从零开始学写HTTP服务器（七）muduo+tinyhttpd

桃扇骨 2022-07-13 07:21 196阅读 0赞

# （一）前言 #

对muduo内嵌的HttpServer进行了稍微的改进，融入了TinyHttpd中对CGI部分内容。

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# （二）代码 #

代码上传到了我的github仓库[https://github.com/NearXdu/MyHttpd.git][https_github.com_NearXdu_MyHttpd.git]欢迎交流学习。  
支持GET、POST、CGI。

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# （三）CGI #

简单的理解：如果客户请求的是静态数据，则web server直接将数据响应给客户端，如果是动态数据，那么将这个动态页面的请求交个CGI程序处理，不过web server需要配置一些环境变量来告诉CGI程序Method、URL等内容。具体一点的解释：

参考：[https://segmentfault.com/q/1010000000256516][https_segmentfault.com_q_1010000000256516]

首先，CGI是干嘛的？CGI是为了保证web server传递过来的数据是标准格式的，方便CGI程序的编写者。

> web server（比如说nginx）只是内容的分发者。比如，如果请求/index.html，那么web server会去文件系统中找到这个文件，发送给浏览器，这里分发的是静态数据。好了，如果现在请求的是/index.php，根据配置文件，nginx知道这个不是静态文件，需要去找PHP解析器来处理，那么他会把这个请求简单处理后交给PHP解析器。Nginx会传哪些数据给PHP解析器呢？url要有吧，查询字符串也得有吧，POST数据也要有，HTTP header不能少吧，好的，CGI就是规定要传哪些数据、以什么样的格式传递给后方处理这个请求的协议。仔细想想，你在PHP代码中使用的用户从哪里来的。
> 
> 当web server收到/index.php这个请求后，会启动对应的CGI程序，这里就是PHP的解析器。接下来PHP解析器会解析php.ini文件，初始化执行环境，然后处理请求，再以规定CGI规定的格式返回处理后的结果，退出进程。web server再把结果返回给浏览器。

好了，CGI是个协议，跟进程什么的没关系。那fastcgi又是什么呢？Fastcgi是用来提高CGI程序性能的。

> 提高性能，那么CGI程序的性能问题在哪呢？”PHP解析器会解析php.ini文件，初始化执行环境”，就是这里了。标准的CGI对每个请求都会执行这些步骤（不闲累啊！启动进程很累的说！），所以处理每个时间的时间会比较长。这明显不合理嘛！那么Fastcgi是怎么做的呢？首先，Fastcgi会先启一个master，解析配置文件，初始化执行环境，然后再启动多个worker。当请求过来时，master会传递给一个worker，然后立即可以接受下一个请求。这样就避免了重复的劳动，效率自然是高。而且当worker不够用时，master可以根据配置预先启动几个worker等着；当然空闲worker太多时，也会停掉一些，这样就提高了性能，也节约了资源。这就是fastcgi的对进程的管理。

那PHP-FPM又是什么呢？是一个实现了Fastcgi的程序，被PHP官方收了。

> 大家都知道，PHP的解释器是php-cgi。php-cgi只是个CGI程序，他自己本身只能解析请求，返回结果，不会进程管理（皇上，臣妾真的做不到啊！）所以就出现了一些能够调度php-cgi进程的程序，比如说由lighthttpd分离出来的spawn-fcgi。好了PHP-FPM也是这么个东东，在长时间的发展后，逐渐得到了大家的认可（要知道，前几年大家可是抱怨PHP-FPM稳定性太差的），也越来越流行。

好了，最后来回来你的问题。 网上有的说，fastcgi是一个协议，php-fpm实现了这个协议

> 对。

有的说，php-fpm是fastcgi进程的管理器，用来管理fastcgi进程的

> 对。php-fpm的管理对象是php-cgi。但不能说php-fpm是fastcgi进程的管理器，因为前面说了fastcgi是个协议，似乎没有这么个进程存在，就算存在php-fpm也管理不了他（至少目前是）。 有的说，php-fpm是php内核的一个补丁
> 
> 以前是对的。因为最开始的时候php-fpm没有包含在PHP内核里面，要使用这个功能，需要找到与源码版本相同的php-fpm对内核打补丁，然后再编译。后来PHP内核集成了PHP-FPM之后就方便多了，使用–enalbe-fpm这个编译参数即可。

有的说，修改了php.ini配置文件后，没办法平滑重启，所以就诞生了php-fpm

> 是的，修改php.ini之后，php-cgi进程的确是没办法平滑重启的。php-fpm对此的处理机制是新的worker用新的配置，已经存在的worker处理完手上的活就可以歇着了，通过这种机制来平滑过度。

还有的说PHP-CGI是PHP自带的FastCGI管理器，那这样的话干吗又弄个php-fpm出

> 不对。php-cgi只是解释PHP脚本的程序而已。

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# （四）TinyHttpd实现CGI #

只有500行代码的Http服务器，支持CGI，GET、POST。  
CGI脚本有perl编写。  
源码下载地址：[https://sourceforge.net/projects/tinyhttpd/][https_sourceforge.net_projects_tinyhttpd]

主要看TinyHttpd中实现CGI。

void execute_cgi(int client, const char *path,
                     const char *method, const char *query_string)
    {
    //...
    //...
    
    //发送响应头
     sprintf(buf, "HTTP/1.0 200 OK\r\n");
     send(client, buf, strlen(buf), 0);
    
    //创建用于父子进程通信的管道
    //需要两个管道，因为管道不是全双工的
     if (pipe(cgi_output) < 0) {
      cannot_execute(client);
      return;
     }
     if (pipe(cgi_input) < 0) {
      cannot_execute(client);
      return;
     }
    
    //创建子进程执行CGI脚本
     if ( (pid = fork()) < 0 ) {
      cannot_execute(client);
      return;
     }
     if (pid == 0)  /* child: CGI script */
     {
      char meth_env[255];
      char query_env[255];
      char length_env[255];
    
    //dup用法见下
      dup2(cgi_output[1], 1);
      dup2(cgi_input[0], 0);
      close(cgi_output[0]);
      close(cgi_input[1]);
      sprintf(meth_env, "REQUEST_METHOD=%s", method);
      putenv(meth_env);//设置环境变量
      if (strcasecmp(method, "GET") == 0) {
       sprintf(query_env, "QUERY_STRING=%s", query_string);
       putenv(query_env);
      }
      else {   /* POST */
       sprintf(length_env, "CONTENT_LENGTH=%d", content_length);
       putenv(length_env);
      }
      execl(path, path, NULL);
      exit(0);
     } else {    /* parent */
    // 父进程从管道读取子进程的结果并发送给客户
      close(cgi_output[1]);
      close(cgi_input[0]);
      if (strcasecmp(method, "POST") == 0)
       for (i = 0; i < content_length; i++) {
        recv(client, &c, 1, 0);
        write(cgi_input[1], &c, 1);
       }
      while (read(cgi_output[0], &c, 1) > 0)
       send(client, &c, 1, 0);
    
      close(cgi_output[0]);
      close(cgi_input[1]);
      waitpid(pid, &status, 0);
     }
    }

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# （五）dup使用 #

参考：[http://tcspecial.iteye.com/blog/2159781][http_tcspecial.iteye.com_blog_2159781]

dup，dup2，dup3是linux下非常重要的函数，用来实现流的重定向，可以很方便实现一些很有趣的效果  
原理：每个进程在内核中有相应的fd记录表，每个fd占用一项。调用dup()后，新产生的newfd与原oldfd  
向同一内核文件表项，操作newfd与操作oldfd效果一样，比较常用的应用就是CGI编程。

详细描述见：[http://www.cnblogs.com/GODYCA/archive/2013/01/05/2846197.html][http_www.cnblogs.com_GODYCA_archive_2013_01_05_2846197.html]  
下面看代码：

int main(int argc,char **argv)
    {
        // 打开文件
        int fd = open("data.dat",O_CREAT|O_RDWR|O_TRUNC,S_IRUSR|S_IWUSR);
        assert(fd>0);
    
        // 通过新fd写文件
        read_write(fd);
    
        // dup实现标准输入重定向到文件 
        print2file(fd);
    
        // dup2实现标准输入重定向到文件
        print2file1(fd);
    
        return 0;
    }
    
    void read_write(int fd)
    {
        // 拷贝fd,返回当前系统最小且没有被使用的fd
        int nfd = dup(fd);
        printf("old:%d new:%d\n",fd,nfd); // 3 4
    
        char buf[1024];
        memset(buf,'\0',1024);
    
        int n;
    
        // 读取控制台输入流，并通过nfd写入文件
        while((n = read(STDIN_FILENO,buf,1024))>0)
        {
            write(nfd,buf,n);
        }
    }
    
    void print2file(int fd)
    {
        close(STDOUT_FILENO);
    
        /**
         * 关闭标准输出流，调用dup()后返回的系统最小可用fd,此时nfd=1。此时任何目标为STDOUT_FILENO的I/O操作，如printf()等数据都会流入fd对应的文件，太神奇了。
         * 如果fd为tcp套接字描述符，则会被发送到与客户端连接的socket上，这就是CGI的实现原理。这就能解释CGI程序中大量的printf()语句
         */
        int nfd = dup(fd);
    
        // 这两条打印语句会被写入data.dat文件中
        printf("old:%d new:%d\n",fd,nfd);
        printf("hello world\n");
    }
    
    void print2file1(int fd)
    {
        /**
         * dup2可以指定拷贝后的newfd,原先的newfd会被关闭
         * dup2(fd,STDOUT_FILENO); 相当于 cose(STDOUT_FILENO); dup(fd); 
         */
        int nfd = dup2(fd,STDOUT_FILENO);
        printf("old:%d new:%d\n",fd,nfd);
        printf("dup2 test\n");
    }

[https_github.com_NearXdu_MyHttpd.git]: https://github.com/NearXdu/MyHttpd.git
[https_segmentfault.com_q_1010000000256516]: https://segmentfault.com/q/1010000000256516
[https_sourceforge.net_projects_tinyhttpd]: https://sourceforge.net/projects/tinyhttpd/
[http_tcspecial.iteye.com_blog_2159781]: http://tcspecial.iteye.com/blog/2159781
[http_www.cnblogs.com_GODYCA_archive_2013_01_05_2846197.html]: http://www.cnblogs.com/GODYCA/archive/2013/01/05/2846197.html