Linux下搭建HTTP伺服器完成圖片顯示功能

2022-04-14 10:05:10

1. 前言

作為Linux下socket(TCP)網路程式設計的練習，使用C語言程式碼搭建一個簡單的HTTP伺服器，完成與瀏覽器之間的互動，最終在瀏覽器上顯示一張圖片。

2. HTTP協定介紹

HTTP協定本身是基於TCP通訊協定來傳遞資料(HTML 檔案, 圖片檔案-也叫超文字傳輸協定)，HTTP協定必須工作在使用者端-伺服器端架構上(本身底層就是TCP)，HTTP 預設埠號為 80(瀏覽器存取預設就是80埠)，但是你也可以改為 8080 或者其他埠(可以手動指定埠)。

HTTP協定是無連線的,也就是限制每次連線只處理一個請求;伺服器處理完客戶的請求，並收到客戶的應答後，即斷開連線。採用這種方式可以節省傳輸時間。

3. HTTP的訊息結構

使用者端向HTTP伺服器傳送的請求訊息格式包括了4個部分:
請求行（request line）、請求頭部（header）、空行、請求資料

下面這個是瀏覽器的請求，可以對比上面這張圖的格式:

GET / HTTP/1.1
Host: 10.0.0.6
Connection: keep-alive
Upgrade-Insecure-Requests: 1
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/94.0.4606.81 Safari/537.36
Accept: 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=0.9
Accept-Encoding: gzip, deflate
Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.9

HTTP常用的請求是GET和POST 。

HTTP1.0 定義了三種請求方法： GET, POST 和 HEAD 方法。
HTTP1.1 新增了五種請求方法： OPTIONS, PUT, DELETE, TRACE 和 CONNECT 方法。

HTTP伺服器向用戶端的響應也由四個部分組成，分別是：狀態行、訊息報頭、空行、響應正文。

例如:

"HTTP/1.1 200 OKrn"
"Content-type:image/jpegrn"
"Content-Length:1234rn"
"rn"
"...............正文............."

上面列出的報文欄位含義:
HTTP/1.0 200 OK: Http/1.0 表示當前協定為 Http。 1.0 是協定的版本。 200 表示成功

Content-type : 告訴瀏覽器回送的資料型別

Content-Length: 告訴瀏覽器報文中實體主體的大小,也就是返回的內容長度

上面欄位裡回覆的狀態碼一般有好幾種，分別是：
200 - 請求成功
301 - 資源（網頁等）被永久轉移到其它 URL
404 - 請求的資源（網頁等）不存在
500 - 內部伺服器錯誤

4. HTTP互動流程

第一次請求是由HTTP使用者端(瀏覽器)發起的，HTTP伺服器收到請求後，對請求進行解析，然後完成後續的互動。

如果要在瀏覽器上顯示一張圖片，那麼互動的流程大致如下:

要讓瀏覽器在介面顯示一張圖片，還得編寫一個HTML程式碼給瀏覽器，直接用一個圖片標籤即可。

當前程式使用的HTML程式碼比較簡單，程式碼下面貼出來了：

<! 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>

然後還得準備一張JPG圖片，作為資原始檔，方便傳遞給瀏覽器，本地檔案結構如下:

5. 案例程式碼: 搭建HTTP伺服器

下面程式碼採用多執行緒形式響應瀏覽器的請求。

#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>

/*
函數功能: 伺服器向用戶端傳送響應資料
*/
int HTTP_ServerSendFile(int client_fd,char *buff,char *type,char *file)
{
    /*1. 開啟檔案*/
    int fd=open(file,2);
    if(fd<0)return -1;
    /*2. 獲取檔案大小*/
    struct stat s_buff;
    fstat(fd,&s_buff);
    /*3. 構建響應頭部*/
    sprintf(buff,"HTTP/1.1 200 OKrn"
                "Content-type:%srn"
                "Content-Length:%drn"
                "rn",type,s_buff.st_size);
    /*4. 傳送響應頭*/
    if(write(client_fd,buff,strlen(buff))!=strlen(buff))return -2;
    /*5. 傳送訊息正文*/
    int cnt;
    while(1)
    {
        cnt=read(fd,buff,1024);
        if(write(client_fd,buff,cnt)!=cnt)return -3;
        if(cnt!=1024)break;
    }
    return 0;
}

/*執行緒工作函數*/
void *thread_work_func(void *argv)
{
    int client_fd=*(int*)argv;
    free(argv);

    unsigned int cnt;
    unsigned char buff[1024];
    //讀取瀏覽器傳送過來的資料
    cnt=read(client_fd,buff,1024);
    buff[cnt]='';
    printf("%sn",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);
    //退出執行緒
    pthread_exit(NULL);
}

int main(int argc,char **argv)
{   
    if(argc!=2)
    {
        printf("./app <埠號>n");
        return 0;
    }

    signal(SIGPIPE,SIG_IGN); //忽略 SIGPIPE 訊號--防止伺服器異常退出

    int sockfd;
    /*1. 建立socket通訊端*/
    sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
    int on = 1;
    setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on));

    /*2. 繫結埠號與IP地址*/
    struct sockaddr_in addr;
    addr.sin_family=AF_INET;
    addr.sin_port=htons(atoi(argv[1])); // 埠號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("伺服器:埠號繫結失敗.n");
    }
    /*3. 設定監聽的數量,表示伺服器同一時間最大能夠處理的連線數量*/
    listen(sockfd,20);

    /*4. 等待使用者端連線*/
    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("使用者端連線失敗.n");
            return 0;
        }
        printf("連線的使用者端IP地址:%sn",inet_ntoa(client_addr.sin_addr));
        printf("連線的使用者端埠號:%dn",ntohs(client_addr.sin_port));

        /*建立執行緒*/
        if(pthread_create(&thread_id,NULL,thread_work_func,client_fd))
        {
            printf("執行緒建立失敗.n");
            break;
        }
        /*設定執行緒的分離屬性*/
        pthread_detach(thread_id);
    } 
    /*5. 關閉連線*/
    close(sockfd);
    return 0;
}

6. 最終執行的效果

到此這篇關於Linux下搭建簡易的HTTP伺服器完成圖片顯示的文章就介紹到這了,更多相關linux搭建http伺服器內容請搜尋it145.com以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大家以後多多支援it145.com！