基于多反应堆的高并发服务器【C/C++/Reactor】（中）HttpRequest 提取请求行、解析请求行和优化 以及解析请求头并存储

news2024/11/15 18:32:42

### 知识点1：读取网络数据

  1. 客户端发送给服务器的通信数据通过封装的bufferSocketRead函数读取
  2. 读取的数据存储在struct Buffer结构体实例中，可将该实例作为参数传递给解析函数

回顾Buffer.c中的bufferSocketRead函数

// 写内存 2.接收套接字数据
int bufferSocketRead(struct Buffer* buf,int fd) {
    struct iovec vec[2]; // 根据自己的实际需求
    // 初始化数组元素
    int writeableSize = bufferWriteableSize(buf); // 得到剩余的可写的内存容量
    // 0号数组里的指针指向buf里边的数组，记得 要加writePos，防止覆盖数据
    vec[0].iov_base = buf->data + buf->writePos;
    vec[0].iov_len = writeableSize;

    char* tmpbuf = (char*)malloc(40960); // 申请40k堆内存
    vec[1].iov_base = buf->data + buf->writePos;
    vec[1].iov_len = 40960;
    // 至此，结构体vec的两个元素分别初始化完之后就可以调用接收数据的函数了
    int result = readv(fd, vec, 2);// 表示通过调用readv函数一共接收了多少个字节
    if(result == -1) {
        return -1;// 失败了
    }
    else if (result <= writeableSize) { 
        buf->writePos += result;
    }
    else {
        buf->writePos = buf->capacity; // 需要先更新buf->writePos
        bufferAppendData(buf, tmpbuf, result - writeableSize);
    }
    free(tmpbuf);
    return result;
}

### 知识点2：从Buffer中读取请求行

  1. 需要编写一个操作函数，根据换行符（\r\n）从buffer中提取一行数据
  2. memem函数应返回找到的子数据块在内存中的起始位置----注意数据块的大小，并在函数中指定

一、解析请求行（通过指针方式解析非 sscanf 方式）

GET / HTTP/1.1
Host: www.baidu.com
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64; rv:86.0) Gecko/20100101 Firefox/86.0
Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,/;q=0.8
Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.8,zh-TW;q=0.7,zh-HK;q=0.5,en-US;q=0.3,en;q=0.2
Accept-Encoding: gzip, deflate, br
Connection: keep-alive
Cookie: BAIDUID=6729CB682DADC2CF738F533E35162D98:FG=1;
BIDUPSID=6729CB682DADC2CFE015A8099199557E; PSTM=1614320692; BD_UPN=13314752;
BDORZ=FFFB88E999055A3F8A630C64834BD6D0;
__yjs_duid=1_d05d52b14af4a339210722080a668ec21614320694782; BD_HOME=1;
H_PS_PSSID=33514_33257_33273_31660_33570_26350;
BA_HECTOR=8h2001alag0lag85nk1g3hcm60q
Upgrade-Insecure-Requests: 1
Cache-Control: max-age=0
空行
请求数据为空
>>http get请求报文的格式
请求行\r\n
请求头\r\n
空行(\r\n)
 
提示: 每项信息之间都需要一个\r\n，是由http协议规定
 
************************************************
************************************************
>>http post请求报文的格式
请求行\r\n
请求头\r\n
空行(\r\n)
请求体
 
提示: 请求体就是浏览器发送给服务器的数据

>>提取请求行 

 （1）在Buffer.h新增一个函数，叫 bufferFindCRLF函数，其功能是：根据\r\n取出一行,找到其在数据块中的位置，返回该位置

// 根据\r\n取出一行,找到其在数据块中的位置，返回该位置
char* bufferFindCRLF(struct Buffer* buf);
// CRLF表示\r\n
char* bufferFindCRLF(struct Buffer* buf) {
    // strstr --> 从大字符串中去匹配子字符串（遇到\0结束）
    // memmem --> 从大数据块中去匹配子数据块（需要指定数据块大小）
    char* ptr = memmem(buf->data + buf->readPos,bufferReadableSize(buf),"\r\n",2);
    return ptr;
}

（2）HttpRequest.h  新增一个函数，叫 parseHttpRequestLine函数，用于解析请求行

// 解析请求行
bool parseHttpRequestLine(struct HttpRequest* req,struct Buffer* readBuf);
// 解析请求行
bool parseHttpRequestLine(struct HttpRequest* req,struct Buffer* readBuf) {
    // 读取请求行
    char* end = bufferFindCRLF(readBuf);
    // 保存字符串起始位置
    char* start = readBuf->data + readBuf->readPos;
    // 保存字符串结束地址
    int lineSize = end - start;
    if(lineSize>0) {
        // get /xxx/xx.txt http/1.1
        // 请求方式
        char* space = memmem(start,lineSize," ",1);
        assert(space!=NULL);
        int methodSize = space - start;
        req->method = (char*)malloc(methodSize + 1);
        strncpy(req->method,start,methodSize);
        req->method[methodSize] = '\0';

        // 请求静态资源
        start = space + 1;
        space = memmem(start,end-start," ",1);
        assert(space!=NULL);
        int urlSize = space - start;
        req->url = (char*)malloc(urlSize + 1);
        strncpy(req->url,start,urlSize);
        req->url[urlSize] = '\0';

        // http 版本
        start = space + 1;
        req->version = (char*)malloc(end-start + 1);
        strncpy(req->version,start,end-start);
        req->version[end-start] = '\0';

        // 解析请求行完毕，为解析请求头做准备
        readBuf->readPos += lineSize;
        readBuf->readPos += 2;

        // 修改状态 解析请求头
        req->curState = ParseReqHeaders;
        return true;
    }
    retrun false;
}

二、优化解析请求行代码

如果想要在一个函数里边给外部的一级指针分配一块内存,那么需要把外部的一级指针的地址传递给函数。外部的一级指针的地址也就是二级指针,把二级指针传进来之后,对它进行解引用,让其指向我们申请的一块堆内存,就可以实现外部的一级指针被初始化了，也就分配到了一块内存

  • 注意:传入指针的地址(二级指针),这个函数涉及给指针分配一块内存,指针在作为参数的时候会产生一个副本
  • 而把指针的地址作为参数传入不会产生副本
char* splitRequestLine(const char* start,const char* end,const char* sub,char** ptr) {
    char* space = (char*)end;
    if(sub != NULL) {
        space = memmem(start,end-start,sub,strlen(sub));
        assert(space!=NULL);
    }
    int length = space - start;
    char* tmp = (char*)malloc(length+1);
    strncpy(tmp,start,length);
    tmp[length] = '\0';
    *ptr = tmp;// 对ptr进行解引用=>*ptr(一级指针),让其指向tmp指针指向的地址
    return space+1;
}
// 解析请求行
bool parseHttpRequestLine(struct HttpRequest* req,struct Buffer* readBuf) {
    // 读取请求行
    char* end = bufferFindCRLF(readBuf);
    // 保存字符串起始位置
    char* start = readBuf->data + readBuf->readPos;
    // 保存字符串结束地址
    int lineSize = end - start;
    if(lineSize>0) {
        start = splitRequestLine(start,end," ",&req->method);// 请求方式
        start = splitRequestLine(start,end," ",&req->url);// url资源
        splitRequestLine(start,end,NULL,&req->version);// 版本
#if 0
        // get /xxx/xx.txt http/1.1
        // 请求方式
        char* space = memmem(start,lineSize," ",1);
        assert(space!=NULL);
        int methodSize = space - start;
        req->method = (char*)malloc(methodSize + 1);
        strncpy(req->method,start,methodSize);
        req->method[methodSize] = '\0';

        // 请求静态资源
        start = space + 1;
        space = memmem(start,end-start," ",1);
        assert(space!=NULL);
        int urlSize = space - start;
        req->url = (char*)malloc(urlSize + 1);
        strncpy(req->url,start,urlSize);
        req->url[urlSize] = '\0';

        // http 版本
        start = space + 1;
        req->version = (char*)malloc(end-start + 1);
        strncpy(req->version,start,end-start);
        req->version[end-start] = '\0';
#endif
        // 为解析请求头做准备
        readBuf->readPos += lineSize;
        readBuf->readPos += 2;

        // 修改状态
        req->curState = ParseReqHeaders;
        return true;
    }
    return false;
}

三、解析请求头并存储

### 解析请求头数据

1.数据存储在对应的Buffer结构内存块中。解析时，需要将readPos更新到请求头的起始位置parseHttpRequestLine函数中已经为解析请求头做好了准备。

  • 回顾一下parseHttpRequestLine函数:
bool parseHttpRequestLine(struct HttpRequest* request, struct Buffer* readBuf) {
    ...
    if (lineSize>0)
    {
        start = splitRequestLine(start, end, " ", &request->method);
        start = splitRequestLine(start, end, " ", &request->url);
        splitRequestLine(start, end, NULL, &request->version);

        // 为解析请求头做准备
        readBuf->readPos += lineSize;
        readBuf->readPos += 2;
        // 修改状态
        request->curState = ParseReqHeaders;
        return true;
    }
    return false;
}

2.请求头的每行为一对键值对，包含一个key值和一个value值

3.将数据行存储到堆内存中，并将堆内存地址传递给httpRequestAddHeader函数

  • 回顾一下httpRequestAddHeader函数：
void httpRequestAddHeader(struct HttpRequest* request, const char* key, const char* value) {
    request->reqHeaders[request->reqHeadersNum].key = (char*)key;
    request->reqHeaders[request->reqHeadersNum].value = (char*)value;
    request->reqHeadersNum++;
}

### 解析请求头数据 该函数处理请求头中的一行

  1. 标准HTTP协议中，键值和值之间使用冒号分隔，冒号后有一个空格
  2. 使用memem函数检查中间指针是否指向冒号
// 解析请求头
bool parseHttpRequestHeader(struct HttpRequest* req,struct Buffer* readBuf);
// 该函数处理请求头中的一行
bool parseHttpRequestHeader(struct HttpRequest* req,struct Buffer* readBuf) {
    char* end = bufferFindCRLF(readBuf);
    if(end!=NULL) {
        char* start = readBuf->data + readBuf->readPos;
        int lineSize = end - start;
        // 基于： 搜索字符串
        char* middle = memmem(start,lineSize,": ",2);    
        if(middle!=NULL) {
            // 拿出键值对
            char* key = malloc(middle - start + 1);
            strncpy(key,start,middle - start);
            key[middle - start] = '\0';// 获得key
            
            char* value = malloc(end - middle - 2 + 1);// end-(middle+2) + 1 = end - middle - 2 + 1
            strncpy(value,middle+2,end - middle - 2);
            value[end - middle - 2] = '\0';// 获得value

            httpRequestAddHeader(req,key,value);// 添加键值对
            // 移动读数据的位置
            readBuf->readPos += lineSize;
            readBuf->readPos += 2;
        }
        else {
            // 请求头被解析完了,跳过空行
            readBuf->readPos += 2;
            // 修改解析状态
            // 本项目忽略 post 请求，按照 get 请求处理
            req->curState = ParseReqDone;
        }
        return true;
    }
    return false;
}

 ## 注意事项

总结提取请求行 和 解析请求行和优化 这篇博客和 本文需要注意的细节如下：

  1. 在解析请求行和头部时，需要提供相应的解析函数
  2. 解析函数应返回布尔值，表示解析是否成功
  3. 在读取网络数据时，需要使用封装的bufferSocketRead函数来读取数据
  4. 读取的数据存储在struct Buffer结构体实例中，该实例作为参数传递给解析函数

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