NoobWebServer

此项目是自己实现的静态资源服务器，支持HEAD、GET请求，支持长连接，实现了异步日志。

使用

$ ./WebServer [-n threads-number] [-p port] [-t keep-alive-timeout] [-l log_file_path] [-s serve-path]

特性

• 采用多线程+事件循环（epoll）的设计。
• 采用优先队列实现定时器，及时关闭超时连接。
• 实现了简单的异步日志。
• 实现了基于有限状态机的http parser。
• 支持长连接。
• 支持chunked encoding request。

设计

并发模型

程序可分为主线程和n个子线程； 主线程循环accept新连接，然后异步唤醒子线程，把连接以轮询的方式分发给子线程； 每个子线程运行一个事件循环（epoll），负责解析request、构造response、以及维护定时器移除超时的连接。

异步日志

基本的思路是，调用log实际上是向缓冲区写数据，由后台线程负责把缓冲区中的数据写入日志文件。当写满缓冲区或者超过一定时间未有数据写入时，后台线程就把缓冲区的数据flush到日志文件中。

具体来说，采用多缓冲区设计，多个缓冲区形成一个循环链表。在此循环链表中，用两个指针确定一个队列，队列中的缓冲区是待flush的缓冲区。调用log，就向队尾指针后面的那个缓冲区写数据。当写满缓冲区时，就移动队尾指针，把此缓冲区添加到队列中，然后通过条件变量唤醒后台线程。后台线程等待条件变量，当线程醒来后，判断是否因timeout醒来（检查队列是否为空）。如果因timeout醒来，就把队尾后的缓冲区添加到队列中。然后，依次把队列中的所有缓冲区的数据flush到文件中，直到队列为空。

临界区是队尾指针和队尾后面的缓冲区，因此只要不发生timeout，log的调用和后台线程的写入是没有竞争的。

http parser

http parser采用有限自动机解析request，支持长连接，支持chunked encoding。

查阅RFC2616确定了Request的Augmented BNF定义，但是出于实现的考虑，稍微化简、更改了部分定义。实际采用的定义如下：

Request        = Request-Line             
                 *(message-header CRLF) 
                 CRLF
                 [ message-body ]

Request-Line   = Method SP 
                 Request-URI SP 
                 HTTP-Version CRLF

Method         = tocken

Request-URI    = *( "!" | "*" | "'" | "(" | ")" | ";" |
                    ":" | "@" | "&" | "=" | "+" | "$" |
                    "," | "/" | "?" | "#" | "[" | "]" |
                    "-" | "_" | "." | "~" | "%" | ALPHA | DIGIT )

HTTP-Version   = "HTTP" "/" 1*DIGIT "." 1*DIGIT

message-header = tocken ":" *( *<any OCTET except CTLs> | LWS )           
    
message-body   = entity-body | Chunked-Body

entity-body    = *OCTET

Chunked-Body   = *chunk
                 last-chunk
                 trailer
                 CRLF

chunk          = chunk-size [ chunk-extension ] CRLF
                 chunk-data CRLF    
                                  
chunk-size     = 1*HEX

chunk-extension = *(";" *<tocken char or "=" >)

chunk-data     = chunk-size(OCTET)               

last-chunk     = 1*("0") [ chunk-extension ] CRLF

trailer        = *(entity-header CRLF)

entity-header  = message-header


OCTET          = <any 8-bit sequence of data>
CHAR           = <any US-ASCII character (octets 0 - 127)>
UPALPHA        = <any US-ASCII uppercase letter "A".."Z">
LOALPHA        = <any US-ASCII lowercase letter "a".."z">
ALPHA          = UPALPHA | LOALPHA
DIGIT          = <any US-ASCII digit "0".."9">
CTL            = <any US-ASCII control character(octets 0 - 31) and DEL (127)>
CR             = <US-ASCII CR, carriage return (13)>
LF             = <US-ASCII LF, linefeed (10)>
SP             = <US-ASCII SP, space (32)>
HT             = <US-ASCII HT, horizontal-tab (9)>
LWS            = [CRLF] 1*( SP | HT )
HEX            = "A" | "B" | "C" | "D" | "E" | "F"
                     | "a" | "b" | "c" | "d" | "e" | "f" | DIGIT
token          = 1*<any CHAR except CTLs or separators>
separators     = "(" | ")" | "<" | ">" | "@"
                     | "," | ";" | ":" | "\" | <">
                     | "/" | "[" | "]" | "?" | "="
                     | "{" | "}" | SP | HT

测试结果

使用webbench简单地测了一下，结果如图。