HTTP（网络）

#pragma once
#include <iostream>
#include <string>
#include <pthread.h>
#include "Socket.hpp"
#include "logs/ljwlog.h"

using namespace std;
static const int dafaultport = 8080;

struct ThreadData
{
    int sockfd;
};

class HttpServer
{
public:
    HttpServer(uint16_t port = dafaultport):port_(port)
    {}
    bool Start()
    {
        listensock_.Socket();
        listensock_.Bind(port_);
        listensock_.Listen();
        for(;;)
        {
            string clientip;
            uint16_t clientport;
            int sockfd = listensock_.Accept(&clientip, &clientport);
            pthread_t tid;

            ThreadData *td = new ThreadData();
            td->sockfd = sockfd;
            pthread_create(&tid, nullptr, ThreadRun, td);
        }
    }

    //把收到的信息打印出来
    static void *ThreadRun(void *args)
    {
        pthread_detach(pthread_self());
        ThreadData *td = static_cast<ThreadData*>(args);
        char buffer[10240];
        //跟read用法很像
        ssize_t n = recv(td->sockfd, buffer, sizeof(buffer), 0);
        if(n > 0)
        {
            buffer[n] = 0;
            cout<< buffer;
        }
        close(td->sockfd);
        delete td;
        return nullptr;
    }

    ~HttpServer()
    {}
private:
    uint16_t port_;
    Sock listensock_;
};

1.2 简单测试一下

1.3 用telnet测试一下

1.4 用浏览器访问

1.5 返回相应的过程（网页版本）

1.5.1 再次用浏览器访问

1.6 返回相应的过程（文件版本）

1.6.1网页

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport" const="width=device-width,initial-scale=1.0">
    <title>Document</title>
</head>
<body>
    <h1>hello world</h1>
</body>
</html>

1.6.2 测试

更改一下写的网页，服务器不用关，浏览器刷新一下就可以

1.7 反序列化截取

1.7.1 解析第一行 vector 0号下标里的字符串

1.7.1.1 stringstream分割符号

stringstream流式分隔符：stringstream - C++ Reference (cplusplus.com)

1.7.1.2 首页的设置

1.7.2 访问别的网页（这里有3张网页）

先开启服务器

1.8 跳转网络链接

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport" const="width=device-width,initial-scale=1.0">
    <title>Document</title>
</head>
<body>
    <h1>hello world</h1>
    <h1>hello world</h1>
    <h1>hello world</h1>
    <h1>hello world</h1>
    <h1>hello world</h1>
    <h1>hello world</h1>

    <a href="https://blog.csdn.net/2401_83427936?spm=1000.2115.3001.5343">Ljw的博客链接</a>
</body>
</html>

1.8.1 跳转到自己创建的网页

2.Http的细节字段

3.HTML 表单，输入账号和密码

在这之间输入

HTML <form> 标签_w3cschool

3.1 get方法（不私密）

get后会把自己输入的账号密码放进链接后面了

3.2 post方法

4. HTTP常见的Header

5.长短链接

在 HTTP协议 中，长连接和短连接的概念主要体现在连接的持久性上。具体来说，HTTP协议的长短连接关系到客户端和服务器之间的连接是否保持持久，连接是否在多个请求之间复用。

5.1 短连接（HTTP 1.0）

在HTTP/1.0中，默认情况下每个请求都建立一个新的连接，通信完成后连接就会立即关闭。这种方式被称为 短连接。每当客户端发起一个HTTP请求时，服务器会为这个请求创建一个新的TCP连接，并在响应发送完毕后立即关闭这个连接。对于每个请求和响应，都会有一次建立连接、传输数据和断开连接的过程。

短连接的特点：

每个请求都需要建立新的TCP连接。
每次请求响应后，连接都会被关闭。
适用于请求量不大的场景，因为每次建立和断开连接会带来一定的性能开销。

C/C++ 中的短连接示例：

假设你使用C/C++编写一个HTTP客户端发起HTTP请求并接收响应：

#include <iostream>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>

#define PORT 80

int main() {
    int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (sockfd < 0) {
        std::cerr << "Socket creation failed!" << std::endl;
        return -1;
    }

    sockaddr_in server_addr;
    server_addr.sin_family = AF_INET;
    server_addr.sin_port = htons(PORT);
    server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("93.184.216.34");  // example.com IP

    if (connect(sockfd, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr)) < 0) {
        std::cerr << "Connection failed!" << std::endl;
        return -1;
    }

    const char *request = "GET / HTTP/1.0\r\nHost: example.com\r\n\r\n";
    send(sockfd, request, strlen(request), 0);

    char buffer[1024];
    int bytes_received = recv(sockfd, buffer, sizeof(buffer) - 1, 0);
    buffer[bytes_received] = '\0';

    std::cout << "Response:\n" << buffer << std::endl;

    close(sockfd);  // Connection is closed after response
    return 0;
}

在这个短连接示例中，我们使用HTTP/1.0协议，每次请求完毕后，TCP连接会立即关闭。

5.2 长连接（HTTP 1.1）

HTTP/1.1引入了 长连接（Keep-Alive） 的概念，在这种模式下，连接不会在每个请求后关闭，而是保持打开状态，可以复用相同的连接来处理多个请求。这意味着客户端和服务器之间的连接可以用于多个请求和响应，直到明确关闭连接。

默认情况下，HTTP/1.1会使用长连接，但可以通过设置请求头 Connection: close 来显式关闭连接。

长连接的特点：

连接在多个请求/响应之间保持活跃。
节省了每次请求建立和关闭连接的开销，适用于需要频繁通信的场景。
服务器会在一定时间内保持连接，如果长时间没有请求，连接会被关闭。

C/C++ 中的长连接示例：

#include <iostream>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>

#define PORT 80

int main() {
    int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (sockfd < 0) {
        std::cerr << "Socket creation failed!" << std::endl;
        return -1;
    }

    sockaddr_in server_addr;
    server_addr.sin_family = AF_INET;
    server_addr.sin_port = htons(PORT);
    server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("93.184.216.34");  // example.com IP

    if (connect(sockfd, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr)) < 0) {
        std::cerr << "Connection failed!" << std::endl;
        return -1;
    }

    // Send multiple requests over the same connection
    const char *request1 = "GET / HTTP/1.1\r\nHost: example.com\r\nConnection: keep-alive\r\n\r\n";
    send(sockfd, request1, strlen(request1), 0);

    char buffer[1024];
    int bytes_received = recv(sockfd, buffer, sizeof(buffer) - 1, 0);
    buffer[bytes_received] = '\0';

    std::cout << "Response 1:\n" << buffer << std::endl;

    const char *request2 = "GET /about HTTP/1.1\r\nHost: example.com\r\nConnection: keep-alive\r\n\r\n";
    send(sockfd, request2, strlen(request2), 0);

    bytes_received = recv(sockfd, buffer, sizeof(buffer) - 1, 0);
    buffer[bytes_received] = '\0';

    std::cout << "Response 2:\n" << buffer << std::endl;

    close(sockfd);  // Connection can be kept alive, but we close it here
    return 0;
}

在这个长连接的例子中，客户端向服务器发送两个HTTP请求，两个请求共享同一个TCP连接，直到手动关闭连接。通过在请求头中加入 Connection: keep-alive，客户端表明希望连接保持活跃。

5.3 关键区别总结

短连接（HTTP/1.0）：每个HTTP请求都建立一个新的TCP连接，通信结束后立即关闭，适用于请求量不大的情况。
长连接（HTTP/1.1）：连接在多个请求之间保持活跃，可以复用连接，直到服务器或客户端明确关闭连接，适用于需要频繁通信的场景。

5.4 长短连接的选择

对于HTTP/1.0，通常使用短连接，尤其是在每个请求相对独立时。
对于HTTP/1.1，长连接更为常见，尤其是在需要频繁请求或维持长期连接的场景（如实时应用、文件下载、网页加载等）。

长连接有助于减少连接的建立与关闭的开销，提高通信效率，尤其是在大量小请求的场景中，而短连接则适合一次性的请求和响应模式。

6.图片

文件后缀

文件级：可以记住一段时间

内存级：关闭就忘记

8.HTTP协议

虽然我们说, 应用层协议是我们程序猿自己定的.

但实际上, 已经有大佬们定义了一些现成的, 又非常好用的应用层协议, 供我们直接参考使用. HTTP(超文本传输协议)

就是其中之一.

8.1 认识URL（网址）

平时我们俗称的 "网址" 其实就是说的 URL

8.2 urlencode和urldecode

像 / ? : 等这样的字符, 已经被url当做特殊意义理解了. 因此这些字符不能随意出现.

比如, 某个参数中需要带有这些特殊字符, 就必须先对特殊字符进行转义.

转义的规则如下:

将需要转码的字符转为16进制，然后从右到左，取4位(不足4位直接处理)，每2位做一位，前面加上%，编码成%XY格式

例如:

"+" 被转义成了 "%2B" urldecode就是urlencode的逆过程;

工具：URL 编码和解码 - 在线 (urlencoder.org)

9.HTTP协议格式

HTTP请求

首行: [方法] + [url] + [版本]
Header: 请求的属性, 冒号分割的键值对;每组属性之间使用\n分隔;遇到空行表示Header部分结束
Body: 空行后面的内容都是Body. Body允许为空字符串. 如果Body存在, 则在Header中会有一个Content-Length属性来标识Body的长度;

HTTP响应

首行: [版本号] + [状态码] + [状态码解释]
Header: 请求的属性, 冒号分割的键值对;每组属性之间使用\n分隔;遇到空行表示Header部分结束
Body: 空行后面的内容都是Body. Body允许为空字符串. 如果Body存在, 则在Header中会有一个Content-Length属性来标识Body的长度; 如果服务器返回了一个html页面, 那么html页面内容就是在body中.

10.HTTP的方法

其中最常用的就是GET方法和POST方法.

11.HTTP的状态码

最常见的状态码, 比如 200(OK), 404(Not Found), 403(Forbidden), 302(Redirect, 重定向), 504(Bad Gateway)

12.HTTP常见Header

Content-Type: 数据类型(text/html等)
Content-Length: Body的长度
Host: 客户端告知服务器, 所请求的资源是在哪个主机的哪个端口上;
User-Agent: 声明用户的操作系统和浏览器版本信息;
referer: 当前页面是从哪个页面跳转过来的;
location: 搭配3xx状态码使用, 告诉客户端接下来要去哪里访问;
Cookie: 用于在客户端存储少量信息. 通常用于实现会话(session)的功能;

13.最简单的HTTP服务器

实现一个最简单的HTTP服务器, 只在网页上输出 "hello world"; 只要我们按照HTTP协议的要求构造数据, 就很容易能做到;

HttpServer.cc

#include "HttpServer.hpp"
#include<memory>
#include<iostream>

using namespace std;
void Usage(const string& proc)
{
    cout<<"\nUsage" << proc << "port\n\n" <<endl;
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    if(argc != 2)
    {
        Usage(argv[0]);
        exit(0);   
    }
    uint16_t port = stoi(argv[1]);
    unique_ptr<HttpServer> svr(new HttpServer(port));
    svr->Start();

    return 0;
}

HttpServer.hpp

#pragma once
#include <iostream>
#include <string>
#include <pthread.h>
#include <pthread.h>
#include <sstream>
#include <vector>
#include "Socket.hpp"
#include "logs/ljwlog.h"

using namespace std;
static const int dafaultport = 8080;
const string wwwroot = "./wwwroot";//web根目录
const string sep = "\r\n";
//首页
const string homepage = "index.html";

class ThreadData
{
public:
    ThreadData(int fd): sockfd(fd)
    {}

public:
    int sockfd;
};

class HttpRequest
{
public:
    //反序列化  这里把一个字符串变成多个字符串
    void Deserialize(string req)
    {
        while(true)
        {
            //找一行移动一行
            //                  分隔符
            size_t pos = req.find(sep);
            if(pos == string::npos)
            {
                break;
            }
            string temp = req.substr(0, pos);
            //读到空行就直接跳出
            if(temp.empty()) break;
            req_header.push_back(temp);
            req.erase(0, pos + sep.size());
        }
        text = req;
    }

    void DebugPrint()
    {
        cout<<"-----------------------"<<endl;
        for(auto& line:req_header)
        {
            cout<< line << "\n\n";
        }

        cout<< "method: " << method << endl;
        cout<< "url" << url <<endl;
        cout<< "http_version" << http_version <<endl;

        cout << text;
    }
    //解析第一行 vector 0号下标里的字符串
    void Parse()
    {
        stringstream ss(req_header[0]);
        ss >> method >> url >> http_version;
        file_path = wwwroot; //
        if(url == "/" || url == "/index.html")
        {
            file_path += "/";
            file_path += homepage;//    ./wwwroot/index.html
        }
        else
        {   
            file_path += url;// /a/b/c/d.html->./wwwroot/a/b/c/d.html   
        }
    }

public:
    vector<string> req_header;//把每一行push到req_header
    string text;//正文

    //解析后的结果  vector 0号下标里的字符串
    string method;
    string url;
    string http_version;
    string file_path;
};

class HttpServer
{
public:
    HttpServer(uint16_t port = dafaultport):port_(port)
    {}
    bool Start()
    {
        listensock_.Socket();
        listensock_.Bind(port_);
        listensock_.Listen();
        for(;;)
        {
            string clientip;
            uint16_t clientport;
            int sockfd = listensock_.Accept(&clientip, &clientport);
            if(sockfd < 0) continue;
            pthread_t tid;

            ThreadData *td = new ThreadData(sockfd);
            pthread_create(&tid, nullptr, ThreadRun, td);
        }
    }

    static string ReadHtmlContent(const string& htmlpath)
    {
        ifstream in(htmlpath);
        if(!in.is_open()) return "404";

        string content;
        string line;
        while(getline(in, line))
        {
            content += line;
        }
        in.close();
        return content;
    }

    static void HandlerHttp(int sockfd)
    {
        char buffer[10240];
        //跟read用法很像
        ssize_t n = recv(sockfd, buffer, sizeof(buffer), 0);
        if(n > 0)
        {
            buffer[n] = 0;
            cout<< buffer; //假设我们读到的是一个完整的请求,独立的Http请求
            HttpRequest req;
            req.Deserialize(buffer);
            req.Parse();//解析


            //req.DebugPrint();


            // //返回相应的过程
            string text = ReadHtmlContent(req.file_path);

            string response_line = "HTTP/1.0 200 OK\r\n ";
            string response_header = "Content-Length ";
            response_header = to_string(text.size());
            response_header += "\r\n";
            string blank_line = "\r\n";

            string response = response_line;
            response += response_header;
            response += blank_line;
            response += text;
            //和write类似
            send(sockfd, response.c_str(), response.size(), 0);
        }
        close(sockfd);

    }

    //把收到的信息打印出来
    static void *ThreadRun(void *args)
    {
        pthread_detach(pthread_self());
        ThreadData *td = static_cast<ThreadData*>(args);
        HandlerHttp(td->sockfd);
        delete td;
        return nullptr;
    }

    ~HttpServer()
    {}
private:
    uint16_t port_;
    Sock listensock_;
};

makefile

httpServer:HttpServer.cc
	g++ -g -o $@ $^ -std=c++11 -lpthread
.PHONT:clean
clean:
	rm -f httpServer

Socket.hpp

#pragma once
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <pthread.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <netinet/in.h>
#include <cstring>
#include "./logs/ljwlog.h"

using namespace std;

enum
{
    SocketErr = 2,
    BindErr,
    ListenErr
};
const int backlog = 10;
class Sock
{
public:
    Sock()
    {
    }
    ~Sock()
    {
    }

public:
    void Socket() // 创建套接字的接口
    {
        sockfd_ = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); // 流式套接字  第二个参数是协议类型
        if (sockfd_ < 0)
        {
            FATAL("Socket errno,error:%d,errstring:%s", errno, strerror(errno));
            exit(SocketErr);
        }
    }
    void Bind(uint16_t port) // 绑定的接口
    {
        struct sockaddr_in local;
        memset(&local, 0, sizeof(local));
        local.sin_family = AF_INET;
        local.sin_port = htons(port);       // 主机转网络
        local.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; // ip默认0.0.0.0
        if (bind(sockfd_, (struct sockaddr *)&local, sizeof(local)) < 0)
        {
            FATAL("Bind errno,error:%d,errstring:%s", errno, strerror(errno));
            exit(BindErr);
        }
    }
    void Listen() // 监听状态的接口
    {
        if (listen(sockfd_, backlog) < 0)
        {
            FATAL("Listen errno,error:%d,errstring:%s", errno, strerror(errno));
            exit(ListenErr);
        }
    }
    //              知道谁链接的我
    int Accept(string *clientip, uint16_t *clientport) // 获取连接的接口
    {
        struct sockaddr_in peer; // 远端的意思
        socklen_t len = sizeof(peer);
        int newfd = accept(sockfd_, (struct sockaddr *)&peer, &len);
        if (newfd < 0)
        {
            WARN("accept error, %s: %d", strerror(errno), errno);
            return -1;
        }
        // 网络转主机
        // 拿出客户端的ip和端口号
        char ipstr[64];
        inet_ntop(AF_INET, &peer.sin_addr, ipstr, sizeof(ipstr)); // 网络转主机
        *clientip = ipstr;                                        // 网络转主机
        *clientport = ntohs(peer.sin_port);                       // 网络转主机
        return newfd;
    }
    void Close()
    {
        close(sockfd_);
    }
    int Connect(const string &ip, const uint16_t &port) // 方便两个客户端和服务器都能使用这个Sock的这个公共方法
    {
        struct sockaddr_in peer;
        memset(&peer, 0, sizeof(peer));
        peer.sin_family = AF_INET;
        peer.sin_port = htons(port);
        inet_pton(AF_INET, ip.c_str(), &(peer.sin_addr));
        int n = connect(sockfd_, (struct sockaddr *)&peer, sizeof(peer));
        if (n == -1)
        {
            cerr << "connect to" << ip << "::" << port <<"error"<< endl;
            return false;
        }

        return true;
    }
    int Fd()
    {
        return sockfd_;
    }

private:
    int sockfd_;
};

wwwroot/a/b/hello.html

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport" const="width=device-width,initial-scale=1.0">
    <title>Document</title>
</head>
<body>
    <h1>第二个网页</h1>
    <h1>第二个网页</h1>
    <h1>第二个网页</h1>
    <h1>第二个网页</h1>
    <h1>第二个网页</h1>
    <h1>第二个网页</h1>
</body>
</html>

wwwroot/image

wwwroot/index.html

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">

<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport" const="width=device-width,initial-scale=1.0">
    <title>Document</title>
</head>

<body>


    <!-- <form action="/a/b/hello.html" method="post">
        name: <input type="text" name="name"><br>
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    <h1>hello world</h1>
    <h1>hello world</h1>
    <h1>hello world</h1>
    <h1>hello world</h1>
    <h1>hello world</h1>
    <h1>hello world</h1>

    <a href="https://blog.csdn.net/2401_83427936?spm=1000.2115.3001.5343">Ljw的博客链接</a>
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wwwroot/x/y/world.html

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    <h1>第三个网页</h1>
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