基于C语言的简单HTTP Web服务器实现

news2025/3/14 5:56:25

1. 概述

本案例使用C语言实现了一个简单的HTTP服务器，能够处理客户端的GET请求，并返回静态文件（如HTML、图片等）。在此案例中案例，我们主要使用的知识点有：

  • Socket编程：基于TCP协议的Socket通信。

  • HTTP协议：HTTP请求和响应的基本格式。

  • 多线程：使用多线程处理客户端请求。

  • 文件操作：读取本地文件并发送给客户端。

  • MIME类型：根据文件扩展名设置正确的Content-Type。

2. 主要知识点

2.1 Socket编程

Socket是网络通信的基础，本案例使用Windows下的Socket API（winsock2.h）实现TCP通信。主要函数包括：

  • WSAStartup：初始化Winsock库。

  • socket：创建套接字。

  • bind：绑定套接字到本地地址和端口。

  • listen：监听客户端连接。

  • accept：接受客户端连接。

  • send/recv：发送和接收数据。

  • closesocket：关闭套接字。

2.2 HTTP协议

HTTP是一种无状态的请求-响应协议。本案例实现了HTTP/1.0的基本功能：

  • 请求格式：

  • GET /path HTTP/1.0
Host: 127.0.0.1:8080

    响应格式：

  • HTTP/1.0 200 OK
Content-Type: text/html

<html>...</html>

    2.3 多线程

    为了支持多个客户端同时连接，本案例使用Windows的CreateThread函数创建新线程处理每个客户端请求。

2.4 文件操作

服务器需要读取本地文件并发送给客户端。本案例使用fopen、fread等函数操作文件。

2.5 MIME类型

根据文件扩展名设置正确的Content-Type，例如：

  • .html -> text/html

  • .jpg -> image/jpeg

  • .png -> image/png

3. 实现思路

3.1 服务器启动流程

  1. 初始化Winsock库：调用WSAStartup初始化网络通信。

  2. 创建套接字：调用socket创建TCP套接字。

  3. 绑定地址和端口：调用bind绑定套接字到本地地址和端口。

  4. 监听连接：调用listen开始监听客户端连接。

  5. 接受连接：调用accept接受客户端连接，并为每个连接创建新线程。

3.2 处理客户端请求

  1. 读取请求行：从客户端读取HTTP请求的第一行，解析请求方法和URL。

  2. 解析URL：根据URL确定请求的文件路径。

  3. 检查文件是否存在：使用stat函数检查文件是否存在。

  4. 发送响应头：根据文件类型设置Content-Type，并发送HTTP响应头。

  5. 发送文件内容：读取文件内容并发送给客户端。

3.3 多线程处理

每个客户端连接由一个独立的线程处理，避免阻塞主线程。

4. 代码细节分析

4.1 初始化网络和创建套接字

int startup(unsigned short* port) {
    WSADATA wsaData;
    int ret = WSAStartup(MAKEWORD(1, 1), &wsaData);
    if (ret) {
        printf("初始化网络通信失败\n");
        return -1;
    }

    int server_sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
    if (server_sock == INVALID_SOCKET) {
        error_die("socket()失败");
    }

    // 设置端口复用
    int opt = 1;
    setsockopt(server_sock, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, (char*)&opt, sizeof(opt));

    // 绑定地址和端口
    struct sockaddr_in server_addr;
    memset(&server_addr, 0, sizeof(server_addr));
    server_addr.sin_family = AF_INET;
    server_addr.sin_port = htons(*port);
    server_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);

    ret = bind(server_sock, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr));
    if (ret == SOCKET_ERROR) {
        error_die("bind()失败");
    }

    // 动态分配端口
    if (*port == 0) {
        int len = sizeof(server_addr);
        getsockname(server_sock, (struct sockaddr*)&server_addr, &len);
        *port = ntohs(server_addr.sin_port);
    }

    // 监听连接
    ret = listen(server_sock, 5);
    if (ret == SOCKET_ERROR) {
        error_die("listen()失败");
    }

    return server_sock;
}

4.2 读取HTTP请求

int get_line(int sock, char* buf, int size) {
    int i = 0;
    char c = 0;
    while (i < size - 1 && c != '\n') {
        int n = recv(sock, &c, 1, 0);
        if (n <= 0) break;
        if (c == '\r') {
            n = recv(sock, &c, 1, MSG_PEEK);
            if (n > 0 && c == '\n') recv(sock, &c, 1, 0);
            c = '\n';
        }
        buf[i++] = c;
    }
    buf[i] = '\0';
    return i;
}

4.3 处理客户端请求

DWORD WINAPI accept_request(LPVOID arg) {
    int client = (SOCKET)arg;
    char buf[1024], method[255], url[255], path[255];
    int numchars = get_line(client, buf, sizeof(buf));

    // 解析请求方法和URL
    sscanf(buf, "%s %s", method, url);

    // 检查请求方法
    if (_stricmp(method, "GET") && _stricmp(method, "POST")) {
        unimplemented(client);
        return 0;
    }

    // 构造文件路径
    sprintf(path, "htdocs%s", url);
    if (path[strlen(path) - 1] == '/') strcat(path, "index.html");

    // 检查文件是否存在
    struct stat st;
    if (stat(path, &st) == -1) {
        while ((numchars > 0) && strcmp("\n", buf))
            numchars = get_line(client, buf, sizeof(buf));
        not_found(client);
    } else {
        if ((st.st_mode & S_IFMT) == S_IFDIR) strcat(path, "/index.html");
        server_file(client, path);
    }

    closesocket(client);
    return 0;
}

4.4 发送文件内容

void cat(int client_sock, FILE* resource) {
    char buf[4096];
    int count = 0;
    while (1) {
        int ret = fread(buf, sizeof(char), sizeof(buf), resource);
        if (ret <= 0) break;
        send(client_sock, buf, ret, 0);
        count += ret;
    }
    printf("总共发送了%d字节\n", count);
}

5. 总结

      通过这个案例，我们实现了一个简单的HTTP服务器，支持静态文件的请求和响应。核心知识点包括Socket编程、HTTP协议、多线程和文件操作。这个案例是学习网络编程的入门项目，后续可以扩展支持更多功能，如POST请求、动态内容生成等。

静态资源的访问位置记得改成自己的，这是我存放的静态资源位置。

如果edge浏览器访问不了可以多刷新几次，或者使用谷歌等其他浏览器。

如果通过路径访问的资源不存在，则返回404信息

案例完整代码如下：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

#include <stdio.h>
#include <winsock2.h>
#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")

#include <string.h>
#include <ctype.h>
#include <sys/stat.h> //访问文件的属性

#define PRINTF(str) printf("[%s - %d] "#str" = %s\r\n",__func__,__LINE__,str);

#define ISspace(x) isspace((int)(x))

void error_die(const char* msg) {
    // 打印错误信息
    printf("%s\n", msg);
    // 退出程序
    exit(1);
}

// 初始化网络并创建服务端的套接字
int startup(unsigned short* port) {
    // 1. 网络通信初始化
    WSADATA wsaData;
    int ret = WSAStartup(MAKEWORD(1, 1), &wsaData);
    if (ret) {
        printf("初始化网络通信失败\n");
        return -1;
    }

    // 2. 创建服务端的套接字
    int server_sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
    if (server_sock == INVALID_SOCKET) {
        error_die("socket()失败");
    }

    // 设置端口号可复用
    int opt = 1;
    ret = setsockopt(server_sock, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, (char*)&opt, sizeof(opt));
    if (ret == -1) {
        error_die("setsockopt()失败");
    }

    // 配置服务端套接字地址
    struct sockaddr_in server_addr;
    memset(&server_addr, 0, sizeof(struct sockaddr_in)); // 清空结构体
    server_addr.sin_family = AF_INET; // 地址族，这里是IPv4
    server_addr.sin_port = htons(*port); // 端口号
    server_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); // IP地址，这里是任意IP

    // 绑定套接字与服务端地址
    ret = bind(server_sock, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(struct sockaddr));
    if (ret == SOCKET_ERROR) {
        error_die("bind()失败");
    }

    // 动态分配一个端口号
    if (*port == 0) {
        int len = sizeof(struct sockaddr);
        getsockname(server_sock, (struct sockaddr*)&server_addr, &len);
        *port = ntohs(server_addr.sin_port);
    }

    // 创建监听队列
    ret = listen(server_sock, 5);
    if (ret == SOCKET_ERROR) {
        error_die("listen()失败");
    }

    return server_sock; // 返回server_sock而不是0
}

//返回从套接字读取一行信息，并把数据存入buf中
int get_line(int sock, char* buf, int size) {
    int i = 0;
    int n;
    char c = 0;

    while (i < size - 1 && c != '\n') {
        n = recv(sock, &c, 1, 0);
        if (n <= 0) {
            // 连接关闭或出错，结束循环
            break;
        }

        if (c == '\r') {
            // 查看下一个字符是否是'\n'
            char next_char;
            n = recv(sock, &next_char, 1, MSG_PEEK);
            if (n > 0 && next_char == '\n') {
                // 读取并消耗'\n'
                recv(sock, &next_char, 1, 0);
            }
            c = '\n'; // 统一转换为换行符
        }

        buf[i++] = c;

        if (c == '\n') {
            break; // 换行符结束行读取
        }
    }

    buf[i] = '\0'; // 添加字符串终止符
    return i; // 返回读取的字符数（不含终止符）
}

void unimplemented(int client_sock) {
    // 发送501响应
    char buf[1024];

    strcpy(buf, "HTTP/1.0 501 Method Not Implemented\r\n");
    send(client_sock, buf, strlen(buf), 0);

    strcpy(buf, "Server: RockHTTP/0.1 libcurl/7.22.0\r\n");
    send(client_sock, buf, strlen(buf), 0);

    strcpy(buf, "Content-Type: text/html\r\n");
    send(client_sock, buf, strlen(buf), 0);

    strcpy(buf, "\r\n");
    send(client_sock, buf, strlen(buf), 0);

    // 发送501页面
    char unimplemented_html[] = "<HTML><HEAD><TITLE>Method Not Implemented</TITLE></HEAD><BODY><H1>501 Method Not Implemented</H1></BODY></HTML>";
    send(client_sock, unimplemented_html, strlen(unimplemented_html), 0);
}

void not_found(int client_sock) {
    // 发送404响应
    char buf[1024];

    strcpy(buf, "HTTP/1.0 404 Not Found\r\n");
    send(client_sock, buf, strlen(buf), 0);

    strcpy(buf, "Server: RockHTTP/0.1 libcurl/7.22.0\r\n");
    send(client_sock, buf, strlen(buf), 0);

    sprintf(buf, "Content-Type: text/html\r\n");
    send(client_sock, buf, strlen(buf), 0);

    strcpy(buf, "\r\n");
    send(client_sock, buf, strlen(buf), 0);

    // 发送404页面
    char not_found_html[] = "<HTML><HEAD><TITLE>Not Found</TITLE></HEAD><BODY><H1>404 Not Found</H1></BODY></HTML>";
    send(client_sock, not_found_html, strlen(not_found_html), 0);
}

const char* get_content_type(const char* path) {
    const char* last_dot = strrchr(path, '.');
    if (last_dot) {
        if (strcmp(last_dot, ".html") == 0 || strcmp(last_dot, ".htm") == 0) {
            return "text/html";
        }
        else if (strcmp(last_dot, ".jpg") == 0 || strcmp(last_dot, ".jpeg") == 0) {
            return "image/jpeg";
        }
        else if (strcmp(last_dot, ".png") == 0) {
            return "image/png";
        }
        else if (strcmp(last_dot, ".gif") == 0) {
            return "image/gif";
        }
        else if (strcmp(last_dot, ".css") == 0) {
            return "text/css";
        }
        else if (strcmp(last_dot, ".js") == 0) {
            return "application/javascript";
        }
    }
    return "text/plain";
}

void headers(int client_sock, const char* path) {
    // 发送HTTP头部                         
    char buf[1024];

    strcpy(buf, "HTTP/1.0 200 OK\r\n");
    send(client_sock, buf, strlen(buf), 0);

    sprintf(buf, "Content-Type: %s\r\n", get_content_type(path));
    send(client_sock, buf, strlen(buf), 0);

    strcpy(buf, "\r\n");
    send(client_sock, buf, strlen(buf), 0);
}

void cat(int client_sock, FILE* resource) {
    char buf[4096];
    int count = 0;

    while (1) {
        int ret = fread(buf, sizeof(char), sizeof(buf), resource);
        if (ret <= 0) {
            break;
        }
        send(client_sock, buf, ret, 0);
        count += ret;
    }

    printf("总共发送了%d字节\n", count);
}

void server_file(int client_sock, const char* fileName) {
    char numchars = 1;
    char buf[1024];

    // 将请求包剩余数据读完，直到遇到换行符
    while (numchars > 0 && strcmp(buf, "\n")) {
        numchars = get_line(client_sock, buf, sizeof(buf));
        PRINTF(buf);
    }

    // 发送文件内容
    FILE* resource = fopen(fileName, "rb"); // 以二进制模式打开文件
    if (resource == NULL) {
        printf("文件打开失败\n");
        not_found(client_sock);
    }
    else {
        // 返回数据给浏览器
        headers(client_sock, fileName);

        // 发送请求的资源
        cat(client_sock, resource);

        printf("资源发送完毕\n");
    }

    fclose(resource);
}

// 处理客户端的连接请求 
DWORD WINAPI accept_request(LPVOID arg) {
    char buf[1024];
    int numchars;
    char method[255];
    char url[255];
    char path[255];
    size_t i, j;

    struct stat st;
    int cgi = 0;

    int client = (SOCKET)arg;

    // 读取一行信息
    numchars = get_line(client, buf, sizeof(buf));
    printf("read %d bytes of data from client\n", numchars);
    PRINTF(buf);

    char* query_string = NULL;

    i = 0; j = 0;
    while (!ISspace(buf[j]) && (i < sizeof(method) - 1)) {
        method[i] = buf[j];
        i++;
        j++;
    }
    method[i] = 0;  // 解析后， method的值："GET"或者"POST"
    PRINTF(method);

    // 判断是否为GET或POST请求
    if (_stricmp(method, "GET") && _stricmp(method, "POST")) {
        unimplemented(client);
        return 0;
    }

    // 判断是否为CGI请求
    if (_stricmp(method, "POST") == 0)
        cgi = 1;

    // 解析URL，获得资源路径
    i = 0;
    while (ISspace(buf[j]) && (j < sizeof(buf))) // 跳过buff中的空格
        j++;
    while (!ISspace(buf[j]) && (i < sizeof(url) - 1) && (j < sizeof(buf))) // 获得资源url 比如 / 或者 /images/head.png
    {
        url[i] = buf[j];
        i++; j++;
    }
    url[i] = '\0';
    PRINTF(url);

    sprintf(path, "htdocs%s", url);
    if (path[strlen(path) - 1] == '/')
        strcat(path, "index.html"); // 如果路径以"/"结尾，则认为是目录，拼接上默认的HTML文件名
    PRINTF(path);

    struct stat status;

    // 检查访问的资源是否存在
    if (stat(path, &st) == -1) {  // stat获取指定文件的属性信息
        // 如果不能访问它的属性信息，那么这个文件就不存在
        // 此时，就需要把这个请求报文，读完！虽然已经没有用了，但是也要把这个报文读完
        while ((numchars > 0) && strcmp("\n", buf))  /* read & discard headers */
            numchars = get_line(client, buf, sizeof(buf));
        not_found(client);
    }
    else {
        // 如果浏览器的地址输入：http://127.0.0.1:8000/movies 
        // 如果movies是目录，就默认访问这个目录下的index.html
        if ((st.st_mode & S_IFMT) == S_IFDIR)
            strcat(path, "/index.html");

        server_file(client, path);
    }

    closesocket(client);
    return 0;
}

int main() {
    // httpd默认的端口是80，这里指定了8000端口，也可以使用其它端口
    unsigned short port = 8080;

    // 初始化网络，并使用指定端口来创建服务端的套接字
    int server_sock = startup(&port);
    printf("httpd running on port %d\n", port);

    while (1) {
        // 等待客户端的连接
        struct sockaddr_in client_addr;
        int client_len = sizeof(struct sockaddr);

        // 阻塞式等待客户端的连接
        int client_sock = accept(server_sock, (struct sockaddr*)&client_addr, &client_len);
        if (client_sock == -1) {
            error_die("accept"); // 打印错误信息并结束
        }

        // 创建一个线程来处理客户端请求
        DWORD threadId = 0;

        HANDLE handleFirst = CreateThread(NULL, 0, accept_request, (void*)client_sock, 0, &threadId);
        if (handleFirst == NULL) {
            error_die("CreateThread()失败");
        }
    }

    return 0;
}

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蓝桥杯原题&#xff1a; 题目描述&#xff1a; “在五子棋的对弈中&#xff0c;友谊的小船说翻就翻&#xff1f; ” 不&#xff01;对小蓝和小桥来说&#xff0c;五子棋不仅是棋盘上的较量&#xff0c;更是心与心之间的沟通。这两位挚友秉承着 “ 友谊第一&#xff0c;比赛第二…
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复试难度解析，西电先进材料与纳米科技学院学院考研录取情况

复试难度解析，西电先进材料与纳米科技学院学院考研录取情况

01、先进材料与纳米科技学院各个方向 02、24先进材料与纳米科技学院近三年复试分数线对比 PS&#xff1a;材料院24年院线学硕方向降低10分&#xff0c;专硕上涨15分&#xff1b;材料院在分数线相对于其他211、985院校对比来看&#xff0c;依然分数偏低&#xff0c;推荐大家关注…
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Deepseek Chatgpt Kimi 推荐的深度学习书单

Deepseek Chatgpt Kimi 推荐的深度学习书单

朋友让推荐一些深度学习的书&#xff0c;让 Deepseek、Chatgpt、Kimi 分别生成了一份书单并做了对比&#xff0c;记录一下以备以后用到。 Chatgpt 推荐的深度学习书 1. chatgpt 推荐的书目截图 1.2 Chatgpt 推荐的深度学习书目文字版 如果你想学习 Deep Learning&#xff0…
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高频面试题（含笔试高频算法整理）基本总结回顾25

高频面试题（含笔试高频算法整理）基本总结回顾25

干货分享&#xff0c;感谢您的阅读&#xff01; &#xff08;暂存篇---后续会删除&#xff0c;完整版高频面试题基本总结回顾&#xff08;含笔试高频算法整理&#xff09;&#xff09; 备注&#xff1a;引用请标注出处&#xff0c;同时存在的问题请在相关博客留言&#xff0c…
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mac安装mysql之后报错zsh: command not found: mysql ！

mac安装mysql之后报错zsh: command not found: mysql ！

在Mac上安装MySQL后&#xff0c;如果终端中找不到mysql命令&#xff0c;通常是 因为MySQL的命令行工具&#xff08;如mysql客户端&#xff09;没有被正确地添加到你的环境变量中。 检查 MySQL 是否已安装 ps -ef|grep mysql查看到路径在 /usr/local/mysql/bin 查看 .bash_pro…
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蓝桥杯备考：set容器用法（lower_bound)---营业额统计

蓝桥杯备考：set容器用法（lower_bound)---营业额统计

如图所示&#xff0c;这道题的暴力解法就是枚举每天的营业额&#xff0c;让该营业额和前面的天的营业额依次相减取最小值这样的话我们的时间复杂度就是N平方&#xff0c;我们是很有可能超时的 所以我们选择用set容器的二分查找功能 我们每次遍历到一个数的时候&#xff0c;前…
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VSCode集成C语言开发环境

VSCode集成C语言开发环境

下载MinGW https://sourceforge.net/projects/mingw/ 点击download按钮下载exe文件到本地 点击exe文件安装 选择基础包和c编译版 vscode安装部分跳过 安装code runner和c/c插件 **(1) 创建 C 文件** 新建一个测试文件&#xff08;例如 hello.c&#xff09;&#xf…
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Python----数据可视化（pyecharts二：绘图一：条形图，直方图，折线图，散点图，箱图，饼图，热力图）

Python----数据可视化（pyecharts二：绘图一：条形图，直方图，折线图，散点图，箱图，饼图，热力图）

1、条形图 from pyecharts.charts import Bar from pyecharts.faker import Faker from pyecharts import options as opts # 绘制柱状图 bar (Bar() # 创建柱状图.add_yaxis("商家A", Faker.values(),colorFaker.rand_color()) # 添加数据.add_yaxis("商家B&…
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Training-free Neural Architecture Search for RNNs and Transformers（预览版本）

Training-free Neural Architecture Search for RNNs and Transformers（预览版本）

摘要 神经架构搜索 (NAS) 允许自动创建新的有效神经网络架构&#xff0c;为手动设计复杂架构的繁琐过程提供了替代方案。然而&#xff0c;传统的 NAS 算法速度慢&#xff0c;需要大量的计算能力。最近的研究调查了图像分类架构的无训练 NAS 指标&#xff0c;大大加快了搜索算…
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计算机考研C语言

计算机考研C语言

C语言程序设计从入门到精通【2025完整版】考研复试 嵌入式 计算机二级 软考 专升本也适用_哔哩哔哩_bilibili 1、第一个C程序 helloC #include <stdio.h>int main(){printf("hehe");return 0;}每个C语言程序不管有多少行代码&#xff0c;都是从main函数开始执…
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【MySQL】(4) 表的操作

【MySQL】(4) 表的操作

一、创建表 语法&#xff1a; 示例&#xff1a; 生成的数据目录下的文件&#xff1a; 二、查看表结构 三、修改表 语法&#xff1a; 另一种改表名语法&#xff1a;rename table old_name1 to new_name1, old_name2 to new_name2; 示例&#xff1a; 四、删除表 语法&#xf…
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Qt 中实现自定义控件子类化

Qt 中实现自定义控件子类化

一、子类化关键步骤 ‌1、选择基类‌ 根据需求选择合适的 Qt 原生控件作为基类&#xff08;如 QWidget、QPushButton、QSpinBox 等&#xff09;&#xff0c;通过继承实现功能扩展‌。 ‌2、重写关键方法‌ ‌绘制逻辑‌&#xff1a;重写 paintEvent() 方法&#xff0c;使用 Q…
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6. MySQL 索引的数据结构(详细说明)

6. MySQL 索引的数据结构(详细说明)

6. MySQL 索引的数据结构(详细说明) 文章目录 6. MySQL 索引的数据结构(详细说明)1. 为什么使用索引2. 索引及其优缺点2.1 索引概述 3. InnoDB中索引的推演3.1 索引之前的查找3.2 设计索引3.3 常见索引概念1. 聚簇索引2. 二级索引&#xff08;辅助索引、非聚簇索引&#xff09;…
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