PAIR(K,V) std::pair(K,V)

　　#include "MimeTypes.inc"

　　};

　　public:

　　// 将资源写入到文件系统

　　void putResource(Resource* res, bool writeToDisk);

　　// 根据URI获取Resource资源对象

　　Resource* getResource(std::string uri);

　　};

　　3.12 Client

　　客户端的数据会存放在HTTPServer中的一个映射表中，用客户端连接的socket做key。每个客户端对象都应该包含客户端的socket，sockaddr_in地址信息，数据发送队列。

　　客户端的操作需要支持添加新的数据到发送队列，对发送队列进行出队，清空等操作。

　　发送队列使用std::queue，每个存储单元需要单独设计要包含发送的数据及数据偏移，并要增加是否需要在发送完成后断开连接的标志。发送存储单元命名为SendQueueItem类，在Client类声明中需要使用。

　　核心成员声明如下：

　　// HTTP客户端// class Client {

　　// 连接的socket

　　int socketDesc;

　　// 地址信息

　　sockaddr_in clientAddr;

　　// 数据发送队列

　　std::queue sendQueue;

　　public:

　　// 发送队列操作

　　// 添加新的数据到发送队列

　　void addToSendQueue(SendQueueItem* item);

　　// 发送队列长度

　　unsigned int sendQueueSize();

　　// 获取发送队列中第一个元素

　　SendQueueItem* nextInSendQueue();

　　// 出队操作，删除第一个元素

　　void dequeueFromSendQueue();

　　// 清空发送队列

　　void clearSendQueue();

　　};

　　3.13 HTTPServer

　　这是整个项目的核心，具有最复杂的类和实现过程。

　　首先分析HTTPServer需要具备的数据成员，刚才已经提到Client客户端列表是必须的，此外还需要包含：

　　监听的端口号

　　监听的socket

　　服务器地址信息

　　kqueue 描述符

　　kevent 事件队列

　　客户端字典，映射客户端的socket和客户端对象

　　资源主机及文件系统列表

　　虚拟主机，映射请求的地址到不同的ResourceHost

　　根据需求中HTTPServer需要支持下面几大类功能：

　　处理客户端连接

　　处理客户端请求

　　发送响应消息给客户端

　　服务器管理

　　每个功能集合中又可以细分出不同的功能。

　　处理客户端连接

　　接受连接：accept接受连接并将新的socket添加到kqueue中，创建客户端对象添加到客户端列表中

　　获取客户端对象：根据socket查找客户端列表返回客户端对象

　　断开连接：清理kqueue中的socket，关闭socket，清理客户端列表中的对象

　　处理客户端读取事件：recv()接收客户端数据并构造HTTPRequest对象，交给handleRequest()函数处理。

　　处理客户端写入事件：获取发送队列中的SendQueueItem，send()发送给客户端

　　处理客户端请求

　　处理请求：对请求方法进行分类分别交给不同的处理函数

　　处理GET/HEAD/OPTIONS请求：构造HTTPResponse，调用sendResponse发送给客户端

　　发送响应消息给客户端

　　发送响应状态码：构造HTTPResponse，调用sendResponse发送给客户端

　　发送响应消息：将HTTPResponse封装后添加到客户端的发送队列

　　服务器管理

　　启动：包含各种数据和资源的初始化，监听socket的建立，绑定，kqueue的创建和初始化。

　　停止：释放资源，清理客户端列表，清理kqueue，清理socket

　　主循环：进入事件循环，等待kqueue事件触发，有事件触发后需要先判断是新的客户端连接还是客户端读写事件

　　核心成员声明如下：

　　// HTTPServer：Web服务器类，提供服务器的创建，启动，停止等管理操作class HTTPServer {

　　// 监听的端口号

　　int listenPort;

　　// 监听的socket

　　int listenSocket;

　　// 服务器地址信息

　　struct sockaddr_in serverAddr;

　　// kqueue 描述符

　　int kqfd;

　　// kevent队列

　　struct kevent evList[QUEUE_SIZE];

　　// 客户端字典，映射客户端的socket和客户端对象

　　std::unordered_map clientMap;

　　// 资源主机及文件系统列表

　　std::vector hostList;

　　// 虚拟主机，映射请求的地址到不同的ResourceHost

　　std::unordered_map vhosts;

　　// 处理客户端连接

　　void acceptConnection();

　　void disconnectClient(Client* cl, bool mapErase = true);

　　void readClient(Client* cl, int data_len);

　　bool writeClient(Client* cl, int avail_bytes);

　　// 处理客户端请求

　　void handleRequest(Client* cl, HTTPRequest* req);

　　void handleGet(Client* cl, HTTPRequest* req, ResourceHost* resHost);

　　void handleOptions(Client* cl, HTTPRequest* req);

　　// 发送响应消息给客户端

　　void sendStatusResponse(Client* cl, int status, std::string msg = "");

　　void sendResponse(Client* cl, HTTPResponse* resp, bool disconnect);

　　// 启动及停止Web服务器

　　bool start(int port);

　　void stop();

　　// Web服务器主循环

　　void process();

　　};

　　当HTTPServer启动时我们默认设置当前路径下的htdoc文件夹为ResourceHost，并添加到HTTPServer对象中。而htdoc下我们添加一个test.html文件，作为可以访问的Resource，test.html中的内容可以很简单，例如：

　　

　　Hello Shiyanlou!

　　这个示例页面可以在后面的测试中通过访问localhost:8080/test.html访问到。

　　3.14 主函数

　　主函数中实现包括两部分内容：

　　注册各种信号处理函数，能够让Web服务中止时可正常释放资源

　　创建HTTPServer对象，依次启动，进入主循环

　　需要处理的包括中断信号SIGABRT，SIGINT，SIGTERM，这些信号发生时要将HTTPServer的停止标志置为True，下次循环时就可以退出。SIGPIPE信号需要被忽略，避免"Broken pipe"出现。

　　示例代码片段：

　　// 忽视 SIGPIPE "Broken pipe" 信号

　　signal(SIGPIPE, handleSigPipe);

　　// 注册中断处理

　　signal(SIGABRT, &handleTermSig);

　　signal(SIGINT, &handleTermSig);

　　signal(SIGTERM, &handleTermSig);

　　// 创建并启动HTTPServer实例

　　svr = new HTTPServer();

　　svr->start(8080);

　　// 进入主循环

　　svr->process();

　　// 停止服务器

　　svr->stop();

　　delete svr;

　　3. 编译及运行

　　将你完成的文件保存为/home/shiyanlou/Code/shiyanlou_cs454/webserver，在同样的目录下我们编辑Makefile文件：

　　cd /home/shiyanlou/Code/shiyanlou_cs454/webserver

　　vim Makefile

　　Makefile文件里的内容：

　　CC := g++SRCDIR := srcBINDIR := binBUILDDIR := buildTARGET := httpserverUNAME := $(shell uname)

　　# Debug FlagsDEBUGFLAGS := -g3 -O0 -WallRTCHECKS := -fmudflap -fstack-check -gnato

　　# Production FlagsPRODFLAGS := -Wall -O2

　　CFLAGS := -std=c++11 -Iinclude/ $(DEBUGFLAGS)LINK := -lpthread -lkqueue $(DEBUGFLAGS)

　　SRCEXT := cppSOURCES := $(shell find $(SRCDIR) -type f -name *.$(SRCEXT))OBJECTS := $(patsubst $(SRCDIR)/%,$(BUILDDIR)/%,$(SOURCES:.$(SRCEXT)=.o))

　　$(TARGET): $(OBJECTS)

　　@echo " Linking..."$(LINK); $(CC) $^ -o $(BINDIR)/$(TARGET) $(LINK)

　　$(BUILDDIR)/%.o: $(SRCDIR)/%.$(SRCEXT)

　　@mkdir -p $(BUILDDIR)

　　@echo " CC $<"; $(CC) $(CFLAGS) -c -o $@ $<

　　clean:

　　@echo " Cleaning..."; rm -r $(BUILDDIR) $(BINDIR)/$(TARGET)*

　　.PHONY: clean

　　Makefile内容很多，大部分都是变量定义，核心内容只有下面两行：

　　@echo " CC $<"; $(CC) $(CFLAGS) -c -o $@ $< 编译每个CPP文件，生成.o目标文件

　　$(CC) $^ -o $(BINDIR)/$(TARGET) $(LINK) 链接上一步骤生成的所有目标文件，得到可执行的httpserver文件

　　保存Makefile后，我们只需要在目录下执行make就可以生成可执行文件httpserver。

　　编译过程截图：

　　Makefile会把可执行文件放到了bin/目录下，因为bin/目录下的htdoc/已经写在代码中作为默认ResourceHost了，所以测试启动后的Web服务器可以访问htdoc下的文件。

　　现在进入运行测试阶段，首先启动服务端：

　　cd bin/

　　./httpserver

　　运行截图如下：

　　如果中间有任何问题，需要根据输出的错误信息查验下代码是否有BUG。欢迎随时到实验楼问答提问。

　　3.8 完整代码参考

　　我们提供本项目完整的代码及详细注释供参考，由于代码比较多，文档中不再粘贴，建议大家下载查看。

　　# 下载程序代码wget //labfile.oss.aliyuncs.com/courses/454/webserver.zip

　　# 解压代码

　　unzip webserver.zip

　　# 进入代码文件夹查看

　　cd webserver

　　本项目参考代码基于https://github.com/RamseyK/httpserver修改。代码License仍然遵循Apache License, Version 2.0。

　　四、项目扩展

　　本实验实现了一个Web服务器程序。基于本课节学习，大家可以在此代码基础上实现扩展：

　　支持更多的HTTP请求方法，例如POST

　　支持配置文件，比如配置多个虚拟主机，资源池，端口号等

　　支持PHP页面解析，可以加入单独的模块

　　五、小结

　　通过本节实验的学习，我们开发了Web服务器程序，学习了C++语言的基本语法及面向对象开发，网络程序开发，HTTP协议及kqueue IO复用机制。

　　完成项目后可以公开你的实验报告，并点击实验报告下方的分享按钮分享到微博，将会获得教师点评，同时优秀的实验报告官微将转发推荐！

　　再次提醒，任何问题欢迎到实验楼问答中提问，老师会及时回答你的困惑。

　　上面就是小编为大家整理的关于Linux开发web 服务器的文章，希望对大家有帮助。在实际的操作过程中大家可以根据实际情况进行灵活的调整。了解更多咨询请关注猪八戒网。