Http服务器实现文件上传与下载(三)(1)

Http服务器实现文件上传与下载(三)(1)

一、引言

在前2章的内容基本上已经讲解了整个的大致流程。在设计Http服务器时，我设计为四层的结构，最底层是网络传输层，就是socket编程。接着一层是请求和响应层，叫做Request和Response。在上一层是URL解析流程走向层。最顶层我设计为索引层。这一层主要多文件时对文件进行内存上的索引，加快文件的查找。或者可能是其他内容。在这一次中也包括了一些浏览器显示的页面内容。这些都是可以读者自行添加。

在写这一章节时，我不知道该是从上往下讲解，还是从下往上讲解能让读者更加清楚我的设计。在思考中.....，最终选择从底层的socket层开始讲解。如果大家对此还有什么疑问可以查看前两章的内容。

二、socket编程

在开始封装的时候，大家可以看看《Unix网路编程》这本书，主要的内容还是在上面，主要的代码和这本书上的大致一致。在这里我在梳理一下。我不会讲解所有的API，客户端上的API我就不讲解了，我只是说一下服务器用到的API。

在开始讲解时，我需要说2种套接字。只要是为后面的内容做一下解释。当我们开始socket编程时，需要创建一个套接字和远程端进行连接的。在这句话中就包含了2种套接字。一种是监听套接字，一种是连接套接字。比如说监听套接字就是我们宿舍楼下的大爷，而连接套接字就是我们。当有一个连接叫做快递员到达楼下时，被宿舍楼下大爷发现了，其实就是监听套接字发现有连接进来了。然后大爷告诉我们，你的快递来了，然后我们下楼向快递员签字拿快递，这就是建立了连接。

从上面得知我们需要一个监听套接字，也就是宿舍大爷。创建如下：

int socket(int family,int type,int protocal);

发现没有，返回值就是套接字，其实就是一个整数，或者称为文件描述符。因为在linux下所有的设备都是文件，所以可以用一个唯一的整数代表某个含义。该返回-1时代表创建套接字失败。一般我们TCP编程参数填写会是listenfd= socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);创建的是流套接字，具体内容可以看上面提到的书籍。

接下来我们需要绑定套接字，为什么?因为我们向系统申请了一个套接字(宿舍大爷)后，可是他还没有工作地点呢，我们需要为他安排工作地点。工作地点也就是端口，要表示一个唯一的工作地点，计算机需要IP和端口同时制定才能确定唯一。

int bind(int sockfd,const struct sockaddr*myaddr,socklen_t addrlen);

若成功返回0，否则返回-1。第一个参数代表着刚才创建的套接字listenfd。struct sockaddr是一个通用套接字结构，其实我们传输的确实struct sockaddr_in{}这样的结构，需要进行强制转换，原因是这些API都比较老了，历史原因造成的，主要是之前没有void*这个类型。socklen_t就是一个无符号的整数类型。调用方式一般为

bind(listenfd,(struct sockaddr*)&serveraddr,sizeof(serveraddr));

这个serveraddr的填充如下：

bzero(&serveraddr,sizeof(serveraddr));

serveraddr.sin_family=AF_INET;

serveraddr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);

serveraddr.sin_port=htons(PORT);

而serveraddr的类型确实struct sockaddr_in;

现在也为宿舍大爷安排了工作地点了，接下来无非就是让大爷工作了，不然申请过来干什么...

int listen(int sockfd,int backlog);

若成功返回0失败为-1.第一个套接字还是刚才的监听套接字，backlog这个参数主要涉及到未完成连接队列和已完成连接队列的问题。现在理解为最大的连接数即可，具体看上面的书本。

最后一个就是当大爷发现了快递员，并确定他的身份后，叫我们下来，这是就是下面的api

int accept(int sockfd,struct sockaddr*chliaddr,socklent_t *addrlen);

成功的话返回连接套接字 ,就是我们自己，否则返回-1。在这三个参数中第一个还是这个监听套接字listenfd,第二个和第三个可以获取连接者的身份。来着的IP和端口。

一般如果不用设为NULL。例子如下:

clientlen = sizeof(struct sockaddr_in);

int fd = accept(listenfd,(struct sockaddr *)&clientaddr,&clientlen);

当不为clientlen填写一个默认值的话，程序会报错的，尽管这个参数叫做获取长度，但是我们要是需要先设置大小。

接下来的就是我们与快递员通讯了。我们接受快递员递给我的快递，这个行为就是read。就是把内容写入打自己的存储空间。

ssize_t read(int sockfd,void*buf,size_t nbyte);

读取成功返回实际读取的字节数，如果返回0表示已经输送完毕，小于0表示输入错误，buf就是自己存放接受到的内容，nbyte表示这个空间的大小。这里记住sockfd现在填写的是连接套接字，是我们自己，而不是老大爷了。

ssize_t write(int sockfd,const void* buf,size_t nbytes);

该函数把buf中nbytes字节内容写入sockfd套接字，发送给对方。成功返回实际写了多少字节，失败返回-1。

到这里已经讲完需要用到的API，但是最后两个read和write有点特殊，因为在一些linux系统中，当系统发生中断时，可能会停止read或者write。这是我们需要重新调用该函数。为了能正确的获取数据，需要填写一些代码，仅仅的调用这2个函数是不够的。

下面就是这个套接字的代码段。把套接字封装在一个命名空间为TCP的Socket类中。

头文件(include/socket.h)

1 /*
2 * tcp.h
3 *
4 */
5
6 #ifndef SOCKET_H_
7 #define SOCKET_H_
8 #include
9 #include
10 #include
11 #include
12 #include
13 #include 
14 //#include 
15 namespace TCP{
16 class Socket {
17 public:
18 Socket();
19 ~Socket();
20 int server_socket();
21 int server_listen();
22 int server_accept();
23 int server_bind();
24 void server_init();
25 void getClient(sockaddr_in* caddr);
26 int server_read(int fd,char*recvBuf,ssize_t maxlen);
27 int server_write(int fd,char*sendBuf,ssize_t maxlen);
28 void server_close(int confd) ;
29 private:
30 int __readline(int fd,char*recvBuf,ssize_t maxlen) ;
31 int __writen(int fd,char*sendBuf,ssize_t maxlen) ;
32 int listenfd;
33 int confd;
34 struct sockaddr_in serveraddr;
35 socklen_t serverlen;
36 static const int PORT=80;
37 };
38 }
39 #endif /* SOCKET_H_ */

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