工控网中基于Linux的嵌入式HTTP服务器设计

的行为。在LinuxThreads中，使用（CLONE_VMCLONE_FSCLONE_FILESCLONE_SIGHAND）参数调用clone()创建“线程”，表示共享内存、共享文件系统、共享文件描述符表，以及共享信号处理方式。Linux操作系统下，已经实现基于轻质进程的符号POSIX1003.C标准的线程库LinuxThreads。

在传统的Unix服务器程序设计中，为了使服务器具备并发处理连接的能力，通常采用父进程处理连接，并调用fork（）创建子进程来处理用户请求的方法。这种方法的缺点是进程创建慢，耗费资源，进程切换开销大，进程之间通信比较困难等，不适用对资源、速度有要求的嵌入式系统。因此，在嵌入式HTTP服务器的开发中使用线程的方法。利用LinuxThreads提供的pthread_create()等函数派生出线程，也即轻质进程来处理多个HTTP请求。

4 工作流程和代码设计

4．1工作流程

嵌入式HTTP服务器程序开始运行时，主进程首先创建一个接口，并和主机地址绑定到一起，随后置为被动监听状态，等待客户端连接请求的到来。分别用函数socket()创建一个接口，bind()绑定地址，listen()监听，accept()接收来完成。当建立一个TCP连接后，函数accept()返回一个新的套接口描述符，主进程就创建一个新的子线程（轻质进程）处理这个新的连接。

子线程用于处理每具体的HTTP请求。子线程首先解析用户的HTTP请求。当用户请求一个网页时，子线程查找文件系统。如果该网页文件存在，且通过权限认证，就把它从CF卡读入内存并扫描，发现有自定义标记则调用相应函数进行处理，最后把结果返回给浏览器；否则给一个简单的出错消息。当用户是上传数据时，子线程调用相应函数读取数据进行处理，并返回处理结果给浏览器。

4．2 代码设计

在嵌入式HTTP服务器的代码设计中，考虑到代码的移植性和扩展性，利用C语言实现了面向对象风格的代码结构。代码主要由两上数据结构request_inf和response_inf以及其上一组操作函数组成。

结构request_inf和response_inf分别用来保存HTTP请求报文和响应报文的所有信息。在结构定义时，应根据具体应用特点设计结构包含的成分。

嵌入式HTTP服务器的函数包括通用函数、CGI函数和自定义标记处理函数等，其中通用函数是一些与HTTP1.1协议有关的函数。

（1）通用函数

*void prase_request_line(char *,struct *request_inf)

该函数用来解析HTTP请求报文的请求行（Request_Line），并把相应信息存放在结构request_inf中。其中，对请求行中URI部分的解析包括两种情况。如果用户请求一个网页，则获取文件路径、文件类型；如果用户要求上传数据，则把数据放在一个字符数组中。然后将文件路径和类型，或者指向该数组的指针、方法、版本号信息都放入结构request_inf中。

*void prease_general_header(char*,struct*request_inf)

该函数用来解析HTTP请求报文的调用首部（General_Header）。之所以把此函数与函数prase_request_line()分开，是考虑到程序的修植性和扩展性。请求行和通用首部是请求报文中的不同部分，不不同的场合下，要求解析的信息可能存在差导师。同时，这样也能使程序结构更清楚。比如，本项目要从通用首部解析字段Keep_Alive。该字段指明一个最长的时间或最大请求数目，在此范围内可以保持TCP连接不被释放（即前文提到的HTTP1.1的持续连接特性，persistent connection）。

*void prase_request_header(char*,struct*request_inf)

void prase_entity_header(char*,struct*request_inf)

HTTP请求报文的请求头部用来说明浏览器的一些信息，实体头部则用来说明请求报文中可能存在的实体主体信息。本项目实际上并不需要使用这两个函数来获取相关信息，但考虑到程序的扩展性和移植性，此处仍然把它列出来，它们是两个空函数。

*send_status_line(int fd,struct *response_inf)

此函数用来产生一个HTTP响应报文的状态行（Status_line）。状态行包括三部分内容，即HTTP版本、状态码以及解释状态码的简单短语。这些信息预先放在结构response_inf中。

*send_general_header(int fd,struct*response_inf)

send_response_header(int fd,struct*response_inf)

send_entity_header(int fd,struct*response_inf)

这三个函数分别用来产生HTTP响应报文的通用首部、响应首部（Response_header）和实体首部。嵌入式HTTP服务器是一个瘦服务器，功能非常简单。因此HTTP响应报文的通用首部、响应首部和实体首部中的可选字段许多是不需要的，还有许多是固定不变的，例如Last_modified和Content_type字段。Last_modified字段指出资源上次被修改的时间并由接收方解释。如果接收方已有此资源的拷贝，但此拷贝比Last-Modified域所指定的要旧，那该拷贝就是过期的。由于网页文件中含有自定义标记，具有实时性，所以此字段根本没有含有Content_type字段指出实体的媒体类型，本项目中的嵌入式HTTP服务器被设计成只支持HTML类型，因此该字段的内容总是Content_type=text/html。有关服务器和资源的所有标题域信息都被放入结构response_inf中。

*send_white_line(int fd)

此函数用于实体首

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