简单HTTP服务器

一服务一线程模型，实现静态文件映射+动态CGI程序执行。

构建及运行

使用g++构建即可，具体命令为g++ -Wall -o build/main.out main.cpp main_app.cpp -Wl,--whole-archive -lpthread -Wl,--no-whole-archive。

执行项目根目录的go.sh能够一键构建及(无参数)运行。也可以进入到build文件夹中运行生成的程序。

功能

服务器提供了两种功能:

1. 静态文件映射 - 自动响应指定目录下的文件
2. 动态Python脚本 - 执行指定的Python脚本并将其输出(字符串)发送给客户端

以无参数形式启动程序后，所在目录的文件会被自动映射(即可以通过浏览器访问)。-h选项会展示所有可选的参数，或者编辑halox.conf文件。程序启动后会自动创建(如果没有)halox.conf并从中读取配置信息。halox.conf的格式为:

address=0.0.0.0
port=5656
connection_timeout=10
# default to stderr
log_file=cerr
# end with slash '/'
static_directory_map=[
    /static/=./static/
]
# not end with slash '/'
cgi_file_map=[
    /take=./take.py
    /fd=./find.py
    /tel=./tell.py
]
error_file_map=[
    404=error.html
]

目标

• 配置目录映射
• 配置自定义错误页面
• 使用Python脚本编写RestCGI程序
  • 映射指定Python模块的url

设计记录

1. 处理连接流程

   开始 -- 读取请求首部 -- 解析请求方法、路径与参数 --GET-- 确定路径类型 --文件-- 响应文件 -- 结束
                                                |                   |
                                                |                   --CGI--- 启动CGI程序 -- 读取输出字符串 -- 封装响应内容 -- 结束
                                                |                   |
                                                |                   --其它--  响应404 -- 结束
                                                |
                                                --POST-- 确定路径类型 --文件-- 响应405不运行 -- 结束
                                                                    |
                                                                     --CGI--- 读取请求体 -- 启动CGI程序 -- 读取输出字符串 -- 封装相应内容 -- 结束
                                                                    |
                                                                     --其它-- 响应404 -- 结束

2. 文件、CGI程序映射

   1. 需求

      1. 静态文件: url路径(../abc/) => 绝对路径(目录)
      2. cgi程序: url路径(.../abc) => 绝对路径(py文件)
         1. 通过环境变量传参数
         2. 通过标准输出获取response
         3. exit-code不为0代表错误
         4. 不区分错误类型

   2. CGI执行流程 - 已知待执行程序为 A.py, 参数为 paras

      1. 检查文件是否存在
      2. 阻塞SIGCHLD信号
      3. 创建管道pipe
      4. fork
         1. 将paras放入环境变量env
         2. dup标准输出stdou到pipe
         3. 执行A.py
      5. 等待pipe数据(子进程结束后pipe输出什么？)
      6. 取消阻塞信号
      7. 查询进程退出状态
      8. 封装数据，响应客户端
      

3. 命令行参数+配置文件
   1. 需求
      1. 命令行参数(优先):

         -a address(a.b.c.d)
         -p port(int)
         -d debug(true/false)
         -l loglevel(info/verbose)
         -o outputfile(string)
         

      2. 配置文件(不考虑debug, log_level，只在命令行中指定):

         port=int
         address=a.b.c.d
         timeout_sec_conn=float
         path_logger=path
         list_url2path_static=[
            A=B
            ...
         ]
         list_url2file_cgi=[
            A=B
            ...
         ]
         map_code2file_error=[
            404=B
            500=C
            ...
         ]
         

   2. 实现方式
      1. 命令行参数: GNU getopt + c++ regex
      2. 配置文件格式: 单行文本A=B，数组使用A=[B,C]，键值对使用{A=B,C=D}; 按照ASCII字符串撸代码解析

Bug记录

• wget结束后程序终止，套接字上的read操作返回0

  对于SOCK_STREAM，非阻塞IO下返回0意味着套接字对端关闭

• addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY造成bind出错

  应当为addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY)

• 使用--static编译程序并调用thread.detach()方法时，运行抛出错误

  g++ ... -Wl,--whole-archive -lpthread -Wl,--no-whole-archive 将整个libpthread.a都链接到程序中即可

待办Todo

近期需要处理的任务

• 配置信息的重新设计 - cgi程序目录 + 静态文件映射（多个） √
• cgi管理程序 - 封装输出、响应客户端请求 √
• 错误文件映射 √
• 实现持久性连接，timeout，暂不考虑请求首部的keep-alive与timeout √

  只需在发送一个请求后不关闭socket即可，客户端会pipeline请求

• 简单计时: 超时timeout值 √

  每个连接都在线程内，不断地从连接读取输入并判断是否超时即可
  需要设置连接为非阻塞的

• 删除不必要日志输出 √
• 程序生命周期管理 - 处理Ctrl+C(SIGINT)信号，结束子进程、线程并退出 √
• 日志管理器，确保日志输出不冲突 √
  • 使用单独一个线程管理日志输出
• 命令行参数 √
• 从文件读取配置信息 √
• 解析请求头的首部
  • 使用客户端指定的timeout值
  • 传输编码encoding
• 解析GET参数
  • 确定url中的查询参数query string是否需要解析 - 目前不要
• 解析POST参数
• 测试
• 文件encode类型 gzip deflate 如何使用