TinywebServer知识点（2）
TinywebServer知识点（2）
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目前需要进一步补充学习的知识点：
- 数据库
- C++设计模式
一、代码架构
1.项目框架
2.编译运行
在ubuntu下，打开TinyWebServer-master目录，终端运行
1 | $ sh ./build.ch |
或者直接终端运行
1 | make ./server |
上面两个都可以编译程序代码
终端输入ifconfig查看服务器本机ip，服务器程序的默认端口号为9006
在浏览器中使用如下，即可访问服务器
1 | ip:Port 如： 192.168.126.128：9006 |
3.服务器运行时流程图
二、HTTP介绍
1.HTTP报文
（1）请求报文
HTTP请求报文由请求行（request line）、请求头部（header）、空行和请求数据四个部分组成有。两种请求报文
- 请求行，用来说明请求类型（方法）,要访问的资源以及所使用的HTTP版本
- 请求头部，紧接着请求行（即第一行）之后的部分，用来说明服务器要使用的附加信息
- 空行，请求头部后面的空行是必须的即使第四部分的请求数据为空，也必须有空行
- 请求数据也叫主体，可以添加任意的其他数据
**GET**请求报文
1 | GET /562f25980001b1b106000338.jpg HTTP/1.1 |
**POST**请求报文（注意POST的请求内容不为空）
1 | POST / HTTP1.1 |
GET与POST的区别
- 最直观的区别就是GET把参数包含在URL中，POST通过request body传递参数
- GET请求参数会被完整保留在浏览器历史记录里，而POST中的参数不会被保留
- GET请求在URL中传送的参数是有长度限制。（大多数）浏览器通常都会限制url长度在2K个字节，而（大多数）服务器最多处理64K大小的url
- GET产生一个TCP数据包；POST产生两个TCP数据包。对于GET方式的请求，浏览器会把http header和data一并发送出去，服务器响应200（返回数据）；而对于POST，浏览器先发送header，服务器响应100（指示信息—表示请求已接收，继续处理）continue，浏览器再发送data，服务器响应200 ok（返回数据）
HTTP多种请求方法：
| 序号 | 方法 | 描述 |
|---|---|---|
| 1 | GET | 请求指定的页面信息，并返回实体主体 |
| 2 | HEAD | 类似于GET请求，只不过返回的响应中没有具体的内容，用于获取报头 |
| 3 | POST | 向指定资源提交要处理的数据进行处理请求（例如提交表单或上传文件）。数据包含在请求体中，POST请求可能会导致新的资源的建立和/或已有资源的修改 |
| 4 | PUT | 从客户端向服务器传送的数据取代指定的文档的内容 |
| 5 | DELETE | 请求服务器删除指定的页面 |
| 6 | CONNECT | HTTP/1.1协议中预留给能够将连接改为管道方式的代理服务器 |
| 7 | OPTIONS | 允许客户端查看服务器的性能 |
| 8 | TRACE | 回显服务器收到的请求，主要用于测试或诊断 |
（2）响应报文
响应报文由状态行、消息报头、空行、响应正文四个部分组成
- 状态行，由HTTP协议版本号，状态码，状态消息 三部分组成
- 消息报头，用来说明客户端要使用的一些附加信息
- 空行，消息报头后面的空行是必须的
- 响应正文，服务器返回给客户端的文本信息等
2.HTTP请求/响应步骤
客户端连接到
web服务器- 一个
HTTP客户端，通常是浏览器，与Web服务器的HTTP端口（默认为80）建立一个TCP套接字连接。例如，http://www.baidu.com。（URL）
- 一个
发送
HTTP请求- 通过
TCP套接字，客户端向Web服务器发送一个文本的请求报文，一个请求报文由请求行、请求头部、空行和请求数据4部分组成
- 通过
服务器接受请求并返回
HTTP响应Web服务器解析请求，定位请求资源。服务器将资源复本写到TCP套接字，由客户端读取。一个响应由状态行、响应头部、空行和响应数据4部分组成
释放连接
TCP连接- 若
connection模式为close，则服务器主动关闭TCP连接，客户端被动关闭连接，释放TCP连接；若connection模式为keepalive，则该连接会保持一段时间，在该时间内可以继续接收请求
- 若
客户端浏览器解析
HTML内容客户端浏览器首先解析状态行，查看表明请求是否成功的状态代码。然后解析每一个响应头，响应
头告知以下为若干字节的
HTML文档和文档的字符集。客户端浏览器读取响应数据HTML，根据HTML的语法对其进行格式化，并在浏览器窗口中显示
例如：在浏览器地址栏键入URL，按下回车之后会经历以下流程
- 浏览器向
DNS服务器请求解析该URL中域名所对应的IP地址 - 解析出
IP地址后，根据该IP地址和默认端口 80，和服务器建立TCP连接 - 浏览器发出读取文件（
URL中域名后面部分对应的文件）的HTTP请求，该请求报文作为TCP三次握手的第三个报文的数据发送给服务器 - 服务器对浏览器请求作出响应，并把对应的
HTML文本发送给浏览器 - 释放
TCP连接 - 浏览器将该
HTML文本并显示内容
HTTP 协议是基于 TCP/IP 协议之上的应用层协议，基于 请求-响应 的模式。HTTP 协议规定，请求从客户端发出，最后服务器端响应该请求并返回。换句话说，肯定是先从客户端开始建立通信的，服务器端在没有接收到请求之前不会发送响应
3.项目中HTTP处理步骤
分为三个步骤：
- 连接处理：浏览器端发出http连接请求，主线程创建http对象接收请求并将所有数据读入对应buffer，将该对象插入任务队列，等待工作线程从任务队列中取出一个任务进行处理。
- 处理报文请求：工作线程取出任务后，调用进程处理函数，通过主、从状态机对请求报文进行解析。
- 返回响应报文：解析完之后，生成响应报文，返回给浏览器端
后续会根据代码进行步骤的解析
三、定时器处理非活跃连接
1.原理
如果一个客户端与服务器长时间连接，并且不进行数据的交互，这个连接就没有存在的意义还占据了服务器的资源。在这种情况下，服务器就需要一种手段检测无意义的连接，并对这些连接进行处理
除了处理非活跃的连接之外，服务器还有一些定时事件，比如关闭文件描述符等
为实现这些功能，服务器就需要为各事件分配一个定时器
该项目使用SIGALRM信号来实现定时器，首先每一个定时事件都处于一个升序链表上，通过alarm()函数周期性触发SIGALRM信号，而后信号回调函数利用管道通知主循环，主循环接收到信号之后对升序链表上的定时器进行处理：若一定时间内无数据交换则关闭连接
2.框图
文字描述：
- 服务器首先创建定时器容器链表，然后用统一事件源将异常事件，读写事件和信号事件统一处理，根据不同事件的对应逻辑使用定时器。
- 具体的，浏览器与服务器连接时，创建该连接对应的定时器，并将该定时器添加到定时器容器链表上；
- 处理异常事件时，执行定时事件，服务器关闭连接，从链表上移除对应定时器；
- 处理定时信号时，将定时标志设置为true，以便执行定时器处理函数；
- 处理读/写事件时，若某连接上发生读事件或某连接给浏览器发送数据，将对应定时器向后移动，否则，执行定时事件。
四、日志系统
为了记录服务器的运行状态，错误信息，访问数据的文件等，需要建立一个日志系统。本项目中，使用单例模式（C++设计模式）创建日志系统
这个部分直接结合源码，从log.h入手进行阅读，先查看同步写入的方式，在进行异步写入日志以及阻塞队列的阅读
五、数据库连接池
该项目在处理用户连接时，采用的是：每一个HTTP连接获取一个数据库连接，获取其中的用户账号密码进行对比（有点损耗资源，实际场景下肯定不是这么做的），而后再释放该数据库连接。
那为什么要创建数据库连接池呢？
数据库访问的一般流程为：当系统需要访问数据库时，先系统创建数据库连接，完成数据库操作，然后系统断开数据库连接。——从中可以看出，若系统需要频繁访问数据库，则需要频繁创建和断开数据库连接，而创建数据库连接是一个很耗时的操作，也容易对数据库造成安全隐患。
在程序初始化的时候，集中创建多个数据库连接，并把他们集中管理，供程序使用，可以保证较快的数据库读写速度，更加安全可靠。
其实数据库连接池跟线程池的思想基本是一致的。
在该项目中不仅实现了数据库连接池，还将数据库连接的获取与释放通过RAII机制封装，避免手动释放
六、封装同步类
为便于实现同步类的RAII机制，该项目在pthread库的基础上进行了封装，实现了类似于C++11的mutex、condition_variable。
可以阅读文件夹lock中的源码进行这方面的学习