自己动手写服务器-1

最新推荐文章于 2021-08-12 13:11:29 发布

置顶 mc_robin

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本文链接：https://blog.csdn.net/mc_robin/article/details/53467658

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这篇博客主要介绍了如何从零开始编写服务器，针对熟悉C语言和Unix编程的读者。首先，博主阐述了服务器的基本工作原理，通过一个简单的回文服务器mc_echo为例进行说明。mc_echo由主进程负责新客户端连接，处理进程处理请求并响应，调度进程协助合理分配任务。文章还提及了mc_echo的配置文件解析，展示了lex和yacc的代码片段，并预告下篇将探讨mc_echo的事件机制和多进程模型。

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博客概述

先前关于linux文件系统驱动的博客已经删除，文件系统可能是一个比较复杂的话题，涉及的东西也比较多。我虽然想写，不过发现可能要叙述的东西太多，我没办法掌握重点，所以暂时不写，等以后有好的思路在写。根据朋友的建议，先写服务器开发的博客。首先从简单的回文服务器开始到http服务器。

博客面向的读者是已经熟悉c，unix编程和unix网络编程，然后想编写服务器程序的人。

服务器概述

大部分的服务器都是接受客户端的请求之后做一些处理，然后发回一些内容给客户端。比如回文服务器是接受一段文本，然后回射给客户端。如下给出服务器的一个图例:

一个服务器可能会和很多客户端同时交互，所以保证每个客户端公平的快速响应是很重要的。

mc_echo概述

mc_echo是一个回文服务器，也是本博客讲解的服务器开发的第一个服务器，项目地址为https://github.com/mc-robin/mc_server/tree/master/mc_echo。以下给出mc_echo的大致图例:

主进程用于接受新的客户端连接，然后分发连接请求。处理进程用于处理客户端的请求，然后回应。调度进程用于帮助主进程更加合理的分发服务。mc_echo并不涉及模块机制，所以是比较简单的服务器示例。

mc_echo配置文件解析

mc_echo的配置文件大致如下:

port		{ "8888" }
user		{ "nobody" }
group		{ "nogroup" }
IPversion 	{ "ipv4" }
LOGFile		{ "/var/log/echo.log" }	
maxrequests	{ "1024" }
maxprocesses	{ "4096" }
upperthreshold	{ "512" }
lowerthreshold	{ "64" }
processcreat	{ "4" }
cycletime	{ "60" }
backlog		{ "1024" }
#keyfile	{ "/home/mc_server/mc_echo/key.pem" }
#certfile { "/home/mc_server/mc_echo/cert.pem" }

port是服务器的监听端口，user和group是服务器运行后的uid和gid(同时接受id和名字格式)，ipversion是ip版本，logfile是日志文件路径，maxrequests是处理进程最多能处理的客户端数目，maxprocesses是处理进程的最大数目，upperthreshold和lowerthreshold是调度参数(细节在讲诉调度进程时解析)，processcreat是预创建的处理进程数目，cycletime是调度进程的周期，backlog是listen的参数。keyfile和certfile是ssl的加密文件路径。

注: mc_echo只能监听一个端口，mc_httpd能同时监听多个端口(要实现监听多个端口本质不难，细节在讲解mc_httpd时讨论)

mc_echo采用lex和yacc读取配置文件，lex的代码如下:

%{
#include        "configure.h"
#include        "conf_yacc.h"
%}

or      [\|,]
ws      [ \t\n]+
comment #.*
string  \"[^\"\n]*[\"\n]

%%

{ws}            ;
{comment}       ;
{or}            { return OR; }
\{              { return OBRACE; }
\}              { return EBRACE; }
{string}        { yylval.dstr = strdup(yytext + 1);
                  if(yylval.dstr[yyleng - 2] != '"'){
                        mc_err("Error: '%s' is Illegal string\n", yytext);
                  }else
                        yylval.dstr[yyleng - 2] = '\0';
                  return STRING;
                }
[Uu][Ss][Ee][Rr]        { return USER; }
[Pp][Oo][Rr][Tt]        { return PORT; }
[Gg][Rr][Oo][Uu][Pp]    { return GROUP; }
[Cc][Ii][Pp][Hh][Ee][Rr]        { return CIPHER; }
[Bb][Aa][Cc][Kk][Ll][Oo][Gg]    { return BACKLOG; }
[Ll][Oo][Gg][Ff][Ii][Ll][Ee]    { return LOGFILE; }
[Pp][Ii][Dd][Ff][Ii][Ll][Ee]    { return PIDFILE; }
[Kk][Ee][Yy][Ff][Ii][Ll][Ee]    { return KEYFILE; }
[Cc][Ee][Rr][Tt][Ff][Ii][Ll][Ee]        { return CERTFILE; }
[Ii][Pp][Vv][Ee][Rr][Ss][Ii][Oo][Nn]    { return IPVERSION; }
[Cc][Yy][Cc][Ll][Ee][Tt][Ii][Mm][Ee]    { return CYCLETIME; }
[Mm][Aa][Xx][Rr][Ee][Qq][Uu][Ee][Ss][Tt][Ss]    { return MAXREQUESTS; }
[Mm][Aa][Xx][Pp][Rr][Oo][Cc][Ee][Ss][Ss][Ee][Ss]        { return MAXPROCESSES; }
[Pp][Rr][Oo][Cc][Ee][Ss][Ss][Cc][Rr][Ee][Aa][Tt]        { return PROCESSCREAT; }
[Uu][Pp][Pp][Ee][Rr][Tt][Hh][Rr][Ee][Ss][Hh][Oo][Ll][Dd]        { return UPPERTHRESHOLD; }
[Ll][Oo][Ww][Ee][Rr][Tt][Hh][Rr][Ee][Ss][Hh][Oo][Ll][Dd]        { return LOWERTHRESHOLD; }
.               ;

%%

从代码可以看出，mc_echo的配置文件是不区分大小写的。另外，此处的代码与git上的略有不同，此处的代码更加好。

yacc的代码如下:

%{
#undef  YYSTACKSIZE
#define YYSTACKSIZE     5000
#include        "configure.h"
%}

%union{
        char    *dstr;
}

%token PORT
%token USER
%token GROUP
%token CIPHER
%token BACKLOG
%token LOGFILE
%token PIDFILE
%token KEYFILE
%token CERTFILE
%token IPVERSION
%token CYCLETIME
%token MAXREQUESTS
%token MAXPROCESSES
%token PROCESSCREAT
%token UPPERTHRESHOLD
%token LOWERTHRESHOLD
%token OR
%token OBRACE
%token EBRACE
%token <dstr> STRING

%%

configs:
       | config configs
       ;
config:  OBRACE STRINGS EBRACE 
      | USER    OBRACE STRING EBRACE    { MC_USER_SET(mc_startup->s_configinfo.c_uid, $3) }
      | GROUP OBRACE STRING EBRACE      { MC_GROUP_SET(mc_startup->s_configinfo.c_gid, $3) }
      | PORT    OBRACE STRING EBRACE    { MC_DIGIT_SET(mc_startup->s_configinfo.c_port, $3) }
      | CIPHER  OBRACE STRING EBRACE    { MC_STRING_SET(mc_startup->s_configinfo.c_cipher, $3) }
      | BACKLOG OBRACE STRING EBRACE    { MC_DIGIT_SET(mc_startup->s_configinfo.c_backlog, $3) }
      | LOGFILE OBRACE STRING EBRACE    { MC_STRING_SET(mc_startup->s_configinfo.c_logfile, $3) }
      | PIDFILE OBRACE STRING EBRACE    { MC_STRING_SET(mc_startup->s_configinfo.c_pidfile, $3) } 
      | KEYFILE OBRACE STRING EBRACE    { MC_STRING_SET(mc_startup->s_configinfo.c_keyfile, $3) }
      | CERTFILE  OBRACE STRING EBRACE { MC_STRING_SET(mc_startup->s_configinfo.c_certfile, $3) }
      | CYCLETIME OBRACE STRING EBRACE { MC_DIGIT_SET(mc_startup->s_configinfo.c_cycle, $3) }
      | IPVERSION OBRACE STRING EBRACE { MC_DOMAIN_SET(mc_startup->s_configinfo.c_domain, $3) }
      | MAXREQUESTS OBRACE STRING EBRACE { MC_DIGIT_SET(mc_startup->s_configinfo.c_schd.s_maxfds, $3) }
      | MAXPROCESSES OBRACE STRING EBRACE { MC_DIGIT_SET(mc_startup->s_configinfo.c_schd.s_maxprocs, $3) }
      | PROCESSCREAT OBRACE STRING EBRACE { MC_DIGIT_SET(mc_startup->s_configinfo.c_schd.s_medianprocs, $3) }
      | UPPERTHRESHOLD OBRACE STRING EBRACE { MC_DIGIT_SET(mc_startup->s_configinfo.c_schd.s_thresholdfds_u, $3) }
      | LOWERTHRESHOLD OBRACE STRING EBRACE { MC_DIGIT_SET(mc_startup->s_configinfo.c_schd.s_thresholdfds_l, $3) }
      ;
STRINGS: 
       | STRING STRINGS
       | STRINGS OR STRINGS
       ;

%%

int
yyerror(char *s)
{
        fprintf(stderr, "%s\n", s);
}

观察yacc的代码，首先第一步是重新定义默认的栈大小，因为默认的栈大小可能比较小会导致溢出，所以此处重新定义一个比较大的值。接下来是一些符号的声明。configs是一个递归的语法，config依次处理各个配置文件的值；OBRACE STRINGS EBRACE用于过滤不认识的配置，git上的代码并没有这么做，这种做法是mc_httpd上为了过滤其他模块所用的配置参数所用的办法，此处直接给出的yacc和lex代码都是根据mc_httpd的代码改写的。

下一篇博客讨论mc_echo的事件机制的代码以及多进程的模型