HTTP高效解析方法之协议状态机

柔光的暖阳◎ 2022-11-30 12:53 155阅读 0赞

# 协议状态机 #

## 协议状态机原理 ##

平时我们解析单个的URL的时候，都是一个线程从头解析到尾，一个线程完成了所有的事情，  
协议状态机就是把这一件事情分成很多份，分发给更多的线程去解决，这样当并发量很大的时候就能很好快速的处理，完美解决了高并发的问题。

协议状态机的每一步都存在输出和跳转，下面我们以一个正确的解析方式来分析一下协议状态机

判断方法:判断HTTP协议的第一个字母是G P  
每个状态机都有一个跳转条件和输出结果  
确定方法； 确定当前状态，根据状态的类型，跳转到不同方法的处理状态  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NTMwOTkxNg_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]

每一步处理完之后，我们都会得到一个状态，正确或错误或其他，我们就跳转到对应的步骤。

我们分成多个线程来处理，当数据量特别大的时候，做并发性的处理非常适合，特别是当流水线在满载运行的时候，效率是非常高的。

相当于是面积换速度的一种方法。

## 协议状态机的处理机制 ##

### 1.定义一个协议状态集合 ###

状态结构体：包含了所有状态，随着设计慢慢补充

enum state
      {  
        s_dead = 1 /* important that this is > 0 */
      , s_start_req_or_res
      , s_res_or_resp_H
      , s_start_res
      , s_res_H
      , s_res_HT
      , s_res_HTT
      , s_res_HTTP
      , s_res_http_major
      , s_res_http_dot
      , s_res_http_minor
      , s_res_http_end
      , s_res_first_status_code
      , s_res_status_code
      , s_res_status_start
      , s_res_status
      , s_res_line_almost_done
      , s_start_req
      , s_req_method
      , s_req_spaces_before_url
      , s_req_schema
      , s_req_schema_slash
      , s_req_schema_slash_slash
      , s_req_server_start
      , s_req_server
      , s_req_server_with_at
      , s_req_path
      , s_req_query_string_start
      , s_req_query_string
      , s_req_fragment_start
      , s_req_fragment
      , s_req_http_start
      , s_req_http_H
      , s_req_http_HT
      , s_req_http_HTT
      , s_req_http_HTTP
      , s_req_http_major
      , s_req_http_dot
      , s_req_http_minor
      , s_req_http_end
      , s_req_line_almost_done
      , s_header_field_start
      , s_header_field
      , s_header_value_discard_ws
      , s_header_value_discard_ws_almost_done
      , s_header_value_discard_lws
      , s_header_value_start
      , s_header_value
      , s_header_value_lws
      , s_header_almost_done
      , s_chunk_size_start
      , s_chunk_size
      , s_chunk_parameters
      , s_chunk_size_almost_done
      , s_headers_almost_done
      , s_headers_done
      , s_chunk_data
      , s_chunk_data_almost_done
      , s_chunk_data_done
      , s_body_identity
      , s_body_identity_eof
      , s_message_done
      };

## 2. 输出结构体 ##

struct http_parser { 
      /** PRIVATE **/
      unsigned int type : 2;         /* enum http_parser_type */
      unsigned int flags : 8;        /* F_* values from 'flags' enum; semi-public */
      unsigned int state : 7;        /* enum state from http_parser.c */
      unsigned int header_state : 7; /* enum header_state from http_parser.c */
      unsigned int index : 7;        /* index into current matcher */
      unsigned int lenient_http_headers : 1;
      uint32_t nread;          /* # bytes read in various scenarios */
      uint64_t content_length; /* # bytes in body (0 if no Content-Length header) */
      /** READ-ONLY **/
      unsigned short http_major;
      unsigned short http_minor;
      unsigned int status_code : 16; /* responses only */
      unsigned int method : 8;       /* requests only */
      unsigned int http_errno : 7;
      /* 1 = Upgrade header was present and the parser has exited because of that. * 0 = No upgrade header present. * Should be checked when http_parser_execute() returns in addition to * error checking. */
      unsigned int upgrade : 1;
      /** PUBLIC **/
      void *data; /* A pointer to get hook to the "connection" or "socket" object */
    };

## 3.状态图（跳转逻辑） ##

#define CURRENT_STATE() p_state
    #define UPDATE_STATE(V) p_state = (enum state) (V);
      switch (CURRENT_STATE()) {    //不同的状态干不同的事
      s_header_almost_done :
      	  parser->flags = 0;
          parser->content_length = ULLONG_MAX;
          UPDATE_STATE(s_start_req);  //跳转
          break； 
      s_header_value_lws : 
      }

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NTMwOTkxNg_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]: /images/20221123/19b4dbbd93434180b2887554c2304f68.png