从零开始实现C++ TinyWebServer（五）---- 大鹏扶摇直上九万里，终于迎来有限状态机
好激动，今晚上要去看银河护卫队3。作为一个资深Marvel迷，自从高二那年去电影院看了end game和spider 2过后，再也没有去看过Marvel电影了，期间出的电影口碑也非常糟糕。但这次不一样，银护系列电影的口碑一直都非常好，从之前的剧透已经知道小浣熊要离去了，这也是这个系列的终章，呜呜呜。狠狠期待一手今晚的电影。因为要去看电影，写代码都有点心不在焉的哈哈哈。今天在写这篇博客的时候，花了整
·
前言
好激动，今晚上要去看银河护卫队3。作为一个资深Marvel迷，自从高二那年去电影院看了end game和spider 2过后，再也没有去看过Marvel电影了，期间出的电影口碑也非常糟糕。但这次不一样，银护系列电影的口碑一直都非常好，从之前的剧透已经知道小浣熊要离去了，这也是这个系列的终章，呜呜呜。狠狠期待一手今晚的电影。因为要去看电影，写代码都有点心不在焉的哈哈哈。
今天在写这篇博客的时候，花了整个白天的时间去学了下正则表达式，还去调试了一个小bug，但很遗憾，这个bug还是没找出来，哎。就是注册登录后，日志系统的输出总是在下一次才输出，我想应该跟我buffer残留数据有关系吧，还是太菜了，没找出来。
1. HTTP请求报文
HTTP请求报文包括请求行、请求头部、空行和请求数据四个部分。
以下是百度的请求包
GET / HTTP/1.1
Accept:text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,image/apng,/;q=0.8,application/signed-exchange;v=b3;q=0.9
Accept-Encoding: gzip, deflate, br
Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.9,en;q=0.8,en-GB;q=0.7,en-US;q=0.6
Connection: keep-alive
Host: www.baidu.com
Sec-Fetch-Dest: document
Sec-Fetch-Mode: navigate
Sec-Fetch-Site: none
Sec-Fetch-User: ?1
Upgrade-Insecure-Requests: 1
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/101.0.4951.41 Safari/537.36 Edg/101.0.1210.32
sec-ch-ua: " Not A;Brand";v=“99”, “Chromium”;v=“101”, “Microsoft Edge”;v=“101”
sec-ch-ua-mobile: ?0
sec-ch-ua-platform: “Windows”
上面只包括请求行、请求头和空行，请求数据为空。请求方法是GET，协议版本是HTTP/1.1；请求头是键值对的形式。
2. 终于迎来有限状态机
解析过程由parse()函数完成；函数根据状态分别调用了
ParseRequestLine_();//解析请求行
ParseHeader_();//解析请求头
ParseBody_();//解析请求体
三个函数对请求行、请求头和数据体进行解析。当然解析请求体的函数还会调用ParsePost_()，因为Post请求会携带请求体。
附上一张简要流程图
3. 简单学习一下正则表达式
因为在解析行的时候，会有正则表达式的运用，我之前也没学过，就先看了个视频简单做了下笔记。之后如果有需要再具体去学吧。
used?
?代表前面的一个字符可以出现0次或1次，说简单点就是d可有可无。ab*c
*代表前面的一个字符可以出现0次或多次ab+c
+会匹配出现1次以上的字符ab{6}c
指定出现的次数，比如这里就是abbbbbbc，同理还有ab{2,6}c：限定出现次数为2~6次；ab{2,}c为出现2次以上(ab)+
这里的括号会将ab一起括起来当成整体来匹配
a (cat|dog)
或运算：括号必不可少，可以匹配a cat和a dog[abc]+
或运算：要求匹配的字符只能是[]里面的内容；[a-z]匹配小写字符；[a-zA-Z]：匹配所有字母；a-zA-Z0-9：匹配所有字母和数字.*
.*表示零次或多次。所以.*在一起就表示任意字符出现零次或多次。^限定开头；取反：[^a]表示“匹配除了a的任意字符”，只要不是在[]里面都是限定开头$匹配行尾。如^a只会匹配行首的a，a$只会匹配行尾的a
?
表示将贪婪匹配->懒惰匹配。就是匹配尽可能少的字符。就意味着匹配任意数量的重复，但是在能使整个匹配成功的前提下使用最少的重复。
4. 代码
httprequest.h
#ifndef HTTP_REQUEST_H
#define HTTP_REQUEST_H
#include <unordered_map>
#include <unordered_set>
#include <string>
#include <regex> // 正则表达式
#include <errno.h>
#include <mysql/mysql.h> //mysql
#include "../buffer/buffer.h"
#include "../log/log.h"
#include "../pool/sqlconnpool.h"
class HttpRequest {
public:
enum PARSE_STATE {
REQUEST_LINE,
HEADERS,
BODY,
FINISH,
};
HttpRequest() { Init(); }
~HttpRequest() = default;
void Init();
bool parse(Buffer& buff);
std::string path() const;
std::string& path();
std::string method() const;
std::string version() const;
std::string GetPost(const std::string& key) const;
std::string GetPost(const char* key) const;
bool IsKeepAlive() const;
private:
bool ParseRequestLine_(const std::string& line); // 处理请求行
void ParseHeader_(const std::string& line); // 处理请求头
void ParseBody_(const std::string& line); // 处理请求体
void ParsePath_(); // 处理请求路径
void ParsePost_(); // 处理Post事件
void ParseFromUrlencoded_(); // 从url种解析编码
static bool UserVerify(const std::string& name, const std::string& pwd, bool isLogin); // 用户验证
PARSE_STATE state_;
std::string method_, path_, version_, body_;
std::unordered_map<std::string, std::string> header_;
std::unordered_map<std::string, std::string> post_;
static const std::unordered_set<std::string> DEFAULT_HTML;
static const std::unordered_map<std::string, int> DEFAULT_HTML_TAG;
static int ConverHex(char ch); // 16进制转换为10进制
};
#endif
httprequest.cpp
#include "httprequest.h"
using namespace std;
const unordered_set<string> HttpRequest::DEFAULT_HTML{
"/index", "/register", "/login",
"/welcome", "/video", "/picture", };
const unordered_map<string, int> HttpRequest::DEFAULT_HTML_TAG {
{"/register.html", 0}, {"/login.html", 1}, };
void HttpRequest::Init() {
method_ = path_ = version_ = body_ = "";
state_ = REQUEST_LINE;
header_.clear();
post_.clear();
}
bool HttpRequest::IsKeepAlive() const {
if(header_.count("Connection") == 1) {
return header_.find("Connection")->second == "keep-alive" && version_ == "1.1";
}
return false;
}
// 解析处理
bool HttpRequest::parse(Buffer& buff) {
const char CRLF[] = "\r\n"; // 行结束符标志(回车换行)
if(buff.ReadableBytes() <= 0) { // 没有可读的字节
return false;
}
// 读取数据
while(buff.ReadableBytes() && state_ != FINISH) {
// 从buff中的读指针开始到读指针结束，这块区域是未读取得数据并去处"\r\n"，返回有效数据得行末指针
const char* lineEnd = search(buff.Peek(), buff.BeginWriteConst(), CRLF, CRLF + 2);
// 转化为string类型
std::string line(buff.Peek(), lineEnd);
switch(state_)
{
/*
有限状态机，从请求行开始，每处理完后会自动转入到下一个状态
*/
case REQUEST_LINE:
if(!ParseRequestLine_(line)) {
return false;
}
ParsePath_(); // 解析路径
break;
case HEADERS:
ParseHeader_(line);
if(buff.ReadableBytes() <= 2) {
state_ = FINISH;
}
break;
case BODY:
ParseBody_(line);
break;
default:
break;
}
if(lineEnd == buff.BeginWrite()) { break; } // 读完了
buff.RetrieveUntil(lineEnd + 2); // 跳过回车换行
}
LOG_DEBUG("[%s], [%s], [%s]", method_.c_str(), path_.c_str(), version_.c_str());
return true;
}
// 解析路径
void HttpRequest::ParsePath_() {
if(path_ == "/") {
path_ = "/index.html";
}
else {
for(auto &item: DEFAULT_HTML) {
if(item == path_) {
path_ += ".html";
break;
}
}
}
}
bool HttpRequest::ParseRequestLine_(const string& line) {
regex patten("^([^ ]*) ([^ ]*) HTTP/([^ ]*)$");
smatch subMatch;
// 在匹配规则中，以括号()的方式来划分组别 一共三个括号 [0]表示整体
if(regex_match(line, subMatch, patten)) { // 匹配指定字符串整体是否符合
method_ = subMatch[1];
path_ = subMatch[2];
version_ = subMatch[3];
state_ = HEADERS; // 状态转换为下一个状态
return true;
}
LOG_ERROR("RequestLine Error");
return false;
}
void HttpRequest::ParseHeader_(const string& line) {
regex patten("^([^:]*): ?(.*)$");
smatch subMatch;
if(regex_match(line, subMatch, patten)) {
header_[subMatch[1]] = subMatch[2];
}
else {
state_ = BODY; // 状态转换为下一个状态
}
}
void HttpRequest::ParseBody_(const string& line) {
body_ = line;
ParsePost_();
state_ = FINISH; // 状态转换为下一个状态
LOG_DEBUG("Body:%s, len:%d", line.c_str(), line.size());
}
// 16进制转化为10进制
int HttpRequest::ConverHex(char ch) {
if(ch >= 'A' && ch <= 'F') return ch -'A' + 10;
if(ch >= 'a' && ch <= 'f') return ch -'a' + 10;
return ch;
}
// 处理post请求
void HttpRequest::ParsePost_() {
if(method_ == "POST" && header_["Content-Type"] == "application/x-www-form-urlencoded") {
ParseFromUrlencoded_(); // POST请求体示例
if(DEFAULT_HTML_TAG.count(path_)) { // 如果是登录/注册的path
int tag = DEFAULT_HTML_TAG.find(path_)->second;
LOG_DEBUG("Tag:%d", tag);
if(tag == 0 || tag == 1) {
bool isLogin = (tag == 1); // 为1则是登录
if(UserVerify(post_["username"], post_["password"], isLogin)) {
path_ = "/welcome.html";
}
else {
path_ = "/error.html";
}
}
}
}
}
// 从url中解析编码
void HttpRequest::ParseFromUrlencoded_() {
if(body_.size() == 0) { return; }
string key, value;
int num = 0;
int n = body_.size();
int i = 0, j = 0;
for(; i < n; i++) {
char ch = body_[i];
switch (ch) {
// key
case '=':
key = body_.substr(j, i - j);
j = i + 1;
break;
// 键值对中的空格换为+或者%20
case '+':
body_[i] = ' ';
break;
case '%':
num = ConverHex(body_[i + 1]) * 16 + ConverHex(body_[i + 2]);
body_[i + 2] = num % 10 + '0';
body_[i + 1] = num / 10 + '0';
i += 2;
break;
// 键值对连接符
case '&':
value = body_.substr(j, i - j);
j = i + 1;
post_[key] = value;
LOG_DEBUG("%s = %s", key.c_str(), value.c_str());
break;
default:
break;
}
}
assert(j <= i);
if(post_.count(key) == 0 && j < i) {
value = body_.substr(j, i - j);
post_[key] = value;
}
}
bool HttpRequest::UserVerify(const string &name, const string &pwd, bool isLogin) {
if(name == "" || pwd == "") { return false; }
LOG_INFO("Verify name:%s pwd:%s", name.c_str(), pwd.c_str());
MYSQL* sql;
SqlConnRAII(&sql, SqlConnPool::Instance());
assert(sql);
bool flag = false;
unsigned int j = 0;
char order[256] = { 0 };
MYSQL_FIELD *fields = nullptr;
MYSQL_RES *res = nullptr;
if(!isLogin) { flag = true; }
/* 查询用户及密码 */
snprintf(order, 256, "SELECT username, password FROM user WHERE username='%s' LIMIT 1", name.c_str());
LOG_DEBUG("%s", order);
if(mysql_query(sql, order)) {
mysql_free_result(res);
return false;
}
res = mysql_store_result(sql);
j = mysql_num_fields(res);
fields = mysql_fetch_fields(res);
while(MYSQL_ROW row = mysql_fetch_row(res)) {
LOG_DEBUG("MYSQL ROW: %s %s", row[0], row[1]);
string password(row[1]);
/* 注册行为 且 用户名未被使用*/
if(isLogin) {
if(pwd == password) { flag = true; }
else {
flag = false;
LOG_INFO("pwd error!");
}
}
else {
flag = false;
LOG_INFO("user used!");
}
}
mysql_free_result(res);
/* 注册行为 且 用户名未被使用*/
if(!isLogin && flag == true) {
LOG_DEBUG("regirster!");
bzero(order, 256);
snprintf(order, 256,"INSERT INTO user(username, password) VALUES('%s','%s')", name.c_str(), pwd.c_str());
LOG_DEBUG( "%s", order);
if(mysql_query(sql, order)) {
LOG_DEBUG( "Insert error!");
flag = false;
}
flag = true;
}
// SqlConnPool::Instance()->FreeConn(sql);
LOG_DEBUG( "UserVerify success!!");
return flag;
}
std::string HttpRequest::path() const{
return path_;
}
std::string& HttpRequest::path(){
return path_;
}
std::string HttpRequest::method() const {
return method_;
}
std::string HttpRequest::version() const {
return version_;
}
std::string HttpRequest::GetPost(const std::string& key) const {
assert(key != "");
if(post_.count(key) == 1) {
return post_.find(key)->second;
}
return "";
}
std::string HttpRequest::GetPost(const char* key) const {
assert(key != nullptr);
if(post_.count(key) == 1) {
return post_.find(key)->second;
}
return "";
}
结束语
bug解决不了真的浑身难受，虽然他可以运行，但是仍然有瑕疵，对于有强迫症的人来说太痛苦了。anyway，赶在6点前写完，看银河护卫队去了~
开放原子开发者工作坊旨在鼓励更多人参与开源活动，与志同道合的开发者们相互交流开发经验、分享开发心得、获取前沿技术趋势。工作坊有多种形式的开发者活动，如meetup、训练营等，主打技术交流，干货满满，真诚地邀请各位开发者共同参与！
更多推荐
11
0- 0
已为社区贡献10条内容
所有评论(0)