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【Linux网络篇】：HTTP协议深度解析---基础概念与简单的HTTP服务器实现

news 来源：原创 2025/6/4 20:39:22

✨感谢您阅读本篇文章，文章内容是个人学习笔记的整理，如果哪里有误的话还请您指正噢✨
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文章目录

一.三个预备知识
- 认识域名
- 认识URL
- 认识URL编码和解码
二.http请求和响应的格式
三.实现一个简单的HTTP服务器
- HTTP服务器实现-version 1
- HTTP服务器实现-version 2
四.HTTP的细节字段
- HTTP的请求方法
- HTTP的状态码
- HTTP的常见Header

一.三个预备知识

认识域名

1.定义：

域名是互联网上用于标识和定位网站的一串字符串，比如baidu.com。他相当于网站的“门牌号”，方便用于记忆和访问。

2.结构：

域名通常由多个部分组成，从右到左依次是：

顶级域名：比如.com，org，.net，.cn等。
二级域名：比如baidu在baidu.com中。
三级域名：比如www在www.baidu.com中。

3.作用：

域名将用户可读的地址转换为机器可以识别的IP地址（比如1.111.11.1:8888）。
通过DNS（域名系统）实现域名到IP地址的映射。

我们平常访问各种网页使用的域名，首先会被解析为IP地址，在网络通信时，正真用到的其实是IP地址。

使用一个IP地址在浏览器访问时，默认采用的协议就是http或者https，这种知名的协议绑定的端口号一般都是固定的。

http协议绑定的端口号是80；https协议绑定的端口号是443。

认识URL

1.定义：

URL是用于标识和定位互联网上资源的完整地址，比如http://www.example.com/page?param=value。

平常我们访问的网址其实就是URL——统一资源定位符

所有网络上的资源（图片，视频，文章等），都可以用唯一的一个”字符串“标识，并且可以获取到。

2.结构：

URL通常由以下部分组成：

协议：比如http://或者https://，表示访问资源的方式。
域名：比如www.example.com，表示资源所在的服务器（IP地址标识）。
端口：比如80或443，表示服务器上的服务端口（默认可以省略）。
路径：比如/path，表示资源所在服务器上的具体位置。
查询参数：比如?pararm=value，表示传递给服务器的额外信息。
锚点：比如#section，表示页面内的特定位置。

认识URL编码和解码

像/ ? : #等这样的字符，已经被URL当作特殊意义理解了，因此这些字符不能随意出现。

少量的情况下，提交或者获取的资源地址本身可能包含和URL中特殊字符冲突的字符，所以BS双方（浏览器和服务器）要进行编码（urlencode）和解码（urldecode）的工作。

URL编码（urlencode）

定义：

URL编码是将URL中的特殊字符（比如/ ? : #等）转换为%后跟十六位进制ASCLL码的形式，以便在互联网上安全传输。
常见编码规则：

字母，数字，- _ . ~这些字符不编码；其他字符编码为%xx，其中XX是字符的十六进制ASCLL码。

URL解码（urldecode）

定义：

URL解码是将URL编码后的字符串转换为原始字符。

实际应用

浏览器自动编码：

用户在浏览器输入URL时，浏览器会自动对特殊字符进行URL编码；比如，输入https://example.com?page?name=张三，浏览器会自动编码为https://example.com/page?name=%E5%BC%A0%E4%b8%89。
服务器解码：

服务器收到请求后，会先解码URL，再解析参数；比如服务器收到name=%E5%BC%A0%E4%b8%89，解码后得到name=张三。

最后总结上面三点：

域名：是网站的“门牌号”，方便用户记忆，通过DNS转换为IP地址。

URL：是完整的资源地址，包含协议，域名，路径，参数等信息，用于定位和访问互联网上的资源。

URL编码：将特殊字符转换为%xx格式，确保URL的合法性和安全性。

URL解码：将%xx格式转换为原始字符，便于服务器解析。

二.http请求和响应的格式

在这里插入图片描述

先大概了解格式是什么样子，后面会讲解每个细节字段。

三.实现一个简单的HTTP服务器

主程序

HttpServer.cc：用于启动服务器

#include <iostream>
#include "HttpServer.hpp"static void Usage(const std::string &proc){std::cout << "/r/nUsage: " << proc << "serverport/r/n";
}int main(int argc, char *argv[]){if (argc != 2){Usage(argv[0]);exit(0);}uint16_t port = std::stoi(argv[1]);HttpServer *httpsvr = new HttpServer(port);httpsvr->InitServer();httpsvr->StartServer();return 0;
}

HTTP服务器实现-version 1

HttpServer.hpp：

#pragma once#include <iostream>
#include <string>
#include <pthread.h>
#include <vector>
#include <sstream>
#include <fstream>
#include "Socket.hpp"
#include "Log.hpp"// 注意：我这里使用的Sokcet.hpp文件是我自己封装的Socket套接字类，具体实现可以看我上一篇文章extern Log log;class HttpServer;class ThreadData{
public:ThreadData(const int &sockfd, HttpServer *svr): _sockfd(sockfd), httpsvr(svr){}public:int _sockfd;HttpServer *httpsvr;
};class HttpServer{
public:HttpServer(const uint16_t port):_port(port){}// 初始化服务器void InitServer(){_listensock.Socket();_listensock.Bind(_port);_listensock.Listen();log(INFO, "HttpServer Init ... Done");}// 启动服务器void StartServer(){while(true){std::string clientip;uint16_t clientport;int sockfd = _listensock.Accept(&clientip, &clientport);if (sockfd < 0){continue;}log(INFO, "httpserver get a connect, sockfd: %d", sockfd);ThreadData *td = new ThreadData(sockfd, this);pthread_t tid;pthread_create(&tid, nullptr, ThreadRun, td);}}private:void HttpHandler(const int &sockfd){char buffer[1024];ssize_t n = recv(sockfd, buffer, sizeof(buffer), 0);if(n > 0){buffer[n] = 0;std::cout << buffer << std::endl;           // 假设读取到的是一个完整的，独立的http请求std::string text ="hello world!";                       // 响应正文部分std::string response_line = "HTTP/1.0 200 OK\r\n";      // 状态行std::string response_header = "Content-Length: ";response_header += std::to_string(text.size());response_header += "\r\n";                              // 响应报头std::string blank_line = "\r\n";                        // 空行分隔符// 构建响应字符串std::string response = response_line;response += response_header;response += blank_line;response += text;// 发送响应ssize_t k = send(sockfd, response.c_str(), response.size(), 0);}close(sockfd);}static void *ThreadRun(void *args){pthread_detach(pthread_self());    // 线程分离ThreadData *td = static_cast<ThreadData *>(args);td->httpsvr->HttpHandler(td->_sockfd);delete td;                         // 释放线程信息对象return nullptr;}~HttpServer(){}
private:uint16_t _port;MySocket _listensock;
};

测试结果：

在这里插入图片描述

服务器收到的请求：

在这里插入图片描述

HTTP服务器实现-version 2

在实现version2版本的服务器之前，先来理解两个点：

1.HTTP请求行中的URL作用

定义：

HTTP请求行中的URL是客户端请求的资源路径，比如GET /index.html HTTP/1.1；这里的/index.html就是URL。
作用：
- 定位资源：URL告诉服务器客户端向要访问的具体资源（比如网页，图片，文件等）。
- 传递参数：URL可以包含查询参数（比如?name=张三），用于向服务器传递额外的信息。
- 区分请求：不同的URL对应不同的资源，服务器根据URL返回不同的内容。

2.web根目录/

定义：

web根目录是服务器上存放网站文件的根文件，所有HTTP请求的URL都是相对于这个目录的。
作用：
- 文件组织：web根目录下通常包含网站的所有文件，比如HTML,CSS,JavaScript,图片等。
- 安全隔离：服务器只允许访问web根目录下的文件，防止用户访问服务器上的其他敏感文件。
- URL映射：URL路径直接映射到web根目录下的文件路径。
示例：

假设web根目录是/wwwroot：
- 请求GET /index.html：服务器返回/wwwroot/index.html文件。
- 请求GET /a/b/hello.html：服务器返回/wwwroot/a/b/hello.html文件。

明白了上面两点后，再来修改自己写的服务器，也实现通过不同的URL地址访问不同的网页资源。

#pragma once#include <iostream>
#include <string>
#include <pthread.h>
#include <vector>
#include <sstream>
#include <fstream>
#include "Socket.hpp"
#include "Log.hpp"extern Log log;const std::string wwwroot = "./wwwroot";      // web根目录
const std::string seq = "\r\n";               // 分隔符
const std::string homepage = "index.html";    // 首页class HttpServer;class ThreadData{
public:ThreadData(const int &sockfd, HttpServer *svr): _sockfd(sockfd), httpsvr(svr){}public:int _sockfd;HttpServer *httpsvr;
};class HttpRequest{
public:// 反序列化void Deserialize(std::string req){while(true){std::size_t pos = req.find(seq);if (pos == std::string::npos){break;}std::string cur = req.substr(0, pos);if (cur.empty()){break;}req_header.push_back(cur);req.erase(0, pos + seq.size());}text = req;}void Parse(){std::stringstream ss(req_header[0]);ss >> method >> url >> http_version;file_path = wwwroot;                         // ./wwwrootif (url == "/" || url == "/index.html"){file_path += "/";file_path += homepage;                   // ./wwwroot/index.html}else{file_path += url;                        // ./wwwroot/...}}void DebugPrint(){for(auto &line : req_header){std::cout << "-----------------------" << std::endl;std::cout << line << std ::endl<< std::endl;}std::cout << "method: " << method << std::endl;std::cout << "url: " << url << std::endl;std::cout << "http_version: " << http_version << std::endl;std::cout << "file_path: " << file_path << std::endl;std::cout << text << std::endl;}public:std::vector<std::string> req_header;     // 请求报头的每一行存放到数组中std::string text;                        // 请求正文// 请求行解析之后的结果std::string method;std::string url;std::string http_version;std::string file_path;
};class HttpServer{
public:HttpServer(const uint16_t port):_port(port){}// 初始化服务器void InitServer(){_listensock.Socket();_listensock.Bind(_port);_listensock.Listen();log(INFO, "HttpServer Init ... Done");}// 启动服务器void StartServer(){while(true){std::string clientip;uint16_t clientport;int sockfd = _listensock.Accept(&clientip, &clientport);if (sockfd < 0){continue;}log(INFO, "httpserver get a connect, sockfd: %d", sockfd);ThreadData *td = new ThreadData(sockfd, this);pthread_t tid;pthread_create(&tid, nullptr, ThreadRun, td);}}private:// 根据路径路径打开对应的的网页文件 获取响应正文部分static std::string ReadHtmlContent(const std::string &htmlpath){std::ifstream in(htmlpath);if (!in.is_open()){return "404";}std::string line;std::string content;while (std::getline(in, line)){content += line;}in.close();return content;}void HttpHandler(const int &sockfd){char buffer[1024];ssize_t n = recv(sockfd, buffer, sizeof(buffer), 0);if(n > 0){buffer[n] = 0;std::cout << buffer << std::endl;           // 假设读取到的是一个完整的，独立的http请求HttpRequest req;req.Deserialize(buffer);                    // 先反序列化req.Parse();                                // 解析//req.DebugPrint();                         // 测试打印std::string text;                                       // 响应正文部分text = ReadHtmlContent(req.file_path);std::string response_line = "HTTP/1.0 200 OK\r\n";      // 状态行std::string response_header = "Content-Length: ";response_header += std::to_string(text.size());response_header += "\r\n";                              // 响应报头std::string blank_line = "\r\n";                        // 空行分隔符// 构建响应字符串std::string response = response_line;response += response_header;response += blank_line;response += text;// 发送响应ssize_t k = send(sockfd, response.c_str(), response.size(), 0);}close(sockfd);}static void *ThreadRun(void *args){pthread_detach(pthread_self());    // 线程分离ThreadData *td = static_cast<ThreadData *>(args);td->httpsvr->HttpHandler(td->_sockfd);delete td;                         // 释放线程信息对象return nullptr;}~HttpServer(){}
private:uint16_t _port;MySocket _listensock;
};

网页一

index.html：

<!DOCTYPE html>
<html lang="zh-CN">
<head><meta charset="UTF-8"><title>hello world</title>
</head>
<body><h1>Hello world!</h1><h1>第一张网页</h1><h1>第一张网页</h1><h1>第一张网页</h1><h1>第一张网页</h1><h1>第一张网页</h1><h1>第一张网页</h1><a href="http://1.117.74.41:28080/a/b/hello.html">到第二张网页</a><a href="http://1.117.74.41:28080/x/world.html">到第三张网页</a>
</body>
</html>

网页二

hello.html：

<!DOCTYPE html>
<html lang="zh-CN">
<head><meta charset="UTF-8"><title>hello world</title>
</head>
<body><h1>第二张网页</h1><h1>第二张网页</h1><h1>第二张网页</h1><h1>第二张网页</h1><h1>第二张网页</h1><h1>第二张网页</h1><h1>第二张网页</h1><a href="http://1.117.74.41:28080">回到首页</a><a href="http://1.117.74.41:28080/x/world.html">到第三张网页</a>
</body>
</html>

网页三

world.html：

<!DOCTYPE html>
<html lang="zh-CN">
<head><meta charset="UTF-8"><title>hello world</title>
</head>
<body><h1>第三张网页</h1><h1>第三张网页</h1><h1>第三张网页</h1><h1>第三张网页</h1><h1>第三张网页</h1><h1>第三张网页</h1><h1>第三张网页</h1><a href="http://1.117.74.41:28080">回到首页</a><a href="http://1.117.74.41:28080/a/b/hello.html">到第二张网页</a>
</body>
</html>

网页资源目录结构：

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测试结果：

访问第一张网页资源：

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服务器收到的请求：

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访问第二张网页资源：

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服务器收到的请求：

在这里插入图片描述

访问第三张网页资源：

在这里插入图片描述

服务器收到的请求：

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四.HTTP的细节字段

HTTP的请求方法

我们在日常使用网站时，比如登录时需要提交我们的用户名和密码等数据，而数据提交给服务器最常见的方式就是表单（属于web前端方面的知识，了解即可）。

当用户填写表单后，输入用户名和密码后，点击提交按钮，就会触发表单的submit事件，然后由浏览器发送请求，我们输入的数据就会作为参数提交，具体如何提交参数，不同的请求方法有不同的方式，最常用的就是GET和POST方法。

GET方法和POST方法都支持参数的提交

如果使用GET方法时，提交的参数是通过URL提交的，以?为起始符号，多个参数之间使用&符号分割；参数数量有效，并且不私秘。

修改第一张网页为登陆界面进行测试：

<!DOCTYPE html>
<html lang="zh-CN">
<head><meta charset="UTF-8"><meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0"><title>Document</title>
</head>
<body><form action="/a/b/hello.html" method="get">name: <input type="text" name="name"><br>password: <input type="password" name="passwd"><br><input type="submit" value="提交"></form>
</body>
</html>

测试结果：

输入的参数name=zmh以及passwd=123456通过URL传参

在这里插入图片描述

服务器收到的请求：

在这里插入图片描述

如果使用post方法时，提交的参数是通过请求正文提交的。

<!DOCTYPE html>
<html lang="zh-CN">
<head><meta charset="UTF-8"><meta name="viewport" content="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>password: <input type="password" name="passwd"><br><input type="submit" value="提交"></form>
</body>
</html>

测试结果：

在这里插入图片描述

服务器收到的请求：

输入的参数通过请求正文提交

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HTTP的状态码

1. 2xx（成功）

200 OK

请求成功，服务器已返回请求的数据。这是最常见的状态码，表示一切正常。
201 Created

请求成功，并且服务器创建了新的资源（比如 POST 请求创建了一个新用户）。
204 No Content

请求成功，但服务器没有返回任何内容（比如 DELETE 请求后，资源已删除）。

2. 3xx（重定向）

301 Moved Permanently（永久重定向）

请求的资源已永久移动到新的 URL，浏览器会自动跳转到新地址。
302 Found（临时重定向）

请求的资源临时移动到新的 URL，浏览器会跳转到新地址，但下次可能还会请求原地址。

3. 4xx（客户端错误）

400 Bad Request

请求语法错误，服务器无法理解（比如参数格式不对）。
401 Unauthorized

请求需要身份验证，客户端未提供有效的认证信息。
403 Forbidden

服务器理解请求，但拒绝执行（比如权限不足）。
404 Not Found

请求的资源不存在，服务器找不到对应的文件或页面。
405 Method Not Allowed

请求的 HTTP 方法（如 GET、POST）不被服务器支持。

4. 5xx（服务器错误）

500 Internal Server Error

服务器内部错误，无法完成请求（比如代码异常）。
502 Bad Gateway

服务器作为网关或代理，从上游服务器收到无效响应。
503 Service Unavailable

服务器暂时不可用（比如过载或维护）。
504 Gateway Timeout

服务器作为网关或代理，等待上游服务器响应超时。

补充内容：

1.实现一个自己的404错误界面：

err.html：错误文件

<!DOCTYPE html>
<html lang="zh-CN">
<head><meta charset="UTF-8"><title>hello world</title>
</head>
<body><h1>你要访问的文件是: 404</h1>
</body>
</html>

修改一下源代码：

如果访问一个不存在的资源，就访问错误文件err.html，显示错误界面：

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测试结果：

在这里插入图片描述

查看服务器发送的响应：

（这里使用的抓包工具是Fiddler）

在这里插入图片描述

2.什么是临时重定向和永久重定向

临时重定向：

服务器告诉浏览器：”资源暂时在另一个地方，请去哪里找，但下次可能还会变。“
浏览器会跳转到新地址，但下一次请求时仍会尝试访问源地址。
搜索引擎不会更新索引，仍会保留原地址。

永久重定向：

服务器告诉浏览器：”资源已永久移动到新地址，以后请直接访问新地址。“
浏览器会跳转到新地址，并记住新地址，下一次直接访问新地址。
搜索引擎会更新索引，将原地址的权重转移到新地址。

重定向响应报头：

Location字段
- 当服务器返回301（永久重定向）或302（临时重定向）时，必须在响应报头中包含Location字段。
- 这个字段的值是新地址的URL，浏览器会根据这个地址跳转。

示例：

修改一下服务器源代码，如果访问一个不存在的资源，不再是访问上面的错误文件err.html，而是临时重定向到新地址http://www.qq.com，由浏览器二次发送请求。

在这里插入图片描述

输入一个不存在的资源路径进行访问，比如：1.117.74.41:28080/q，就会自动跳转到新地址：

在这里插入图片描述

查看服务器发送的响应：

在这里插入图片描述

HTTP的常见Header

1.请求头（Request Header）

Host：
- 作用：指定请求的目标服务器的域名和端口号
- 示例：Host: www.example.com:80
- 说明：HTTP/1.1版本协议要求必须包含该字段，用于区分同一IP上的多个虚拟机。
User-Agent：
- 作用：表示客户端（浏览器，爬虫）的信息
- 示例：User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/91.0.4472.124 Safari/537.36
- 说明：服务器可以根据该字段返回适配的页面（比如移动端或者PC端）
Referer：
- 作用：标识请求来源的URL
- 示例：Referer: https://www.example.com/page
- 说明：服务器可以根据该字段判断请求是否来自合法来源，防止CSRF攻击。
Cookie：
- 作用：携带客户端存储的Cookie信息。
- 示例：Cookie: session=abc123456
- 说明：用于维持用户会话状态，比如登录信息，购物车数据等（这个字段后面会重点讲）。

2. 响应头（Response Headers）

Content-Type：
- 作用：指定响应内容的 MIME 类型。
- 示例：Content-Type: text/html; charset=UTF-8
- 说明：浏览器根据此字段解析响应内容（如 HTML、JSON、图片等）。
Content-Length
- 作用：指定响应内容的字节数。
- 示例：Content-Length: 1234
- 说明：浏览器根据此字段判断响应是否接收完整。
Location
- 作用：指定重定向的目标 URL。
- 示例：Location: https://www.example.com/new-page
- 说明：当服务器返回 301（永久重定向）或 302（临时重定向）时，浏览器会根据此字段跳转到新地址（这个字段在前面已经提到过了）。
Set-Cookie
- 作用：服务器要求客户端存储的 Cookie 信息。
- 示例：Set-Cookie: session=abc123; Path=/; HttpOnly
- 说明：用于维持用户会话状态，如登录信息、购物车数据等（这个后面重点讲）。

补充内容：

1.长连接和短连接

长连接

定义：

长连接是指客户端和服务端建立连接后，保持连续不关闭，后续请求可以复用这个连接。
特点：
- 复用连接：多个HTTP请求可以共用一个TCP连接，避免重复建立连接的开销
- 减少延迟：避免每次请求建立连接都重新握手和挥手，减少网络延迟
- 提高性能：适合需要频繁请求的场景
实现方式：

通过响应头Connection：keep-alive字段实现；HTTP/1.1默认支持长连接。

短连接

定义：

短连接是指客户端和服务器建立连接后，发送完请求并收到响应后立即关闭连接。
特点：
- 每次请求都建立新连接：每次HTTP请求都需要重新建立TCP连接，请求完后立即关闭
- 增加延迟：每次请求建立连接，都需要握手和挥手，增加网络延迟
- 资源消耗：频繁建立和关闭连接会消耗服务器和客户端的资源（比如CPU，内存，网络带宽）
实现方式：

通过Connection：close字段实现，服务器响应后立即关闭连接；HTTP/1.0默认使用短连接，除非设置长连接响应头字段。

在这里插入图片描述

一个巨大的网页是包含非常多的资源的（比如图片等资源），请求获取网页资源时也要请求获取网页中包含的其他资源。

网页加载的流程：

初始请求：

当用户访问一个网页时，浏览器会先发送一个HTTP请求，获取该网页的HTML文件。
解析HTML文件：

浏览器解析网页的HTML文件，发现其中包含多个资源（比如图片，CSS，JavaScript等），例如：
```
<img src="/images/logo.png" />
<img src="/images/banner.jpg" />
```
长连接复用：

如果服务器支持长连接，浏览器就会复用同一个TCP连接，依次发送多个HTTP请求获取HTML文件中包含的资源，然后服务器依次处理并返回响应。

1.请求GET /images/logo.png

2.请求GET /images/banner.jpg
连接关闭：

当所有资源加载完后，或者连接超时，浏览器就会关闭连接；如果后续需要加载新资源，浏览器就会重新建立连接。

在实际效果中，采用长连接减少了连接建立和关闭的开销，网页加载速度更快，现代网页大多都是采用长连接。

修改上面的服务器代码以及在网站首页中添加几张图片，模拟实现网页加载的效果：

HttpServer.hpp修改：

#pragma once#include <iostream>
#include <string>
#include <pthread.h>
#include <vector>
#include <sstream>
#include <fstream>
#include <unordered_map>
#include "Socket.hpp"
#include "Log.hpp"extern Log log;const std::string wwwroot = "./wwwroot";      // web根目录
const std::string seq = "\r\n";               // 分隔符
const std::string homepage = "index.html";    // 首页class HttpServer;class ThreadData{
public:ThreadData(const int &sockfd, HttpServer *svr): _sockfd(sockfd), httpsvr(svr){}public:int _sockfd;HttpServer *httpsvr;
};class HttpRequest{
public:// 反序列化void Deserialize(std::string req){while(true){std::size_t pos = req.find(seq);if (pos == std::string::npos){break;}std::string cur = req.substr(0, pos);if (cur.empty()){break;}req_header.push_back(cur);req.erase(0, pos + seq.size());}text = req;}void DebugPrint(){for(auto &line : req_header){ std::cout << "-----------------------" << std::endl;std::cout << line << std ::endl<< std::endl;}std::cout << "method: " << method << std::endl;std::cout << "url: " << url << std::endl;std::cout << "http_version: " << http_version << std::endl;std::cout << "file_path: " << file_path << std::endl;std::cout << text << std::endl;}void Parse(){std::stringstream ss(req_header[0]);ss >> method >> url >> http_version;file_path = wwwroot;                         // ./wwwrootif (url == "/" || url == "/index.html"){file_path += "/";file_path += homepage;                   // ./wwwroot/index.html}else{file_path += url;                        // ./wwwroot/...}// 修改点一:std::size_t pos = file_path.rfind(".");if (pos == std::string::npos){suffix = ".html";}else{suffix = file_path.substr(pos);}}public:std::vector<std::string> req_header;     // 请求报头的每一行存放到数组中std::string text;                        // 请求正文// 请求行解析之后的结果std::string method;std::string url;std::string http_version;std::string file_path;std::string suffix;                      // 后缀字符串
};class HttpServer{
public:HttpServer(const uint16_t port):_port(port){// 修改点二:content_type.insert({".html", "text/html"});content_type.insert({".png", "image/png"});content_type.insert({"jpg", "image/jpg"});}// 初始化服务器void InitServer(){_listensock.Socket();_listensock.Bind(_port);_listensock.Listen();log(INFO, "HttpServer Init ... Done");}// 启动服务器void StartServer(){while(true){std::string clientip;uint16_t clientport;int sockfd = _listensock.Accept(&clientip, &clientport);if (sockfd < 0){continue;}log(INFO, "httpserver get a connect, sockfd: %d", sockfd);ThreadData *td = new ThreadData(sockfd, this);pthread_t tid;pthread_create(&tid, nullptr, ThreadRun, td);}}private:// 根据路径路径打开对应的的网页文件 获取响应正文部分static std::string ReadHtmlContent(const std::string &htmlpath){// 修改点三:std::ifstream in(htmlpath, std::ios::binary);if(!in.is_open()){return "404";}in.seekg(0, std::ios_base::end);auto len = in.tellg();in.seekg(0, std::ios_base::beg);std::string content;content.resize(len);in.read((char *)content.c_str(), content.size());in.close();return content;}std::string SuffixToDesc(const std::string &suffix){auto iter = content_type.find(suffix);if(iter==content_type.end()){return content_type[".html"];}else{return content_type[suffix];}}void HttpHandler(const int &sockfd){char buffer[1024];ssize_t n = recv(sockfd, buffer, sizeof(buffer), 0);if(n > 0){buffer[n] = 0;std::cout << buffer << std::endl;           // 假设读取到的是一个完整的，独立的http请求HttpRequest req;req.Deserialize(buffer);                    // 先反序列化req.Parse();                                // 解析//req.DebugPrint();                         // 测试打印std::string text;                                           // 响应正文部分text = ReadHtmlContent(req.file_path);bool ok = true;if (text == "404"){ok = false;std::string err_file_path = wwwroot;err_file_path += "/err.html";text = ReadHtmlContent(err_file_path);}std::string response_line;                                   // 状态行if(ok){response_line = "HTTP/1.1 200 OK\r\n"; }else{//response_line = "HTTP/1.0 404 Not Found\r\n";   response_line = "HTTP/1.0 302 Found\r\n";                // 临时重定向}std::string response_header = "Content-Length: ";            // 响应报头response_header += std::to_string(text.size());response_header += "\r\n";                                  // if(!ok){//     response_header += "Location: http://www.qq.com\r\n";   // 新地址的URL// }// 修改点四:response_header += "Content-Type: ";response_header += SuffixToDesc(req.suffix);response_header += "\r\n";std::string blank_line = "\r\n";                            // 空行分隔符// 构建响应字符串std::string response = response_line;response += response_header;response += blank_line;response += text;// 发送响应ssize_t k = send(sockfd, response.c_str(), response.size(), 0);}close(sockfd);}static void *ThreadRun(void *args){pthread_detach(pthread_self());    // 线程分离ThreadData *td = static_cast<ThreadData *>(args);td->httpsvr->HttpHandler(td->_sockfd);delete td;                         // 释放线程信息对象return nullptr;}~HttpServer(){}
private:uint16_t _port;MySocket _listensock;std::unordered_map<std::string, std::string> content_type;
};

index.html修改：

<!DOCTYPE html>
<html lang="zh-CN">
<head><meta charset="UTF-8"><meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0"><title>Document</title>
</head>
<body><h1>第一张网页</h1><h1>第一张网页</h1><img src="/images/1.png" /><img src="/images/2.jpg" />
</body>
</html>

网页资源目录结构：

在这里插入图片描述

测试结果：

在这里插入图片描述

服务器收到的请求：先是收到网页资源请求，然后是两张图片资源的请求

在这里插入图片描述

2.HTTP对登陆用户的会话保持功能

我们在日常使用网站时，比如B站，第一次使用时会让我们先进行用户登录，当登录之后关闭网页，再打开该网页通常都是直接显示已登录状态，不用再次登录，这就是登录用户的会话保持功能。

具体实现则是通过Cookie和Session机制

Cookie机制

定义：

Cookie是服务器存储在客户端（浏览器）中的一小段文本信息，用于标识用户身份或记录用户状态。
工作流程：

1.用户登录：用户输入用户名和密码，提交登录表单。

2.服务器验证：服务器验证用户名和密码，如果正确，生成一个唯一的会话ID（Session ID）。

3.设置Cookie：服务器在响应头中设置Set-Cookie字段，将会话ID发送给浏览器。

4.浏览器存储：浏览器将Cookie存储在本地后续请求时自动携带。

5.会话保持：用户访问其他页面时，浏览器会自动在请求报头中携带Cookie。

6.服务器验证：服务器根据Cookie中的会话ID识别用户身份，保持会话状态。

Session机制

定义：

Session是服务器存储用户会话信息的机制，通常与会话ID关联。
工作流程：

1.用户登录：用户输入用户名和密码，提交登录表单。

2.服务器验证：服务器验证用户名和密码，如果正确，生成一个唯一的会话ID（Session ID）。

3.存储会话信息：服务器将用户信息（比如用户ID，权限等）存储在会话中，会话ID通过Cookie发送给浏览器。

4.会话保持：用户访问其他页面时，浏览器会自动在请求报头中携带Cookie。

6.服务器验证：服务器根据Cookie中的会话ID识别用户身份，保持会话状态。
会话存储方式：
- 内存存储：会话信息存储在服务器内存中，适合单机部署。
- 数据库存储：会话信息存储在数据库中，适合分布式部署。
- Redis存储：会话信息存储在Redis中，适合高并发场景。

接下来先在我们自己的服务器发送的响应报头中添加一个Set-Cookie字段，模拟实现Cookie机制看看效果

在这里插入图片描述

修改inde.html首页为登陆界面：

<!DOCTYPE html>
<html lang="zh-CN">
<head><meta charset="UTF-8"><meta name="viewport" content="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>password: <input type="password" name="passwd"><br><input type="submit" value="提交"></form>
</body>
</html>

测试结果：

从登录界面进入到第二张网页后，点击刷新旁边的三角，找到Cookie点击，就能看到当前存储的Cookie文件

在这里插入图片描述

服务器收到的请求：

当从登录界面进入第二张网页，再次发送请求时就会将Cookie文件中的session=abc123456发送过去。

在这里插入图片描述

注意事项：

1.核心机制

Cookie 和 Session 本质上相同：都是通过会话 ID 关联客户端和服务器端的会话数据。
客户端存储会话 ID：会话 ID 存储在客户端（Cookie），客户端每次请求时携带。
服务器存储会话数据：会话数据（如用户信息、权限、购物车等）存储在服务器。

2. 区别

Cookie 机制
- 重点：强调会话 ID 由客户端存储。
- 适用场景：适合存储少量数据（如会话 ID、用户偏好设置）。
Session 机制
- 重点：强调会话数据由服务器存储。
- 适用场景：适合存储大量数据（如用户信息、权限、购物车等）。

总结：

Cookie和Session本质上相同：

都是将会话ID存储在客户端中，会话数据存储在服务器上；客户端只能访问会话ID，无法直接修改会话数据。

区别在于概念和实现：Cookie强调客户端存储会话ID，Session强调服务器存储会话数据。

实际应用中：Session通常依赖Cookie机制实现，但是Session更灵活，安全，适合存储大量数据。

以上就是关于应用层协议HTTP的讲解，如果哪里有错的话，可以在评论区指正，也欢迎大家一起讨论学习，如果对你的学习有帮助的话，点点赞关注支持一下吧！！！