动手做webserver的核心之http解析

简介

webserver往小里说核心功能就是socket管理、url处理、http协议处理、业务dll管理等；下面简介绍一下http协议：超文本传输协议(HTTP)是一种通信协议，当时就是为web传输设计的一个基于tcp的协议；基于这个字面上理解，可以简单的点说就是用tcp来传输文本、数据的一种编解码格式。传输协议一般比如说定个长度+内容，或者以回车符作为结尾等方式。http协议是文本传输协议，所以也是采用回车符来结尾的方式来实现编码传输解析的；这里使用分析工具来简单分析一下http的基本格式：

从上图可以看出http的基本格式一般大体为成header和body,header的第一行是固定的status line，header与body之间用回车符+空行+回车符来分隔的

GET

webserver一般收到get请求如下：

1  GET /yswenli/p/8858669.html HTTP/1.1
2  Host www.cnblogs.com
3  User-Agent Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/51.0.2704.106 Safari/537.36  Accept image/webp,image/*,*/*;q=0.8
4  Referer https://www.cnblogs.com/yswenli/p/8858669.html
5  Accept-Encoding gzip, deflate, sdch
6  Accept-Language zh-CN,zh;q=0.8

也就是说如果发起了一个get请求的时候，webserver只是收到一个一个http header，直接全部收取后解析就行

POST

如果是一个post请求呢？查看html相关内容，可以看post有很多方式，总体上分成三种，一种是默认的application/x-www-form-urlencoded：

1 POST http://www.example.com HTTP/1.1
2 Content-Type: application/x-www-form-urlencoded;charset=utf-8
3
4 title=test&sub%5B%5D=1&sub%5B%5D=2&sub%5B%5D=3

这种格式就是带有header和body两部分内容，解析的时候可以先按get收头部，然后再取body，body里面的参数取值是先urldecode再htmldecode就可以了。

第二种就是json、xml、plaine等：

1 POST http://www.example.com HTTP/1.1
2 Content-Type: application/json;charset=utf-8
3
4 {"title":"test","sub":[1,2,3]}

这种和上面类似，不过在取body的时候直接读就行~

还有第三种multipart/form-data，这种模式格式比较复杂，它支持多键值对、多文件的方式，使用特定的boundary来分隔body

 1 POST http://www.example.com HTTP/1.1
 2 Content-Type:multipart/form-data; boundary=----WebKitFormBoundaryrGKCBY7qhFd3TrwA
 3
 4 ------WebKitFormBoundaryrGKCBY7qhFd3TrwA
 5 Content-Disposition: form-data; name="name"
 6
 7 yswenli
 8 ------WebKitFormBoundaryrGKCBY7qhFd3TrwA
 9 Content-Disposition: form-data; name="file"; filename="chrome.png"
10 Content-Type: image/png
11
12 PNG ... content of chrome.png ...
13 ------WebKitFormBoundaryrGKCBY7qhFd3TrwA
14 Content-Disposition: form-data; name="text"
15
16 title
17 ------WebKitFormBoundaryrGKCBY7qhFd3TrwA
18 Content-Disposition: form-data; name="file"; filename="chrome2.png"
19 Content-Type: image/png
20
21 PNG ... content of chrome.png ...
22 ------WebKitFormBoundaryrGKCBY7qhFd3TrwA--

这种格式也是带有header和body两部分内容，解析的时候先按get收头部，然后再取body，body里面的内容先按boundry进行分割，然后再根据content-type进行判断取出文件内容。

TCP转HTTP

即然拿到相关数据格式，并研究分析了http的编码格式，下面就可以开始解码了。首先使用一个data来接收socket的tcp数据包，然后统一分析http包的header，直到截取到\r\n+""+\r\n为止。

 1             using (MemoryStream ms = new MemoryStream(buffer))
 2             {
 3                 ms.Position = 0;
 4
 5                 using (SAEA.Common.StreamReader streamReader = new SAEA.Common.StreamReader(ms))
 6                 {
 7                     while (true)
 8                     {
 9                         var str = streamReader.ReadLine();
10                         if (str == string.Empty)
11                         {
12                             this.HeaderStr = _stringBuilder.ToString();
13                             _stringBuilder.Clear();
14                             break;
15                         }
16                         else if (str == null && string.IsNullOrEmpty(this.HeaderStr))
17                         {
18                             return false;
19
20                         }
21                         else
22                             _stringBuilder.AppendLine(str);
23                     }
24                 }
25             }

上面使用了一个自定义的StreamReader，原因是自带的那个无法定位Stream的Position；若已成功解析出http的header，接下来就可以根据header来判断提交的方式是get还是post等。

 1         /// <summary>
 2         /// 解析http请求的数据
 3         /// </summary>
 4         /// <param name="data"></param>
 5         /// <param name="onUnpackage"></param>
 6         public void GetRequest(byte[] data, Action<RequestDataReader> onUnpackage)
 7         {
 8             lock (_locker)
 9             {
10                 _cache.AddRange(data);
11
12                 var buffer = _cache.ToArray();
13
14                 if (!isAnalysis)
15                 {
16                     isAnalysis = _httpStringReader.Analysis(buffer);
17                 }
18                 if (isAnalysis)
19                 {
20                     //post需要处理body
21                     if (_httpStringReader.Method == ConstString.POSTStr)
22                     {
23                         var contentLen = _httpStringReader.ContentLength;
24                         var positon = _httpStringReader.Position;
25                         var totlalLen = contentLen + positon;
26                         if (buffer.Length == totlalLen)
27                         {
28                             _httpStringReader.AnalysisBody(buffer);
29                             onUnpackage.Invoke(_httpStringReader);
30                             Array.Clear(buffer, 0, buffer.Length);
31                             buffer = null;
32                             _cache.Clear();
33                             _cache = null;
34                         }
35                     }
36                     else
37                     {
38                         onUnpackage.Invoke(_httpStringReader);
39                         Array.Clear(buffer, 0, buffer.Length);
40                         buffer = null;
41                         _cache.Clear();
42                         _cache = null;
43                     }
44                 }
45             }
46         }

已解析header的话，就可以根据上面说的相关post的http数据格式来解析body。

 1                switch (this.ContentType)
 2                 {
 3                     case ConstString.FORMENCTYPE1:
 4                         this.Forms = GetRequestForms(Encoding.UTF8.GetString(this.Body));
 5                         break;
 6                     case ConstString.FORMENCTYPE2:
 7                         //todo
 8                         using (MemoryStream ms = new MemoryStream(this.Body))
 9                         {
10                             ms.Position = 0;
11                             using (var sr = new SAEA.Common.StreamReader(ms))
12                             {
13                                 StringBuilder sb = new StringBuilder();
14                                 var str = string.Empty;
15                                 do
16                                 {
17                                     str = sr.ReadLine();
18                                     if (str == null)
19                                     {
20                                         break;
21                                     }
22                                     else
23                                     {
24                                         sb.AppendLine(str);
25                                         if (str.IndexOf(CT) > -1)
26                                         {
27                                             var filePart = GetRequestFormsWithMultiPart(sb.ToString());
28
29                                             if (filePart != null)
30                                             {
31                                                 sr.ReadLine();
32
33                                                 filePart.Data = sr.ReadData(sr.Position, this.Boundary);
34                                                 if (filePart.Data != null)
35                                                 {
36                                                     filePart.Data = filePart.Data.Take(filePart.Data.Length - 2).ToArray();
37                                                 }
38                                                 if (this.PostFiles == null)
39                                                     this.PostFiles = new List<FilePart>();
40                                                 this.PostFiles.Add(filePart);
41                                             }
42                                             sb.Clear();
43                                             sr.ReadLine();
44                                         }
45                                     }
46                                 }
47                                 while (true);
48
49                             }
50                         }
51                         break;
52                     default:
53                         this.Json = Encoding.UTF8.GetString(this.Body);
54                         break;
55                 }

至此，http的相关解析就完成了，详细的代码可参见：

1.HCode主要功能收取tcp包、

2.RequestDataReader主要功能是收到的tcp包近http协议转成webrequest、

3.HttpRequest主要功能是将转换的数据进行model赋值、

4.HttpContext主要功能是映射到处理业务并返回http数据

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