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C#實現一個最簡單的HTTP服務器,

編輯:C#入門知識

C#實現一個最簡單的HTTP服務器,


簡介

  本文用C#實現了一個最簡單的HTTP服務器類,你可以將它嵌入到自己的項目中,或者也可以閱讀代碼來學習關於HTTP協議的知識。

 背景

  高性能的WEB應用一般都架設在強大的WEB服務器上,例如IIS, Apache, 和Tomcat。然而,HTML是非常靈活的UI標記語言,也就是說任何應用和後端服務都可以提供HTML的生成支持。在這個小小的例子中,像IIS,、 Apache這樣的服務器消耗的資源太大了,我們需要自己實現一個簡單的HTTP服務器,將它嵌入到我們的應用中用來處理WEB請求。我們僅需要一個類就 可以實現了,很簡單。

 代碼實現

  首先我們來回顧一下如何使用類,然後我們再來分析實現的具體細節。這裡我們創建了一個繼承於HttpServer的類,並實現了handleGETRequest 和handlePOSTRequest  這兩個抽象方法:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 public class MyHttpServer : HttpServer {     public MyHttpServer(int port)         : base(port) {     }     public override void handleGETRequest(HttpProcessor p) {         Console.WriteLine("request: {0}", p.http_url);         p.writeSuccess();         p.outputStream.WriteLine("<html><body><h1>test server</h1>");         p.outputStream.WriteLine("Current Time: " + DateTime.Now.ToString());         p.outputStream.WriteLine("url : {0}", p.http_url);           p.outputStream.WriteLine("<form method=post action=/form>");         p.outputStream.WriteLine("<input type=text name=foo value=foovalue>");         p.outputStream.WriteLine("<input type=submit name=bar value=barvalue>");         p.outputStream.WriteLine("</form>");     }       public override void handlePOSTRequest(HttpProcessor p, StreamReader inputData) {         Console.WriteLine("POST request: {0}", p.http_url);         string data = inputData.ReadToEnd();           p.outputStream.WriteLine("<html><body><h1>test server</h1>");         p.outputStream.WriteLine("<a href=/test>return</a><p>");         p.outputStream.WriteLine("postbody: <pre>{0}</pre>", data);     } }

  當開始處理一個簡單的請求時,我們就需要單獨啟動一個線程來監聽一個端口,比如8080端口:

1 2 3 HttpServer httpServer = new MyHttpServer(8080); Thread thread = new Thread(new ThreadStart(httpServer.listen)); thread.Start();

  如果你編譯運行這個項目,你會在浏覽器http://localhost:8080地址下看到頁面上生成的示例內容。讓我們來簡單看一下這個HTTP服務器引擎是怎麼實現的。

  這個WEB服務器由兩個組件構成,一個是負責啟動TcpListener來監聽指定端口的HttpServer類,並且用 AcceptTcpClient()方法循環處理TCP連接請求,這是處理TCP連接的第一步。然後請求到達“已指定“的端口,接著就會創建一對新的端 口,用來初始化客戶端到服務器端的TCP連接。這對端口便是TcpClient的session,這樣就可以保持我們的主端口可以繼續接收新的連接請求。 從下面的代碼中我們可以看到,每一次監聽程序都會創建一個新的TcpClien,HttpServer類又會創建一個新的HttpProcessor,然 後啟動一個線程來操作。HttpServer類中還包含兩個抽象方法,你必須實現這兩個方法。

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 public abstract class HttpServer {       protected int port;     TcpListener listener;     bool is_active = true;       public HttpServer(int port) {         this.port = port;     }       public void listen() {         listener = new TcpListener(port);         listener.Start();         while (is_active) {                            TcpClient s = listener.AcceptTcpClient();             HttpProcessor processor = new HttpProcessor(s, this);             Thread thread = new Thread(new ThreadStart(processor.process));             thread.Start();             Thread.Sleep(1);         }     }       public abstract void handleGETRequest(HttpProcessor p);     public abstract void handlePOSTRequest(HttpProcessor p, StreamReader inputData); }

  這樣,一個新的tcp連接就在自己的線程中被HttpProcessor處理了,HttpProcessor的工作就是正確解析HTTP頭,並且控制正確實現的抽象方法。下面我們來看看HTTP頭的處理過程,HTTP請求的第一行代碼如下:

1 GET /myurl HTTP/1.0

  在設置完process()的輸入和輸出後,HttpProcessor就會調用parseRequest()方法。

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 public void parseRequest() {     String request = inputStream.ReadLine();     string[] tokens = request.Split(' ');     if (tokens.Length != 3) {         throw new Exception("invalid http request line");     }     http_method = tokens[0].ToUpper();     http_url = tokens[1];     http_protocol_versionstring = tokens[2];       Console.WriteLine("starting: " + request); }

  HTTP請求由3部分組成,所以我們只需要用string.Split()方法將它們分割成3部分即可,接下來就是接收和解析來自客戶端的HTTP頭 信息,頭信息中的每一行數據是以Key-Value(鍵-值)形式保存,空行表示HTTP頭信息結束標志,我們代碼中用readHeaders方法來讀取 HTTP頭信息:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 public void readHeaders() {     Console.WriteLine("readHeaders()");     String line;     while ((line = inputStream.ReadLine()) != null) {         if (line.Equals("")) {             Console.WriteLine("got headers");             return;         }           int separator = line.IndexOf(':');         if (separator == -1) {             throw new Exception("invalid http header line: " + line);         }         String name = line.Substring(0, separator);         int pos = separator + 1;         while ((pos < line.Length) && (line[pos] == ' ')) {             pos++; // 過濾掉所有空格         }           string value = line.Substring(pos, line.Length - pos);         Console.WriteLine("header: {0}:{1}",name,value);         httpHeaders[name] = value;     } }

  到這裡,我們已經了解了如何處理簡單的GET和POST請求,它們分別被分配給正確的handler處理程序。在本例中,發送數據的時候有一個棘手的 問題需要處理,那就是請求頭信息中包含發送數據的長度信息content-length,當我們希望子類HttpServer中的 handlePOSTRequest方法能夠正確處理數據時,我們需要將數據長度content-length信息一起放入數據流中,否則發送端會因為等 待永遠不可能到達的數據和阻塞等待。我們用了一種看起來不那麼優雅但非常有效的方法來處理這種情況,即將數據發送給POST處理方法前先把數據讀入到 MemoryStream中。這種做法不太理想,原因如下:如果發送的數據很大,甚至是上傳一個文件,那麼我們將這些數據緩存在內存就不那麼合適甚至是不 可能的。理想的方法是限制post的長度,比如我們可以將數據長度限制為10MB。

  這個簡易版HTTP服務器另一個簡化的地方就是content-type的返回值,在HTTP協議中,服務器總是會將數據的MIME-Type發送給 客戶端,告訴客戶端自己需要接收什麼類型的數據。在writeSuccess()方法中,我們看到,服務器總是發送text/html類型,如果你需要加 入其他的類型,你可以擴展這個方法。

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