深圳做网站网络公司怎么样,网站建设的目标客户分析,做美食网站的目的和意义,企业管理咨询公司简介一、TCP 状态转换 浏览器访问网址#xff0c;TCP传输全过程 二、TCP协议的通信过程 三、TCP 通信流程 // TCP 通信的流程
// 服务器端 #xff08;被动接受连接的角色#xff09;
1. 创建一个用于监听的套接字- 监听#xff1a;监听有客户端的连接- 套接字#xff1a;这…一、TCP 状态转换 浏览器访问网址TCP传输全过程 二、TCP协议的通信过程 三、TCP 通信流程 // TCP 通信的流程
// 服务器端 被动接受连接的角色
1. 创建一个用于监听的套接字- 监听监听有客户端的连接- 套接字这个套接字其实就是一个文件描述符
2. 将这个监听文件描述符和本地的IP和端口绑定IP和端口就是服务器的地址信息- 客户端连接服务器的时候使用的就是这个IP和端口
3. 设置监听监听的fd开始工作
4. 阻塞等待当有客户端发起连接解除阻塞接受客户端的连接会得到一个和客户端通信的套接字
fd
5. 通信- 接收数据- 发送数据
6. 通信结束断开连接
// 客户端
1. 创建一个用于通信的套接字fd
2. 连接服务器需要指定连接的服务器的 IP 和 端口
3. 连接成功了客户端可以直接和服务器通信- 接收数据- 发送数据
4. 通信结束断开连接
套接字通信的客户端和服务端的实现_呵呵哒(▽)的博客-CSDN博客https://blog.csdn.net/weixin_41987016/article/details/132046488?spm1001.2014.3001.5501
四 、解析HTTP请求报文
4.1 读取数据到缓冲区 bool http_conn::read()
// 循环读取客户数据直到无数据可读或者对方关闭连接
bool http_conn::read() {// printf(一次性读完数据\n);if( m_read_idx READ_BUFFER_SIZE ) {return false;}int bytes_read 0;//读取到的字节while(true) {//开始保存数据// 数组起始位置(0) 已经读的数据位置(100) 下次开始写的位置(101)// 从m_read_buf m_read_idx索引出开始保存数据大小是READ_BUFFER_SIZE - m_read_idxbytes_read recv(m_sockfd, m_read_buf m_read_idx, READ_BUFFER_SIZE - m_read_idx, 0 );if (bytes_read -1) {if( errno EAGAIN || errno EWOULDBLOCK ) {// 没有数据break;}return false; } else if (bytes_read 0) { // 对方关闭连接return false;}m_read_idx bytes_read;//读到数据更新索引}// printf(读到了数据: %s\n,m_read_buf);return true;
} 4.2 有限状态机 逻辑单元内部的一种高效编程方法有限状态机finite state machine。有的应用层协议头部包含数据包类型字段每种类型可以映射为逻辑单元的一种执行状态服务器可以根据它来编写相应的处理逻辑。如下是一种状态独立的有限状态机 STATE_MACHINE( Package _pack )
{PackageType _type _pack.GetType();switch( _type ){case type_A:process_package_A( _pack );break;case type_B:process_package_B( _pack );break;}
} 这是一个简单的有限状态机只不过该状态机的每个状态都是相互独立的即状态之间没有相互转移。状态之间的转移是需要状态机内部驱动如下代码
STATE_MACHINE()
{State cur_State type_A;while( cur_State ! type_C ){Package _pack getNewPackage();switch( cur_State ){case type_A:process_package_state_A( _pack );cur_State type_B;break;case type_B:process_package_state_B( _pack );cur_State type_C;break;}}
} 该状态机包含三种状态type_A、type_B 和 type_C其中 type_A 是状态机的开始状态type_C 是状态机的结束状态。状态机的当前状态记录在 cur_State 变量中。在一趟循环过程中状态机先通过 getNewPackage 方法获得一个新的数据包然后根据 cur_State 变量的值判断如何处理该数据包。数据包处理完之后状态机通过给 cur_State 变量传递目标状态值来实现状态转移。那么当状态机进入下一趟循环时它将执行新的状态对应的逻辑。 4.3 HTTP 请求格式 http get请求报文的格式
请求行\r\n
请求头\r\n
空行(\r\n)提示: 每项信息之间都需要一个\r\n是由http协议规定************************************************
************************************************
http post请求报文的格式
请求行\r\n
请求头\r\n
空行(\r\n)
请求体提示: 请求体就是浏览器发送给服务器的数据在HTTP报文中每一行的数据有\r\n作为结束字符空行则是仅仅是字符\r\n。因此可以通过查找\r\n将报文拆解成单独的行进行解析项目中便是利用了这一点。
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4.4 状态转换图 状态转换图 4.5 主状态机状态和从状态机状态 1 从状态机状态 从状态机逻辑
负责读取buffer中的数据将每行数据末尾的\r\n置为\0\0并更新从状态机在buffer中读取的位置m_checked_idx从此来驱动主状态机解析
① 从状态机从m_read_buf中逐字节读取判断当前字节是否为\r
接下来的字符是\n将\r\n修改成\0\0将m_checked_idx指向下一行的开头则返回LINE_OK然后达到了buffer末尾表示buffer还需要继续接收返回LINE_OPEN否则表示语法错误返回LINE_BAD
② 当前字节不是\r判断是否是\n
【注意】什么时候会是②这种情况
一般是上次读取到\r就到了buffer末尾没有接收完整再次接收时会出现这种情况。
【判断】如果前一个字符是\r则将\r\n修改成\0\0将m_checked_idx指向下一行的开头则返回LINE_OK
③ 当前字节既不是\r也不是\n
表示接受不完整需要继续接收返回LINE_OPEN
/*从状态机用于分析出一行内容返回值为行的读取状态由LINE_OKLINE_BADLINE_OPENm_read_idx:指向缓冲区m_read_buf的数据末尾的下一个字节m_checked_idx:指向从状态机当前正在分析的字节
*/
// 解析一行判断依据\r\n
http_conn::LINE_STATUS http_conn::parse_line() {char temp;for ( ; m_checked_idx m_read_idx; m_checked_idx ) {// temp 为将要分析的字节temp m_read_buf[ m_checked_idx ];// 如果当前是\r字符则有可能会读取到完整行if ( temp \r ) {// 下一个字符达到了buffer结尾则接收不完整需要继续接收if ( ( m_checked_idx 1 ) m_read_idx ) {return LINE_OPEN;} // 下一个字符是\n将\r\n改为\0\0else if ( m_read_buf[ m_checked_idx 1 ] \n ) {m_read_buf[ m_checked_idx ] \0;m_read_buf[ m_checked_idx ] \0;return LINE_OK;}// 如果都不符合则返回语法错误return LINE_BAD;} // 如果当前字符是\n,也有可能读取到完整行// 一般是上次读取到\r就到 buffer 末尾了没有接收完整再次接收时会出现这种情况else if( temp \n ) {// 前一个字符是\r则接收完整if( ( m_checked_idx 1) ( m_read_buf[ m_checked_idx - 1 ] \r ) ) {m_read_buf[ m_checked_idx-1 ] \0;m_read_buf[ m_checked_idx ] \0;return LINE_OK;}return LINE_BAD;}}// 并没有找到\r\n需要继续接收return LINE_OPEN;
}
例如
http get请求报文的格式
请求行\r\n
请求头\r\n
空行(\r\n)提示: 每项信息之间都需要一个\r\n是由http协议规定http get请求报文的格式
请求行\0\0
请求头\0\0
空行(\0\0)
2主从状态机http_conn::process_read()
解析报文整体流程
process_read 通过 while 循环将主状态机进行封装对报文的每一行进行循环处理
http_conn::process_read() 是一个HTTP请求处理函数用于解析HTTP请求报文
① 解析一行数据得到不同状态包括请求行、请求头、请求体
LINE_OKLINE_BADLINE_OPEN
② 根据不同的状态解析请求行、请求头或请求体并进行相应的处理
CHECK_STATE_REQUESTLINE ---- parse_request_line()CHECK_STATE_HEADER ---- parse_headers()CHECK_STATE_CONTENT ---- parse_content() ③ 对于GET请求根据具体的请求信息进行预处理分析目标文件属性并将其映射到内存地址m_file_address处
do_request()
④ 返回处理结果包括成功、失败或请求不完整等状态码
主从状态机模式
主从状态机模式http_conn::process_read()用以应对不同的状态处理。
一个状态机作为主要的控制器而其他状态机则被设计为从状态机主状态机将它们之间的通信和事件处理进行协调主状态机是在系统启动时创建的从状态机可以在系统运行时动态创建、注册或注销
主状态机 process_read() 中进行循环直到解析完整个 HTTP 请求数据 当且仅当解析到请求体时才需要进一步判断是否已经解析完整个 HTTP 请求数据
① 表示若当前正在解析请求体并且从状态机已经成功解析了一行请求数据则需要继续解析下一行请求数据
(m_check_state CHECK_STATE_CONTENT) (line_status LINE_OK)
② 或者从状态机还未成功解析出一行完整的请求数据就需要不断循环调用从状态机、解析请求数据 ((line_status parse_line()) LINE_OK)) (line_status parse_line()) 表示调用从状态机 parse_line() 并将返回值赋给变量 line_status
解析成功line_status LINE_OK否则line_status 为 LINE_OPEN、LINE_BAD等
③ 直到解析完成整个 HTTP 请求数据
// 主状态机解析请求
http_conn::HTTP_CODE http_conn::process_read() {// 定义初始状态LINE_STATUS line_status LINE_OK;HTTP_CODE ret NO_REQUEST;char* text 0;// 解析一行数据得到不同状态// OK表示正常// 主状态机 从状态机 || 解析到一行完整数据或者请求体// 这里主状态机指的是process_read()函数从状态机指的是parse_line()while (((m_check_state CHECK_STATE_CONTENT) (line_status LINE_OK))|| ((line_status parse_line()) LINE_OK)) {// 获取一行数据text get_line();m_start_line m_checked_idx;printf( got 1 http line: %s\n, text );switch ( m_check_state ) {case CHECK_STATE_REQUESTLINE: {// 解析请求行也就是 GET 中的 GET/*通过请求行的解析我们可以判断该HTTP请求的类型GET/POST而请求行中最重要的部分就是URL部分将这部分保存下来用于后面的生成HTTP响应*/ret parse_request_line( text );if ( ret BAD_REQUEST ) {return BAD_REQUEST;}break;// 正常解析就break}case CHECK_STATE_HEADER: {ret parse_headers( text );//解析请求头GET 和 POST 中空行以上请求行以下的部分if ( ret BAD_REQUEST ) {return BAD_REQUEST;} else if ( ret GET_REQUEST ) {//遇到换行符就默认你解析完请求头不管后面还有没有内容return do_request();//解析具体的请求信息}break;}case CHECK_STATE_CONTENT: {/*解析请求数据对于GET来说这部分是空的因为这部分内容已经以明文的方式包含在了请求行中的URL部分了只有POST的这部分是有数据的*/ret parse_content( text );if ( ret GET_REQUEST ) {/*do_request() 需要做:需要首先对 GET请求 和不同的 POST请求登录、注册、请求图片、视频等等做不同的预处理然后分析目标文件的属性若目标文件存在、对所有用户可读且不是目录时则使用mmap将其映射到内存地址m_file_address处并告诉调用者获取文件成功*/return do_request();}line_status LINE_OPEN;break;}default: {return INTERNAL_ERROR;}}}return NO_REQUEST;//主状态机请求不完整
}
注意在http_conn.h 编写 get_line()函数
// m_start_line是已经解析的字符
// get_line用于将指针向后偏移指向未处理的字符
/*m_start_line是行在bufffer中的起始位置将该位置后面的数据赋给text此时从状态机已提前将一行的末尾字符\r\n变为\0\0,所以text可以直接取出完整的行进行解析
*/
char* get_line() { return m_read_buf m_start_line;
} 3主状态机状态 主状态机逻辑
主状态机初始状态是CHECK_STATE_REQUESTLINE,通过调用从状态机来驱动主状态机在主状态机进行解析前从状态机已经将每一行的末尾\r\n符号改为\0\0以便于主状态机直接取出对应字符串进行处理。
CHECK_STATE_REQUESTLINE
主状态机的初始状态调用parse_request_line函数解析请求行解析函数从m_read_buf中解析HTTP请求行获得请求方法目标URL及HTTP版本号解析完成后主状态机的状态变为CHECK_STATE_HEADER
// 解析HTTP请求行获得请求方法目标URL,以及HTTP版本号
http_conn::HTTP_CODE http_conn::parse_request_line(char* text) {// 在HTTP报文中请求行用来说明请求类型要访问的资源以及所使用的HTTP版本// 其中各个部分之间通过\t或空格分隔// 请求行中最先含有空格和\t任一字符的位置并返回// GET /index.html HTTP/1.1m_url strpbrk(text, \t); // 判断第二个参数中的字符哪个在text中最先出现// 如果没有空格或\t,则报文格式有误if (! m_url) { return BAD_REQUEST;}// 将该位置改为\0,用于将前面数据取出// GET\0/index.html HTTP/1.1*m_url \0; // 置位空字符字符串结束符// 取出数据并通过与GET和POST比较以确定请求方式char* method text;if ( strcasecmp(method, GET) 0 ) { // 忽略大小写比较m_method GET;} else {return BAD_REQUEST;}// /index.html HTTP/1.1// 检索字符串 str1 中第一个不在字符串 str2 中出现的字符下标。m_version strpbrk( m_url, \t );if (!m_version) {return BAD_REQUEST;}*m_version \0;// 仅支持HTTP/1.1if (strcasecmp( m_version, HTTP/1.1) ! 0 ) {return BAD_REQUEST;}/*** http://192.168.110.129:10000/index.html* 对请求资源前7个字符进行判断* 这里主要是有些报文的请求资源中会带有http://这里需要对这种情况进行单独处理*/if (strncasecmp(m_url, http://, 7) 0 ) { m_url 7;// 在参数 str 所指向的字符串中搜索第一次出现字符 c一个无符号字符的位置。m_url strchr( m_url, / );}// 同样增加https情况if (strncasecmp(m_url, https://, 8) 0 ) { m_url 8;m_url strchr( m_url, / );}// 一般的不会带有上述两种符号直接是单独的/或/后面带访问资源if ( !m_url || m_url[0] ! / ) {return BAD_REQUEST;}// 请求行处理完毕将主状态机转移处理请求头m_check_state CHECK_STATE_HEADER; // 检查状态变成检查头return NO_REQUEST;
}
解析完请求行后主状态机继续分析请求头。在报文中请求头和空行的处理使用的同一个函数这里通过判断当前的text首位是不是\0字符。
若是则表示当前处理的是空行若不是则表示当前处理的是请求头
CHECK_STATE_HEADER
调用parse_headers函数解析请求头部信息判断是空行还是请求头。若是空行进而判断Content-length是否为0如果不是0表明是POST请求则状态转移到CHECK_STATE_CONTENT否则说明是GET则报文解析结束若解析的是请求头部字段则主要分析Connection字段Content-length字段等Connection字段判断是keep-alive 还是 close决定是长连接还是短连接;如果是长连接则将linger标志设置为trueContent-length字段这里用于读取post请求的消息体长度
// 解析HTTP请求的一个头部信息
http_conn::HTTP_CODE http_conn::parse_headers(char* text) { // 遇到空行表示头部字段解析完毕if( text[0] \0 ) {// 判断是GET 还是 POST 请求/*如果HTTP请求有消息体则还需要读取m_content_length字节的消息体状态机转移到CHECK_STATE_CONTENT状态*/if ( m_content_length ! 0 ) {// POST需要跳转到消息体处理状态m_check_state CHECK_STATE_CONTENT;return NO_REQUEST;}// 否则说明我们已经得到了一个完整的HTTP请求return GET_REQUEST;} // 解析请求头部连接字段else if ( strncasecmp( text, Connection:, 11 ) 0 ) {// 处理Connection 头部字段 Connection: keep-alivetext 11;// 跳过空格和\t字符text strspn( text, \t );if ( strcasecmp( text, keep-alive ) 0 ) {// 如果是长连接则将linger标志设置为truem_linger true;}} // 解析请求头部内容长度字段else if ( strncasecmp( text, Content-Length:, 15 ) 0 ) {// 处理Content-Length头部字段text 15;text strspn( text, \t );m_content_length atol(text);} // 解析请求头部HOST字段else if ( strncasecmp( text, Host:, 5 ) 0 ) {// 处理Host头部字段text 5;text strspn( text, \t );m_host text;} else {printf( oop! unknow header %s\n, text );}return NO_REQUEST;
}
GET和POST请求报文的区别之一是有无消息体部分。GET请求没有消息体当解析完空行之后便完成了报文的解析。仅用从状态机的状态(line_status parse_line()) LINE_OK语句即可。
在POST请求报文中消息体的末尾没有任何字符
http post请求报文的格式
请求行\r\n
请求头\r\n
空行(\r\n)
请求体
所以无法使用从状态机的状态转而使用主状态机的状态作为循环入口条件
((m_check_state CHECK_STATE_CONTENT) (line_status LINE_OK))
解析完消息体之后报文的完整解析也就完成了此时主状态机的状态还是CHECK_STATE_CONTENT。意味着符合循环入口条件还会再次进入循环。为此需要在完成请求体解析后将line_status变量更改为LINE_OPEN便可跳出循环完成报文解析任务
while (((m_check_state CHECK_STATE_CONTENT) (line_status LINE_OK))|| ((line_status parse_line()) LINE_OK)) {// 获取一行数据text get_line();m_start_line m_checked_idx;printf( got 1 http line: %s\n, text );switch ( m_check_state ) {......case CHECK_STATE_CONTENT: {ret parse_content( text );if ( ret GET_REQUEST ) {return do_request();}// 在完成请求体解析后将line_status变量更改为LINE_OPEN,跳出循环完成报文解析任务line_status LINE_OPEN;break;}......}
}
CHECK_STATE_HEADER
仅用于解析POST请求调用parse_content函数解析请求体用于保存post请求消息体为后面的登录和注册做准备
// 我们没有真正解析HTTP请求的消息体只是判断它是否被完整的读入了
http_conn::HTTP_CODE http_conn::parse_content( char* text ) {// 判断buffer中是否读取了消息体if ( m_read_idx ( m_content_length m_checked_idx ) ){text[ m_content_length ] \0;return GET_REQUEST;}return NO_REQUEST;
}
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