Linux下搭建HTTP服务器完成图片显示功能

目录1. 前言2. HTTP协议介绍3. HTTP的消息结构4. HTTP交互流程5. 案例代码: 搭建HTTP服务器6. 最终运行的效果

1. 前言

作为Linux下socket(TCP)网络编程的练习，使用C语言代码搭建一个简单的HTTP服务器，完成与浏览器之间的交互，最终在浏览器上显示一张图片。

2. HTTP协议介绍

HTTP协议本身是基于TCP通信协议来传递数据(HTML 文件, 图片文件-也叫超文本传输协议)，HTTP协议必须工作在客户端-服务端架构上(本身底层就是TCP)，HTTP 默认端口号为 80(浏览器访问默认就是80端口)，但是你也可以改为 8080 或者其他端口(可以手动指定端口)。

HTTP协议是无连接的,也就是限制每次连接只处理一个请求;服务器处理完客户的请求，并收到客户的应答后，即断开连接。采用这种方式可以节省传输时间。

3. HTTP的消息结构

客户端向HTTP服务器发送的请求消息格式包括了4个部分:请求行（request line）、请求头部（header）、空行、请求数据

下面这个是浏览器的请求，可以对比上面这张图的格式:

GET / HTTP/1.1Host: 10.0.0.6Connection: keep-aliveUpgrade-Insecure-Requests: 1User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/94.0.4606.81 Safari/537.36Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/avif,image/webp,image/apng,*/*;q=0.8,application/signed-exchange;v=b3;q=0.9Accept-Encoding: gzip, deflateAccept-Language: zh-CN,zh;q=0.9

HTTP常用的请求是GET和POST 。

HTTP1.0 定义了三种请求方法： GET, POST 和 HEAD 方法。HTTP1.1 新增了五种请求方法： OPTIONS, PUT, DELETE, TRACE 和 CONNECT 方法。

HTTP服务器向客户端的响应也由四个部分组成，分别是：状态行、消息报头、空行、响应正文。

例如:

\”HTTP/1.1 200 OK\\r\\n\”\”Content-type:image/jpeg\\r\\n\”\”Content-Length:1234\\r\\n\”\”\\r\\n\”\”……………正文………….\”

上面列出的报文字段含义:HTTP/1.0 200 OK: Http/1.0 表示当前协议为 Http。 1.0 是协议的版本。 200 表示成功

Content-type : 告诉浏览器回送的数据类型

Content-Length: 告诉浏览器报文中实体主体的大小,也就是返回的内容长度

上面字段里回复的状态码一般有好几种，分别是：200 – 请求成功301 – 资源（网页等）被永久转移到其它 URL404 – 请求的资源（网页等）不存在500 – 内部服务器错误

4. HTTP交互流程

第一次请求是由HTTP客户端(浏览器)发起的，HTTP服务器收到请求后，对请求进行解析，然后完成后续的交互。

如果要在浏览器上显示一张图片，那么交互的流程大致如下:

要让浏览器在界面显示一张图片，还得编写一个HTML代码给浏览器，直接用一个图片标签即可。

当前程序使用的HTML代码比较简单，代码下面贴出来了：

<! DOCTYPE HTML><html><head><title>jpg</title><meta http-equiv=\”content-type\” content=\”text/html; charset=iso-8859-1\” /></head><body><center><img src=\”www/123.jpg\” width=\”512px\” height=\”384px\” /></center></body></html>

然后还得准备一张JPG图片，作为资源文件，方便传递给浏览器，本地文件结构如下:

5. 案例代码: 搭建HTTP服务器

下面代码采用多线程形式响应浏览器的请求。

#include <stdio.h>#include <unistd.h>#include <string.h>#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#include <fcntl.h>#include <dirent.h>#include <stdlib.h>#include <pthread.h>#include <semaphore.h>#include <signal.h>#include <sys/types.h>#include <sys/socket.h>#include <arpa/inet.h>#include <netinet/in.h>#include <pthread.h>/*函数功能: 服务器向客户端发送响应数据*/int HTTP_ServerSendFile(int client_fd,char *buff,char *type,char *file){ /*1. 打开文件*/ int fd=open(file,2); if(fd<0)return -1; /*2. 获取文件大小*/ struct stat s_buff; fstat(fd,&s_buff); /*3. 构建响应头部*/ sprintf(buff,\”HTTP/1.1 200 OK\\r\\n\” \”Content-type:%s\\r\\n\” \”Content-Length:%d\\r\\n\” \”\\r\\n\”,type,s_buff.st_size); /*4. 发送响应头*/ if(write(client_fd,buff,strlen(buff))!=strlen(buff))return -2; /*5. 发送消息正文*/ int cnt; while(1) { cnt=read(fd,buff,1024); if(write(client_fd,buff,cnt)!=cnt)return -3; if(cnt!=1024)break; } return 0;}/*线程工作函数*/void *thread_work_func(void *argv){ int client_fd=*(int*)argv; free(argv); unsigned int cnt; unsigned char buff[1024]; //读取浏览器发送过来的数据 cnt=read(client_fd,buff,1024); buff[cnt]=\’\\0\’; printf(\”%s\\n\”,buff); if(strstr(buff,\”GET / HTTP/1.1\”)) { HTTP_ServerSendFile(client_fd,buff,\”text/html\”,\”www/image_text.html\”); } else if(strstr(buff,\”GET /www/123.jpg HTTP/1.1\”)) { HTTP_ServerSendFile(client_fd,buff,\”image/jpeg\”,\”www/888.jpg\”); } else if(strstr(buff,\”GET /favicon.ico HTTP/1.1\”)) { HTTP_ServerSendFile(client_fd,buff,\”image/x-icon\”,\”www/1.ico\”); } close(client_fd); //退出线程 pthread_exit(NULL);}int main(int argc,char **argv){ if(argc!=2) { printf(\”./app <端口号>\\n\”); return 0; } signal(SIGPIPE,SIG_IGN); //忽略 SIGPIPE 信号–防止服务器异常退出 int sockfd; /*1. 创建socket套接字*/ sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0); int on = 1; setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)); /*2. 绑定端口号与IP地址*/ struct sockaddr_in addr; addr.sin_family=AF_INET; addr.sin_port=htons(atoi(argv[1])); // 端口号0~65535 addr.sin_addr.s_addr=INADDR_ANY; //inet_addr(\”0.0.0.0\”); //IP地址 if(bind(sockfd,(const struct sockaddr *)&addr,sizeof(struct sockaddr))!=0) { printf(\”服务器:端口号绑定失败.\\n\”); } /*3. 设置监听的数量,表示服务器同一时间最大能够处理的连接数量*/ listen(sockfd,20); /*4. 等待客户端连接*/ int *client_fd; struct sockaddr_in client_addr; socklen_t addrlen; pthread_t thread_id; while(1) { addrlen=sizeof(struct sockaddr_in); client_fd=malloc(sizeof(int)); *client_fd=accept(sockfd,(struct sockaddr *)&client_addr,&addrlen); if(*client_fd<0) { printf(\”客户端连接失败.\\n\”); return 0; } printf(\”连接的客户端IP地址:%s\\n\”,inet_ntoa(client_addr.sin_addr)); printf(\”连接的客户端端口号:%d\\n\”,ntohs(client_addr.sin_port)); /*创建线程*/ if(pthread_create(&thread_id,NULL,thread_work_func,client_fd)) { printf(\”线程创建失败.\\n\”); break; } /*设置线程的分离属性*/ pthread_detach(thread_id); } /*5. 关闭连接*/ close(sockfd); return 0;}

6. 最终运行的效果