Sylar C++高性能服务器学习记录23 【Http模块-知识储备篇】

2024-06-19 14:28
文章标签 c++ 模块 学习 服务器 记录 http 知识 23 高性能 sylar 储备

本文主要是介绍Sylar C++高性能服务器学习记录23 【Http模块-知识储备篇】，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

早在19年5月就在某站上看到sylar的视频了，一直认为这是一个非常不错的视频。
由于本人一直是自学编程，基础不扎实，也没有任何人的督促，没能坚持下去。
每每想起倍感惋惜，遂提笔再续前缘。

为了能更好的看懂sylar，本套笔记会分两步走，每个系统都会分为两篇博客。
分别是【知识储备篇】和【代码分析篇】
(ps:纯粹做笔记的形式给自己记录下，欢迎大家评论，不足之处请多多赐教)
QQ交流群：957100923

Http模块-知识储备篇

一、Http的基础知识

如果你对Http协议比较陌生，那么请先看下 菜鸟教程关于Http 的介绍。
只要看完了菜鸟教程Http相关的介绍我们就可以开始本篇的讲解了，阅读本篇不需要深入了解Http协议。
深入的知识需要自行学习。

为了方便讲解，摘录部分内容到下面。

客户端请求消息

客户端发送一个HTTP请求到服务器的请求消息包括以下格式：请求行（request line）、请求头部（header）、空行和请求数据四个部分组成，下图给出了请求报文的一般格式。
在这里插入图片描述
请求行（Request Line）：

  • 方法：如 GET、POST、PUT、DELETE等，指定要执行的操作。 请求
    URI（统一资源标识符）：请求的资源路径，通常包括主机名、端口号（如果非默认）、路径和查询字符串。 HTTP 版本：如 HTTP/1.1
    或 HTTP/2。 请求行的格式示例：GET /index.html HTTP/1.1

请求头（Request Headers）：

  • 包含了客户端环境信息、请求体的大小（如果有）、客户端支持的压缩类型等。
    常见的请求头包括Host、User-Agent、Accept、Accept-Encoding、Content-Length等。

空行：

  • 请求头和请求体之间的分隔符，表示请求头的结束。

请求体（可选）：

  • 在某些类型的HTTP请求（如 POST 和 PUT）中，请求体包含要发送给服务器的数据。

客户端请求：

GET /index.html HTTP/1.1
Host: www.example.com
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64; rv:91.0) Gecko/20100101 Firefox/91.0
Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,*/*;q=0.8
Accept-Encoding: gzip, deflate
Connection: keep-alive

服务器响应消息

HTTP 响应也由四个部分组成，分别是：状态行、消息报头、空行和响应正文。
在这里插入图片描述
状态行（Status Line）：

  • HTTP 版本：与请求消息中的版本相匹配。 状态码：三位数，表示请求的处理结果，如 200 表示成功，404 表示未找到资源。
    状态信息：状态码的简短描述。 状态行的格式示例：HTTP/1.1 200 OK

响应头（Response Headers）：

  • 包含了服务器环境信息、响应体的大小、服务器支持的压缩类型等。
    常见的响应头包括Content-Type、Content-Length、Server、Set-Cookie等。

空行：

  • 响应头和响应体之间的分隔符，表示响应头的结束。

响应体（可选）：

  • 包含服务器返回的数据，如请求的网页内容、图片、JSON数据等。

服务端响应:

HTTP/1.1 200 OK
Date: Wed, 18 Apr 2024 12:00:00 GMT
Server: Apache/2.4.1 (Unix)
Last-Modified: Wed, 18 Apr 2024 11:00:00 GMT
Content-Length: 12345
Content-Type: text/html; charset=UTF-8<!DOCTYPE html>
<html>
<head><title>Example Page</title>
</head>
<body><h1>Hello, World!</h1><!-- The rest of the HTML content -->
</body>
</html>

总结下来就是Http协议消息体分两大块，分别是【请求】和【响应】。

请求：请求行 请求头 空行 请求体
响应：状态行 响应头 空行 响应体

了解这些后我们继续…

二、明确目标

为了方便的处理请求和响应，我们需要对Http协议进行封装。
千万不要看到 协议 就觉得很高大上，说白了就是一定格式的文本而已。

那么：协议报文的封装 = 对一段固定格式的文本的封装。

我们要封装成什么样呢？

1.得到一段固定格式的文本后，能解析成C++的对象，方便读取文本中的内容和修改该文本中的内容。
2.根据C++的封装对象，能快速的构建出一段对应格式的文本。

ok 这就是我们要封装的目的，和需要实现的目标。

三、梳理封装内容

由于消息体分 请求 和 响应，所以我们就需要单独封装这两个。
这就出现了 HttpRequest(请求封装对象) 和 HttpResponse(响应封装对象)。

由于这两个消息体都有各自的 【行 头 体】，所以 HttpRequest 和 HttpResponse必然有对应的字段来存储 【行 头 体】 信息。
也应该有对应的方法对各自的 【行 头 体】 进行 【增 删 改 查】。

当然，对应的 【行 头 体】 也有可能需要再次封装，我们分别来梳理一下。

HttpRequest 应该有的字段：

请求行：（可封装）
请求行 = 请求方法 + URI + 协议版本
URI = 协议protocol + 主机名host（主机域名hostname+端口号port）+ 文件路径 + 参数 + 锚

  • 请求方法:（可封装）
  • 协议protocol:（字符串）
  • 主机名host:（字符串）
  • 文件路径:（字符串）
  • 参数:（字符串，可封装成map）
  • 锚:（字符串）

请求头：（可封装成map，其中cookie可再次封装成map）

请求体：（字符串）

HttpRequest 应该有的方法：

  1. 请求方法的get/set方法
  2. 版本信息的get/set方法
  3. 请求路径的get/set方法
  4. 查询参数的get/set方法
  5. 请求参数的增删改查方法
  6. 请求头的增删改查方法
  7. cookie的增删改查方法
  8. body的get/set方法
  9. body的追加方法
  10. 对象转换为字符串的方法
    …

HttpResponse 应该有的字段：
响应行：
响应行 = 协议 + 版本 + 状态号 + 状态描述

  • 状态：（可封装）
  • 版本：（字符串）

响应头：（可封装为map）

响应体：（字符串）

HttpResponse 应该有的方法：

  1. 响应状态的get/set方法
  2. 响应版本的get/set方法
  3. 响应头的增删改查方法
  4. 响应体的增删改查方法
  5. 响应体的追加方法
  6. 对象转为字符串的方法
    …

如此，我们就可以开始编写对应的代码了。

四、http_parser的使用

参考博客
源码地址 http-parser

初始化
/*
* @brief  用于初始化 http_parser 结构体，为后续的 HTTP 消息解析做好准备
* @param  [IN]  parser  指向一个待初始化的 http_parser 结构体实例
* @param  [IN]  type    枚举值，指定 parser 应该解析 HTTP 请求还是响应
*                           HTTP_REQUEST - 解析请求
*                           HTTP_RESPONSE - 解析响应
*                           HTTP_BOTH - 两者都可以
*/
void http_parser_init(http_parser *parser, enum http_parser_type type);
设置回调函数
/*
* @brief  设置默认的回调函数指针，这些回调函数会在解析HTTP消息的不同阶段被调用。
* 	    通知用户程序有关HTTP请求或响应的详细信息。
* @param  [IN]  settings  指向一个 http_parser_settings 结构体的指针
* 						这个结构体包含了指向各种回调函数的指针，具体如下
*                          	on_message_begin     - 开始解析时回调
*                          	on_url               - 解析URL时回调
*                          	on_status            - 解析响应状态描述信息时回调
*                          	on_header_field      - 解析请求头key值时回调
*                          	on_header_value      - 解析请求头value时回调
*                          	on_headers_complete  - 开始解析请求头时回调
*                          	on_body              - 解析请求或响应体时回调
*                          	on_message_complete  - 解析完成时回调
*                           
*/
void http_parser_settings_init(http_parser_settings *settings);
解析数据
/*
* @brief  解析HTTP请求或响应的消息数据
* @param  [IN]  parser      指向一个已初始化的 http_parser 结构体实例
* 						  该结构体包含了 HTTP 消息的解析状态和其他相关信息，主要有以下参数
*                              status_code - http响应状态码
*                              method      - http请求方式。HTTP_GET，HTTP_POST
* @param  [IN]  settings    指向一个 http_parser_settings 结构体，其中定义了一系列回调函数。
* 						  当解析到 HTTP 消息的不同部分（比如请求行、头部、主体等）时，对应的回调函数会被调用。
* @param  [IN]  data        待解析的HTTP数据
* @param  [IN]  len         待解析的HTTP数据长度
* @return  解析过程中成功处理了多少字节的数据，
* 		如果小于len，可能是因为遇到了解析错误，或者是缓冲区中的数据不足以构成一个完整的 HTTP 消息片段。
*/
size_t http_parser_execute(http_parser *parser, const http_parser_settings *settings, const char *data, size_t len);
示例代码
#include <stdio.h>
#include "http_parser.h"
#include <string>
#include <map>// 用于解析的全局变量
std::map<std::string, std::string> mapReqHeadField;
std::string strReqUrl;
std::string strReqBody;
std::string strReqFieldKey;std::map<std::string, std::string> mapRespHeadField;
std::string strRespStatus;
std::string strRespBody;
std::string strRespFieldKey;// 用于解析http请求的回调函数
int onReqMessageBegin(http_parser* pParser);
int onReqHeaderComplete(http_parser* pParser);
int onReqMessageComplete(http_parser* pParser);
int onReqURL(http_parser* pParser, const char *at, size_t length);
int onReqHeaderField(http_parser* pParser, const char *at, size_t length);
int onReqHeaderValue(http_parser* pParser, const char *at, size_t length);
int onReqBody(http_parser* pParser, const char *at, size_t length);// 用于解析http响应的回调函数
int onRespMessageBegin(http_parser* pParser);
int onRespHeaderComplete(http_parser* pParser);
int onRespMessageComplete(http_parser* pParser);
int onRespStatus(http_parser* pParser, const char *at, size_t length);
int onRespHeaderField(http_parser* pParser, const char *at, size_t length);
int onRespHeaderValue(http_parser* pParser, const char *at, size_t length);
int onRespBody(http_parser* pParser, const char *at, size_t length);int main(int argc, char* argv[])
{// 解析http请求// 待解析的请求报文std::string strHttpReq;strHttpReq += "POST /http-parser HTTP/1.1\r\n";strHttpReq += "Host: 127.0.0.1:10010\r\n";strHttpReq += "Accept: */*\r\n";strHttpReq += "Content-Type: application/json\r\n";strHttpReq += "Content-Length: 25\r\n";strHttpReq += "\r\n";strHttpReq += "{\"reqmsg\": \"Hello World\"}";http_parser httpReqParser;http_parser_settings httpReqSettings;// 初使化解析器http_parser_init(&httpReqParser, HTTP_REQUEST);// 设置回调函数http_parser_settings_init(&httpReqSettings);httpReqSettings.on_message_begin = onReqMessageBegin;httpReqSettings.on_headers_complete = onReqHeaderComplete;httpReqSettings.on_message_complete = onReqMessageComplete;httpReqSettings.on_url = onReqURL;httpReqSettings.on_header_field = onReqHeaderField;httpReqSettings.on_header_value = onReqHeaderValue;httpReqSettings.on_body = onReqBody;// 解析请求int reqSize = strHttpReq.size();int nParseSize = http_parser_execute(&httpReqParser, &httpReqSettings, strHttpReq.c_str(), reqSize);if(nParseSize < reqSize){printf("http_parser_execute http request failed.\n");return -1;}// 解析成功，打印解析结果if(httpReqParser.method == HTTP_GET){printf("method: Get\n");}else if(httpReqParser.method == HTTP_POST){printf("method: Post\n");}else if(httpReqParser.method == HTTP_HEAD){printf("method: Head\n");}else{printf("method: other\n");}printf("url: %s \n", strReqUrl.c_str());printf("req heads:\n");for (std::map<std::string, std::string>::iterator iter = mapReqHeadField.begin(); iter != mapReqHeadField.end(); ++iter){printf("\t %s : %s \n", iter->first.c_str(), iter->second.c_str());}printf("req body: %s \n", strReqBody.c_str());printf("==========================================\n");// 解析http响应// 待解析的响应报文std::string strHttpResponse;strHttpResponse += "HTTP/1.1 200 OK\r\n";strHttpResponse += "Server: nginx/1.18.0\r\n";strHttpResponse += "Accept: */*\r\n";strHttpResponse += "Connection: keep-alive\r\n";strHttpResponse += "\r\n";strHttpResponse += "{\"respmsg\": \"Welcome to http-parser\"}\r\n";http_parser httpRespParser;http_parser_settings httpRespSettings;// 初使化解析器http_parser_init(&httpRespParser, HTTP_RESPONSE);// 设置回调函数http_parser_settings_init(&httpRespSettings);httpRespSettings.on_message_begin = onRespMessageBegin;httpRespSettings.on_headers_complete = onRespHeaderComplete;httpRespSettings.on_message_complete = onRespMessageComplete;httpRespSettings.on_status = onRespStatus;httpRespSettings.on_header_field = onRespHeaderField;httpRespSettings.on_header_value = onRespHeaderValue;httpRespSettings.on_body = onRespBody;// 解析响应int responseSize = strHttpResponse.size();nParseSize = http_parser_execute(&httpRespParser, &httpRespSettings, strHttpResponse.c_str(), responseSize);if(nParseSize < responseSize){printf("http_parser_execute http response failed.\n");return -1;}// 解析成功，打印解析结果printf("code: %d\n", httpRespParser.status_code); printf("status: %s \n", strRespStatus.c_str());printf("resp heads:\n");for (std::map<std::string, std::string>::iterator iter = mapRespHeadField.begin(); iter != mapRespHeadField.end(); ++iter){printf("\t %s : %s \n", iter->first.c_str(), iter->second.c_str());}printf("resp body: %s \n", strRespBody.c_str());return 0;
}int onReqMessageBegin(http_parser* pParser)
{// 开始解析报文printf("onReqMessageBegin call \n");return 0;
}
int onReqHeaderComplete(http_parser* pParser)
{// 报文头解析完成// HTTP报文头是以两个 \r\n 结尾， 如果解析不到两个 \r\n, 说明http报文格式有问题或者报文不完整，这个回调不会被调用printf("onReqHeaderComplete call \n");return 0;
}
int onReqMessageComplete(http_parser* pParser)
{// 全部解析完成printf("onReqMessageComplete call \n");return 0;
}
int onReqURL(http_parser* pParser, const char *at, size_t length)
{// 解析URLstrReqUrl.assign(at, length);return 0;
}int onReqHeaderField(http_parser* pParser, const char *at, size_t length)
{// 解析请求头keystrReqFieldKey.assign(at, length);return 0;
}
int onReqHeaderValue(http_parser* pParser, const char *at, size_t length)
{// 解析请求头valuestd::string strValue(at, length);mapReqHeadField.insert(std::make_pair(strReqFieldKey, strValue));return 0;
}
int onReqBody(http_parser* pParser, const char *at, size_t length)
{// 解析请求或响应体strReqBody.append(at, length);return 0;
}// ==================int onRespMessageBegin(http_parser* pParser)
{// 开始解析报文printf("onRespMessageBegin call \n");return 0;
}
int onRespHeaderComplete(http_parser* pParser)
{// 报文头解析完成// HTTP报文头是以两个 \r\n 结尾， 如果解析不到两个 \r\n, 说明http报文格式有问题或者报文不完整，这个回调不会被调用printf("onRespHeaderComplete call \n");return 0;
}
int onRespMessageComplete(http_parser* pParser)
{// 全部解析完成printf("onRespMessageComplete call \n");return 0;
}int onRespStatus(http_parser* pParser, const char *at, size_t length)
{// 解析响应状态码strRespStatus.assign(at, length);return 0;
}
int onRespHeaderField(http_parser* pParser, const char *at, size_t length)
{// 解析响应头keystrRespFieldKey.assign(at, length);return 0;
}
int onRespHeaderValue(http_parser* pParser, const char *at, size_t length)
{// 解析响应头valuestd::string strValue(at, length);mapRespHeadField.insert(std::make_pair(strRespFieldKey, strValue));return 0;
}
int onRespBody(http_parser* pParser, const char *at, size_t length)
{// 解析请求或响应体strRespBody.append(at, length);return 0;
}

打印结果
在这里插入图片描述

五、总结

Http模块的基本封装其实就是对固定格式的文本内容进行封装，没有什么高深的知识。
只要把看似复杂的专业术语翻译成白话文，再看源码一定会很轻松。
Http模块基础知识篇，思来想去也就这些东西了。

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