Web-Server ---- HTTP 服务器

A simple and fast HTTP server implemented using C++17 and Boost.Asio.

从零开始实现一个基于 C++17 和 Boost.Asio 并且简单快速的HTTP服务器。

大致框架：

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HTTP 服务器 v1.0 改动说明

v1.0 压力测试及部署到云 2020年11月29日

1. 使用apache bench进行压力测试，实测在Intel 4.5GHz CPU单线程下每秒可处理1325个请求。
2. 将服务器部署到阿里云（带宽仅为1Mbps，所以图片加载有点慢……）。
3. 写了一个简单的个人空间网站放在了服务器上。

压力测试以及部署

做一些简单的压力测试，使用apache自带的压力测试工具apache bench即可，简称ab。

基本概念

先了解一些压力测试的基本概念

1. 吞吐率（Requests per second）
   概念：服务器并发处理能力的量化描述，单位是reqs/s，指的是某个并发用户数下单位时间内处理的请求数。某个并发用户数下单位时间内能处理的最大请求数，称之为最大吞吐率。 计算公式：总请求数 / 处理完成这些请求数所花费的时间，即 Request per second = Complete requests / Time taken for tests

2. 服务器平均请求等待时间（Time per request: across all concurrent requests）
   计算公式：处理完成所有请求数所花费的时间 / 总请求数，即 Time taken for / testsComplete requests
   它是吞吐率的倒数。 同时，它也=用户平均请求等待时间/并发用户数，即 Time per request / Concurrency Level

3. 并发连接数（The number of concurrent connections）
   某个时刻服务器所接受的请求数目。

4. 并发用户数（The number of concurrent users，Concurrency Level）
   一个用户可能同时会产生多个会话，也即连接数。

5. 用户平均请求等待时间（Time per request）
   即处理完成所有请求数所花费的时间/ （总请求数 / 并发用户数）
   Time per request = Time taken for tests /（ Complete requests / Concurrency Level）

ab参数说明

命令为格式：ab [options] [http://]hostname[:port]/path

参数比较多，详细可以看官方文档

比较常用的参数如下：

• -n requests Number of requests to perform
  在测试会话中所执行的请求个数（本次测试总共要访问页面的次数）。默认时，仅执行一个请求。

• -c concurrency
  Number of multiple requests to perform at a time. Default is one request at a time.

• -C cookie-name=value
  Add a Cookie: line to the request. The argument is typically in the form of a name=value pair. This field is repeatable.

• -s timeout
  Maximum number of seconds to wait before the socket times out. Default is 30 seconds. Available in 2.4.4 and later.

一般情况下，使用-n和-c就可以了。

测试结果

在实验室的服务器上进行测试（Intel Xeon W系列，8C / 16T，3.9~4.5GHz ）

只开单线程，请求数为5万，并发度为500，结果如下：

可以看到，单线程下做到了每秒处理1325个请求，还是相当不错的。

部署到阿里云

开一个学生套餐10￥一月即可。

通过ssh登录阿里云虚拟主机以后，我们还需要做以下工作。

GCC的升级

在某些应用场景中，需要特定的gcc版本支持，但又不想编译gcc，可以使用红帽提供的开发工具包来管理gcc版本，这样做的好处是随时切换版本，并且可以并存多个版本，不破坏原有gcc环境。

红帽官方Developer Toolset文档地址

先安装devtoolset包,然后安装对应版本的devtoolset

yum install centos-release-scl
yum install devtoolset-4

其中devtoolset-4表示的是gcc5.x.x版本

其他版本对应如下：

devtoolset-3对应gcc4.x.x版本
devtoolset-4对应gcc5.x.x版本
devtoolset-6对应gcc6.x.x版本
devtoolset-7对应gcc7.x.x版本

激活gcc版本，使其生效

scl enable devtoolset-4 bash

or

source /opt/rh/devtoolset-4/enable

值得注意的是这仅仅在当前bash生效，如果需要永久生效，修改.bashrc 即可。

安装boost

tar -xzvf boost_1_74_0.tar.gz
cd boost_1_74_0
./bootstrap.sh --prefix=/usr/local
./b2 install --with=all

编译websever

g++ main.cpp httpserver.cpp -o http -lboost_system -lboost_thread -lpthread -lboost_filesystem

Linux中error while loading shared libraries错误解决办法

默认情况下，编译器只会使用/lib和/usr/lib这两个目录下的库文件，通常通过源码包进行安装时，如果不指定--prefix，会将库安装在/usr/local/lib目录下；当运行程序需要链接动态库时，提示找不到相关的.so库，会报错。也就是说，/usr/local/lib目录不在系统默认的库搜索目录中，需要将目录加进去。

1. 首先打开/etc/ld.so.conf文件

2. 加入动态库文件所在的目录：执行vi /etc/ld.so.conf，在"include ld.so.conf.d/*.conf"下方增加"/usr/local/lib"。

3. 保存后，在命令行终端执行：/sbin/ldconfig -v；其作用是将文件/etc/ld.so.conf列出的路径下的库文件缓存到/etc/ld.so.cache以供使用，因此当安装完一些库文件，或者修改/etc/ld.so.conf增加了库的新搜索路径，需要运行一下ldconfig，使所有的库文件都被缓存到文件/etc/ld.so.cache中，如果没做，可能会找不到刚安装的库。

　　经过以上三个步骤，"error while loading shared libraries"的问题通常情况下就可以解决了。

　　如果运行应用程序时，还是提示以上错误，那就得确认一下是不是当前用户在库目录下是不是没有可读的权限。像我遇到的问题就是，从别的机子拷贝了一些.so动态库，然后用root权限放到了/usr/local/lib中（普通用户没有对该目录的写权限），然后切换用户运行程序时，始终提示找不到.so库，一直以为是我配置有问题，结果是因为权限原因，那些我用root权限增加到/usr/local/lib中的.so文件对于普通用户而言，是没有访问权限的，所以以普通用户运行程序，当需要链接.so库时，在/usr/local/lib中是查找不到的。

　　其实，对于由普通用户自己编译生成的.so库文件，比较好的做法是将这些.so库文件的路径用export指令加入到~/.bash_profile中的LD_LIBRARY_PATH变量中,LD_LIBRARY_PATH是程序运行需要链接.so库时会去查找的一个目录，~/.bash_profile是登陆或打开shell时会读取的文件，这样，每次用户登录时，都会把这些.so库文件的路径写入LD_LIBRARY_PATH，这样就可以正常地使用这些.so库文件了。

运行

编译好后，添加对应的动态库位置，即可运行。

但是对于阿里云ECS，并不是所有端口都可以使用，需要在阿里云管理后台配置安全组规则。

可以看到，阿里默认开放的端口号是3389，我们将服务器的conf.json文件中端口号的参数同样修改为3389即可。

如果想要用其他的端口，修改阿里云管理后台配置安全组规则就行。

比如我们将8080端口加入到规则中，除此之外，可能要需要修改一下防火墙配置

在centos 7 中 防火墙iptables已经由firewalld来管理，所以需要将8080端口添加到防火墙开放端口

firewall-cmd --zone=public --add-port=8080/tcp --permanent

添加完端口之后，需要重启下防火墙

systemctl restart firewalld.service

查看端口是否添加到防火墙开放端口

firewall-cmd --query-port=8080/tcp

最后，我们就可以使用配置好的端口在任意地方访问网站了。

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HTTP 服务器 v0.5 改动说明

v0.5 功能更新 2020年9月29日

详情点击这里

1. 超时设置，建立的连接如果一段时间没新动作，则将该连接销毁。
2. debug信息输出，利用VS中定义的 _DEBUG 宏，在DEBUG模式下会自动输出一些连接信息
3. no dealy 选项，在默认的情况下,Nagle算法是默认开启的，比较适用于发送方发送大批量的小数据，这样可以降低包的传输个数。但是不适用于需要实时的单项的发送数据并及时获取响应的时候，需要将其关掉。

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HTTP 服务器 v0.4 改动说明

详情点击这里

在上一个版本中v0.3中，我们使用HTTP连接的类HttpServer，处理具体的HTTP请求和响应的类为HttpConnection，实现了一个简单的HTTP服务器。

但是功能还不是很完善，只能处理简单的请求和返回简单的文本，在这篇文章中，继续把缺少的补齐。

主要有：

1. 程序启动的时候从配置文件中读取相应的参数，用到boost/property_tree中的ptree和json_parser这两个头文件。

2. 使用多线程来运行io_.run();

3. 可以处理GET,POST等多种请求（使用了unordered_map<string, function<void(ostream&, const Request&, const smatch&)>>的数据结构）。

4. 增加了对文件的请求（v0.3版本中只能返回字符串，不能返回文件）

5. 增加了出错处理和提示，比如404等错误。

6. 支持HTTP1.1或者以上的版本，使用持久连接，在发送完毕收据后不立即销毁socket，而是等待其他数据请求。

7. 将头文件和源文件分开，结构更清晰，并且较前一版大量使用lambda表达式来替代bind对象作为回调函数，更直观。

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HTTP 服务器 v0.3 简单的HTTP服务器实现

第一个可用版本，详情点击这里

1. 实现了HttpServer类，用于管理HTTP连接
2. 实现了HttpConnection类，用于处理具体的HTTP请求和响应。
3. 使用异步IO方式，全程使用智能指针管理该对象。

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HTTP 服务器 v0.2 Sockets 编程初步

用一个使用asio开发的简单daytime客户端和服务器程序来让我们快速了解Sockets编程的相关知识和Asio中相关库的使用。详情点击这里

1. 介绍了什么是daytime服务，如何启动等等
2. 用Asio编写一个synchronous 的 TCP daytime 客户端，并测试
3. 用Asio编写一个synchronous 的 TCP daytime 服务器，并测试
4. 用Asio编写一个asynchronous 的 TCP daytime 客户端，并测试
5. 用Asio编写一个asynchronous 的 TCP daytime 服务器，并测试
6. 使用UDP实现上面的内容。
7. 总结Asio中常用的类于方法。

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HTTP 服务器 v0.1 Asio 快速入门

自己总结的Asio快速入门教程，详情点击这里

主要有：

1. 环境准备
2. Boost.Asio 的安装、配置
3. 简单的同步、异步语句
4. 回调函数，bind等详细说明
5. 多线程程序中同步处理程序（strand）
6. Asio中用到的类介绍

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