自己動手實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器(Web Server)

時間：2023-05-24 04:12:01 | 來源：網(wǎng)站運營

時間：2023-05-24 04:12:01 來源：網(wǎng)站運營

自己動手實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器(Web Server)：

前言

最近在學習網(wǎng)絡(luò)原理，突然萌發(fā)出自己實現(xiàn)一個網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的想法，并且由于第三代小白機器人的開發(fā)需要，我把之前使用python、PHP寫的那部分代碼都遷移到了C#（別問我為什么這么喜歡C#），之前使用PHP就是用來處理網(wǎng)絡(luò)請求的，現(xiàn)在遷移到C#了，而Linux系統(tǒng)上并沒有IIS服務(wù)器，自然不能使用http://ASP.Net，所以這個時候自己實現(xiàn)一個功能簡單的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器就恰到好處地解決這些問題了。

基本原理

Web Server在一個B/S架構(gòu)系統(tǒng)中起到的作用不僅多而且相當重要，Web開發(fā)者大部分時候并不需要了解它的詳細工作機制。雖然不同的Web Server可能功能并不完全一樣，但是以下三個功能幾乎是所有Web Server必須具備的：

• 接收來自瀏覽器端的HTTP請求
• 將請求轉(zhuǎn)發(fā)給指定Web站點程序（后者由Web開發(fā)者編寫，負責處理請求）
• 向瀏覽器發(fā)送請求處理結(jié)果

下圖顯示W(wǎng)eb Server在整個Web架構(gòu)系統(tǒng)中所處的重要位置：

Web Server起到了一個“承上啟下”的作用（雖然并沒有“上下”之分），它負責連接用戶和Web站點。

每個網(wǎng)站就像一個個“插件”，只要網(wǎng)站開發(fā)過程中遵循了Web Server提出的規(guī)則，那么該網(wǎng)站就可以“插”在Web Server上，我們便可以通過瀏覽器訪問網(wǎng)站。

太長不看版原理

瀏覽器想要拿到哪個文件（html、css、js、image）就和服務(wù)器發(fā)請求信息說我要這個文件，然后服務(wù)器檢查請求合不合法，如果合法就把文件數(shù)據(jù)傳回給瀏覽器，這樣瀏覽器就可以把網(wǎng)站顯示出來了。（一個網(wǎng)站一般會包含n多個文件）

話不多說，直接上代碼

在C#中有兩種方法可以簡單實現(xiàn)Web服務(wù)器，分別是直接使用Socket和使用封裝好的HttpListener。

因為后者比較方便一些，所以我選擇使用后者。

這是最簡單的實現(xiàn)一個網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，可以處理瀏覽器發(fā)過來的請求，然后將指定的字符串內(nèi)容返回。

class Program{ static void Main(string[] args) { string port = "8080"; HttpListener httpListener = new HttpListener(); httpListener.Prefixes.Add(string.Format("http://+:{0}/", port)); httpListener.Start(); httpListener.BeginGetContext(new AsyncCallback(GetContext), httpListener); //開始異步接收request請求 Console.WriteLine("監(jiān)聽端口:" + port); Console.Read(); } static void GetContext(IAsyncResult ar) { HttpListener httpListener = ar.AsyncState as HttpListener; HttpListenerContext context = httpListener.EndGetContext(ar); //接收到的請求context（一個環(huán)境封裝體） httpListener.BeginGetContext(new AsyncCallback(GetContext), httpListener); //開始 第二次 異步接收request請求 HttpListenerRequest request = context.Request; //接收的request數(shù)據(jù) HttpListenerResponse response = context.Response; //用來向客戶端發(fā)送回復(fù) response.ContentType = "html"; response.ContentEncoding = Encoding.UTF8; using (Stream output = response.OutputStream) //發(fā)送回復(fù) { byte[] buffer = Encoding.UTF8.GetBytes("要返回的內(nèi)容"); output.Write(buffer, 0, buffer.Length); } }}這個簡單的代碼已經(jīng)可以實現(xiàn)用于小白機器人的網(wǎng)絡(luò)請求處理了，因為大致只用到GET和POST兩種HTTP方法，只需要在GetContext方法里判斷GET、POST方法，然后分別給出響應(yīng)就可以了。

但是我們的目的是開發(fā)一個真正的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，當然不能只滿足于這樣一個專用的服務(wù)器，我們要的是可以提供網(wǎng)頁服務(wù)的服務(wù)器。

那就繼續(xù)吧。

根據(jù)我的研究，提供網(wǎng)頁訪問服務(wù)的服務(wù)器做起來確實有一點麻煩，因為需要處理的東西很多。需要根據(jù)瀏覽器請求的不同文件給出不同響應(yīng)，處理Cookies，還要處理編碼，還有各種出錯的處理。

首先我們要確定一下我們的服務(wù)器要提供哪些文件的訪問服務(wù)。

這里我用一個字典結(jié)構(gòu)來保存。

/// <summary>/// MIME類型/// </summary>public Dictionary<string, string> MIME_Type = new Dictionary<string, string>(){ { "htm", "text/html" }, { "html", "text/html" }, { "php", "text/html" }, { "xml", "text/xml" }, { "json", "application/json" }, { "txt", "text/plain" }, { "js", "application/x-javascript" }, { "css", "text/css" }, { "bmp", "image/bmp" }, { "ico", "image/ico" }, { "png", "image/png" }, { "gif", "image/gif" }, { "jpg", "image/jpeg" }, { "jpeg", "image/jpeg" }, { "webp", "image/webp" }, { "zip", "application/zip"}, { "*", "*/*" }};劇透一下：其中有PHP類型是我們后面要使用CGI接入的方式使我們的服務(wù)器支持PHP。

我在QFramework中封裝了一個QHttpWebServer模塊，這是其中的啟動代碼。

/// <summary>/// 啟動本地網(wǎng)頁服務(wù)器/// </summary>/// <param name="webroot">網(wǎng)站根目錄</param>/// <returns></returns>public bool Start(string webroot){ //觸發(fā)事件 if (OnServerStart != null) OnServerStart(httpListener); WebRoot = webroot; try { //監(jiān)聽端口 httpListener.Prefixes.Add("http://+:" + port.ToString() + "/"); httpListener.Start(); httpListener.BeginGetContext(new AsyncCallback(onWebResponse), httpListener); //開始異步接收request請求 } catch (Exception ex) { Qdb.Error(ex.Message, QDebugErrorType.Error, "Start"); return false; } return true;}現(xiàn)在把網(wǎng)頁服務(wù)器的核心處理代碼貼出來。

這個代碼只是做了基本的處理，對于網(wǎng)站的主頁只做了html后綴的識別。

后來我在QFramework中封裝的模塊做了更多的細節(jié)處理。

/// <summary>/// 網(wǎng)頁服務(wù)器相應(yīng)處理/// </summary>/// <param name="ar"></param>private void onWebResponse(IAsyncResult ar){ byte[] responseByte = null; //響應(yīng)數(shù)據(jù) HttpListener httpListener = ar.AsyncState as HttpListener; HttpListenerContext context = httpListener.EndGetContext(ar); //接收到的請求context（一個環(huán)境封裝體） httpListener.BeginGetContext(new AsyncCallback(onWebResponse), httpListener); //開始 第二次 異步接收request請求 //觸發(fā)事件 if (OnGetRawContext != null) OnGetRawContext(context); HttpListenerRequest request = context.Request; //接收的request數(shù)據(jù) HttpListenerResponse response = context.Response; //用來向客戶端發(fā)送回復(fù) //觸發(fā)事件 if (OnGetRequest != null) OnGetRequest(request, response); if (rawUrl == "" || rawUrl == "/") //單純輸入域名或主機IP地址 fileName = WebRoot + @"/index.html"; else if (rawUrl.IndexOf('.') == -1) //不帶擴展名，理解為文件夾 fileName = WebRoot + @"/" + rawUrl.SubString(1) + @"/index.html"; else { int fileNameEnd = rawUrl.IndexOf('?'); if (fileNameEnd > -1) fileName = rawUrl.Substring(1, fileNameEnd - 1); fileName = WebRoot + @"/" + rawUrl.Substring(1); } //處理請求文件名的后綴 string fileExt = Path.GetExtension(fileName).Substring(1); if (!File.Exists(fileName)) { responseByte = Encoding.UTF8.GetBytes("404 Not Found!"); response.StatusCode = (int)HttpStatusCode.NotFound; } else { try { responseByte = File.ReadAllBytes(fileName); response.StatusCode = (int)HttpStatusCode.OK; } catch (Exception ex) { Qdb.Error(ex.Message, QDebugErrorType.Error, "onWebResponse"); response.StatusCode = (int)HttpStatusCode.InternalServerError; } } if (MIME_Type.ContainsKey(fileExt)) response.ContentType = MIME_Type[fileExt]; else response.ContentType = MIME_Type["*"]; response.Cookies = request.Cookies; //處理Cookies response.ContentEncoding = Encoding.UTF8; using (Stream output = response.OutputStream) //發(fā)送回復(fù) { try { output.Write(responseByte, 0, responseByte.Length); } catch (Exception ex) { Qdb.Error(ex.Message, QDebugErrorType.Error, "onWebResponse"); response.StatusCode = (int)HttpStatusCode.InternalServerError; } }}這樣就可以提供基本的網(wǎng)頁訪問了，經(jīng)過測試，使用Bootstrap，Pure等前端框架的網(wǎng)頁都可以完美訪問，性能方面一般般。（在QFramework的封裝中我做了一點性能優(yōu)化，有一點提升）我覺得要在性能方面做提升還是要在多線程處理這方面做優(yōu)化，由于篇幅關(guān)系，就不把多線程版本的代碼貼出來了。

接下來我們還要實現(xiàn)服務(wù)器的PHP支持。

首先定義兩個字段。

/// <summary>/// 是否開啟PHP功能/// </summary>public bool PHP_CGI_Enabled = true;/// <summary>/// PHP執(zhí)行文件路徑/// </summary>public string PHP_CGI_Path = "php-cgi";接下來在網(wǎng)頁服務(wù)的核心代碼里做PHP支持的處理。

//PHP處理string phpCgiOutput = "";Action phpProc = new Action(() =>{ try { string argStr = ""; if (request.HttpMethod == "GET") { if (rawUrl.IndexOf('?') > -1) argStr = rawUrl.Substring(rawUrl.IndexOf('?')); } else if (request.HttpMethod == "POST") { using (StreamReader reader = new StreamReader(request.InputStream)) { argStr = reader.ReadToEnd(); } } Process p = new Process(); p.StartInfo.CreateNoWindow = false; //不顯示窗口 p.StartInfo.RedirectStandardOutput = true; //重定向輸出 p.StartInfo.RedirectStandardInput = false; //重定向輸入 p.StartInfo.UseShellExecute = false; //是否指定操作系統(tǒng)外殼進程啟動程序 p.StartInfo.FileName = PHP_CGI_Path; p.StartInfo.Arguments = string.Format("-q -f {0} {1}", fileName, argStr); p.Start(); StreamReader sr = p.StandardOutput; while (!sr.EndOfStream) { phpCgiOutput += sr.ReadLine() + Environment.NewLine; } responseByte = sr.CurrentEncoding.GetBytes(phpCgiOutput); } catch (Exception ex) { Qdb.Error(ex.Message, QDebugErrorType.Error, "onWebResponse->phpProc"); response.StatusCode = (int)HttpStatusCode.InternalServerError; }});if (fileExt == "php" && PHP_CGI_Enabled){ phpProc();}else{ if (!File.Exists(fileName)) { responseByte = Encoding.UTF8.GetBytes("404 Not Found!"); response.StatusCode = (int)HttpStatusCode.NotFound; } else { try { responseByte = File.ReadAllBytes(fileName); response.StatusCode = (int)HttpStatusCode.OK; } catch (Exception ex) { Qdb.Error(ex.Message, QDebugErrorType.Error, "onWebResponse"); response.StatusCode = (int)HttpStatusCode.InternalServerError; } }}這樣就實現(xiàn)了基于PHP-CGI的PHP支持了，經(jīng)過測試，基本的php頁面都可以支持，但是需要使用curl和xml這類擴展的暫時還沒辦法。需要做更多的工作。

接下來我會給服務(wù)器做一個GUI界面，供大家測試。

同時也會把QFramework框架發(fā)布，有興趣的可以使用基于QFramework的服務(wù)器封裝。

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博客原文：自己動手實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器(Web Server) - DealiAxy

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