当前位置:首页 > > C语言与CPP编程
[导读]说到web服务器,想必大多数人首先想到的协议是http,那么http之下则是 tcp。本文将通过tcp来实现一个简单的web服务器。本篇文章将着重讲解如何实现,对于http与tcp的概念本篇将不过多讲解。

说到 web 服务器想必大多数人首先想到的协议是 http,那么 http 之下则是 tcp,本篇文章将通过 tcp 来实现一个简单的 web 服务器。

本篇文章将着重讲解如何实现,对于 http 与 tcp 的概念本篇将不过多讲解。

一、了解 Socket 及 web 服务工作原理

既然是基于 tcp 实现 web 服务器,很多学习 C 语言的小伙伴可能会很快的想到套接字 socket。socket 是一个较为抽象的通信进程,或者说是主机与主机进行信息交互的一种抽象。socket 可以将数据流送入网络中,也可以接收数据流。

socket 的信息交互与本地文件信息的读取从表面特征上看类似,但其中所存在的编写复杂度是本地 IO 不能比拟的,但却有相似点。在 win 下 socket 的交互交互步骤为:WSAStartup 进行初始化--> socket 创建套接字--> bind 绑定--> listen 监听--> connect 连接--> accept 接收请求--> send/recv 发送或接收数据--> closesocket 关闭 socket--> WSACleanup 最终关闭。

了解完了一个 socket 的基本步骤后我们了解一下一个基本 web 请求的用户常规操作,操作分为:打开浏览器-->输入资源地址 ip 地址-->得到资源。当目标服务器接收到该操作产生掉请求后,我们可以把服务器的响应流程步骤看为:获得 request 请求-->得到请求关键数据-->获取关键数据-->发送关键数据。服务器的这一步流程是在启动socket 进行监听后才能响应。通过监听得知接收到请求,使用 recv 接收请求数据,从而根据该参数得到进行资源获取,最后通过 send 将数据进行返回。

二、创建sokect完成监听

2.1 WSAStartup初始化

首先在c语言头文件中引入依赖 WinSock2.h:

#include 

在第一点中对 socket 的创建步骤已有说明,首先需要完成 socket 的初始化操作,使用函数 WSAStartup,该函数的原型为:

int WSAStartup(
  WORD      wVersionRequired,
  LPWSADATA lpWSAData
)
;

该函数的参数 wVersionRequired 表示 WinSock2 的版本号;lpWSAData 参数为指向 WSADATA 的指针,WSADATA 结构用于 WSAStartup 初始化后返回的信息。

wVersionRequired 可以使用 MAKEWORD 生成,在这里可以使用版本 1.1 或版本2.2,1.1 只支持 TCP/IP,版本 2.1 则会有更多的支持,在此我们选择版本 1.1。

首先声明一个 WSADATA 结构体  :

WSADATA wsaData;

随后传参至初始化函数 WSAStartup 完成初始化:

WSAStartup(MAKEWORD(11), &wsaData)

WSAStartup 若初始化失败则会返回非0值:

if (WSAStartup(MAKEWORD(11), &wsaData) != 0
{
 exit(1);
}

2.2 创建socket 套接字

初始化完毕后开始创建套接字,套接字创建使用函数,函数原型为:

SOCKET WSAAPI socket(
  int af,
  int type,
  int protocol
)
;

在函数原型中,af 表示 IP 地址类型,使用 PF_INET 表示 IPV4,type 表示使用哪种通信类型,例如 SOCK_STREAM 表示 TCP,protocol 表示传输协议,使用 0 会根据前 2 个参数使用默认值。

int skt = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);

创建完 socket 后,若为 -1 表示创建失败,进行判断如下:

if (skt == -1
{         
 return -1;
}

2.3 绑定服务器

创建完 socket 后需要对服务器进行绑定,配置端口信息、IP 地址等。 首先查看 bind 函数需要哪一些参数,函数原型如下:

int bind(
  SOCKET         socket,
  const sockaddr *addr,
  int            addrlen
)
;

参数 socket 表示绑定的 socket,传入 socket 即可;addr 为 sockaddr_in 的结构体变量的指针,在 sockaddr_in 结构体变量中配置一些服务器信息;addrlen 为 addr 的大小值。

通过 bind 函数原型得知了我们所需要的数据,接下来创建一个 sockaddr_in 结构体变量用于配置服务器信息:

struct sockaddr_in server_addr;

随后配置地址家族为AF_INET对应TCP/IP:

server_addr.sin_family = AF_INET;

接着配置端口信息:

server_addr.sin_port = htons(8080);

再指定 ip 地址:

server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");

ip 地址若不确定可以手动输入,最后使用神器 memset 初始化内存,完整代码如下:

//配置服务器 
struct sockaddr_in server_addr;
server_addr.sin_family = AF_INET;
server_addr.sin_port = htons(8080);
server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
memset(&(server_addr.sin_zero), '\0'8);

随后使用 bind 函数进行绑定且进行判断是否绑定成功:

//绑定
if (bind(skt, (struct sockaddr *)&server_addr,sizeof(server_addr)) == -1) {       
 return -1

2.4 listen进行监听

绑定成功后开始对端口进行监听。查看 listen 函数原型:

int listen(
 int sockfd, 
 int backlog
)

函数原型中,参数 sockfd 表示监听的套接字,backlog 为设置内核中的某一些处理(此处不进行深入讲解),直接设置成 10 即可,最大上限为 128。使用监听并且判断是否成功代码为:

if (listen(skt, 10) == -1 ) {    
 return -1;
}

此阶段完整代码如下:

#include 
#include 
int main(){
 //初始化 
 WSADATA wsaData;
 if (WSAStartup(MAKEWORD(11), &wsaData) != 0) {
  exit(1);
 }
 //socket创建 
 int skt = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
 if (skt == -1) {         
  return -1;
 }
 //配置服务器 
 struct sockaddr_in server_addr;
 server_addr.sin_family = AF_INET;
 server_addr.sin_port = htons(8080);
 server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
 memset(&(server_addr.sin_zero), '\0'8);
 //绑定
 if (bind(skt, (struct sockaddr *)&server_addr,sizeof(server_addr)) == -1){       
  return -1
 } 
 //监听 
 if (listen(skt, 10) == -1 ) {    
  return -1;
 }
 
 printf("Listening ... ...\n");
}

运行代码可得知代码无错误,并且输出 listening:

在这里插入图片描述

2.5 获取请求

监听完成后开始获取请求。受限需要使用 accept 对套接字进行连接,accept 函数原型如下:

int accept(
 int sockfd,
 struct sockaddr *addr,
 socklen_t *addrlen
 )
;

参数 sockfd 为指定的套接字;addr 为指向 struct sockaddr 的指针,一般为客户端地址;addrlen 一般设置为设置为 sizeof(struct   sockaddr_in) 即可。代码为:

struct sockaddr_in c_skt; 
int s_size=sizeof(struct   sockaddr_in);
int access_skt = accept(skt, (struct sockaddr *)&c_skt, &s_size);

接下来开始接受客户端的请求,使用recv函数,函数原型为:

ssize_t recv(
 int sockfd, 
 void *buf, 
 size_t len, 
 int flags
)

参数 sockfd 为 accept 建立的通信;buf 为缓存,数据存放的位置;len 为缓存大小;flags 一般设置为0即可:

//获取数据 
char buf[1024];
if (recv(access_skt, buf, 10240) == -1) {
 exit(1);
}

此时我们再到 accpt 和 recv 外层添加一个循环,使之流程可重复:

while(1){
  //建立连接 
  printf("Listening ... ...\n");
  struct sockaddr_in c_skt; 
  int s_size=sizeof(struct   sockaddr_in);
  int access_skt = accept(skt, (struct sockaddr *)&c_skt, &s_size);
  
  //获取数据 
  char buf[1024];
  if (recv(access_skt, buf, 10240) == -1) {
   exit(1);
  }
 } 

并且可以在浏览器输入 127.0.0.1:8080 将会看到客户端打印了 listening 新建了链接:

我们添加printf语句可查看客户端请求:

while(1){
  //建立连接 
  printf("Listening ... ...\n");
  struct sockaddr_in c_skt; 
  int s_size=sizeof(struct   sockaddr_in);
  int access_skt = accept(skt, (struct sockaddr *)&c_skt, &s_size);
  
  //获取数据 
  char buf[1024];
  if (recv(access_skt, buf, 10240) == -1) {
   exit(1);
  }
  
  printf("%s",buf);
 } 

接下来我们对请求头进行对应的操作。

2.6 请求处理层编写

得到请求后开始编写处理层。继续接着代码往下写没有层级,编写一个函数名为 req,该函数接收请求信息与一个建立好的连接为参数:

void req(char* buf, int access_socket) 
{
}

然后先在 while 循环中传递需要的值:

req(buf, access_skt);

接着开始编写 req 函数,首先在 req 函数中标记当前目录下:

char arguments[BUFSIZ];  
strcpy(arguments, "./");

随后分离出请求与参数:

char command[BUFSIZ];     
sscanf(request, "%s%s", command, arguments+2);

接着我们标记一些头元素:

char* extension = "text/html";   
char* content_type = "text/plain";     
char* body_length = "Content-Length: ";

接着获取请求参数,若获取 index.html,就获取当前路径下的该文件:

FILE* rfile= fopen(arguments, "rb");

获取文件后表示请求 ok,我们先返回一个 200 状态:

char* head = "HTTP/1.1 200 OK\r\n";    
int len; 
char ctype[30] = "Content-type:text/html\r\n";   
len = strlen(head);

接着编写一个发送函数 send_:

int send_(int s, char *buf, int *len) 
{
 int total;          
 int bytesleft;                                
 int n;
 total=0;
 bytesleft=*len;
 while(total < *len) 
 {
  n = send(s, buf+total, bytesleft, 0);
  if (n == -1
  {
   break;
  }
  total += n;
  bytesleft -= n;
 }
 *len = total;          
 return n==-1?-1:0;         
}

send 函数功能并不难在此不再赘述,就是一个遍历发送的逻辑。随后发送 http 响应与文件类型:

send_(send_to, head, &len);
len = strlen(ctype);
send_(send_to, ctype, &len);

随后获得请求文件的描述,需要添加头文件#include 使用fstat,且向已连接的通信发生必要的信息 :

//获取文件描述
struct stat statbuf;
char read_buf[1024];       
char length_buf[20];
fstat(fileno(rfile), &statbuf);
itoa( statbuf.st_size, length_buf, 10 );
send(client_sock, body_length, strlen(body_length), 0);
send(client_sock, length_buf, strlen(length_buf), 0);

send(client_sock, "\n"10);
send(client_sock, "\r\n"20);

最后发送数据:

//·数据发送
char read_buf[1024]; 
len = fread(read_buf ,1 , statbuf.st_size, rfile);
if (send_(client_sock, read_buf, &len) == -1) { 
 printf("error!");   
}

最后访问地址 http://127.0.0.1:8080/index.html,得到当前目录下 index.html 文件数据,并且在浏览器渲染:

所有代码如下:

#include 
#include 
#include  

int send_(int s, char *buf, int *len) {
 int total;          
 int bytesleft;                                
 int n;
 total=0;
 bytesleft=*len;
 while(total < *len) 
 {
  n = send(s, buf+total, bytesleft, 0);
  if (n == -1
  {
   break;
  }
  total += n;
  bytesleft -= n;
 }
 *len = total;          
 return n==-1?-1:0;         
}

void req(char* request, int client_sock) {   
 char arguments[BUFSIZ];  
 strcpy(arguments, "./");
 
 char command[BUFSIZ];     
 sscanf(request, "%s%s", command, arguments+2);
 
 char* extension = "text/html";   
 char* content_type = "text/plain";     
 char* body_length = "Content-Length: ";
 
 FILE* rfile= fopen(arguments, "rb");
 

 char* head = "HTTP/1.1 200 OK\r\n";    
 int len; 
 char ctype[30] = "Content-type:text/html\r\n";   
 len = strlen(head);
  
 send_(client_sock, head, &len);
 len = strlen(ctype);
 send_(client_sock, ctype, &len);
 

 struct stat statbuf;
       
 char length_buf[20];
 fstat(fileno(rfile), &statbuf);
 itoa( statbuf.st_size, length_buf, 10 );
 send(client_sock, body_length, strlen(body_length), 0);
 send(client_sock, length_buf, strlen(length_buf), 0);

 send(client_sock, "\n"10);
 send(client_sock, "\r\n"20);
 

 char read_buf[1024]; 
 len = fread(read_buf ,1 , statbuf.st_size, rfile);
 if (send_(client_sock, read_buf, &len) == -1) { 
  printf("error!");   
 }
 
 return;
}


int main(){
 WSADATA wsaData;
 if (WSAStartup(MAKEWORD(11), &wsaData) != 0) {
  exit(1);
 }

 int skt = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
 if (skt == -1) {         
  return -1;
 }

 struct sockaddr_in server_addr;
 server_addr.sin_family = AF_INET;
 server_addr.sin_port = htons(8080);
 server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
 memset(&(server_addr.sin_zero), '\0'8);

 if (bind(skt, (struct sockaddr *)&server_addr,sizeof(server_addr)) == -1) {       
  return -1
 } 

 if (listen(skt, 10) == -1 ) {    
  return -1;
 }
 
 while(1){

  printf("Listening ... ...\n");
  struct sockaddr_in c_skt; 
  int s_size=sizeof(struct   sockaddr_in);
  int access_skt = accept(skt, (struct sockaddr *)&c_skt, &s_size);

  char buf[1024];
  if (recv(access_skt, buf, 10240) == -1) {
   exit(1);
  }
  
  req(buf, access_skt);
 } 
 
}

小伙伴们可以编写更加灵活的指定资源类型、错误处理等完善这个 demo。

免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

本站声明: 本文章由作者或相关机构授权发布,目的在于传递更多信息,并不代表本站赞同其观点,本站亦不保证或承诺内容真实性等。需要转载请联系该专栏作者,如若文章内容侵犯您的权益,请及时联系本站删除( 邮箱:macysun@21ic.com )。
换一批
延伸阅读

当我们谈起C语言,很多人第一印象是面向底层、面向系统的编译型语言,写出来的程序一般都是从头到尾跑一遍就结束,很少和用户交互。但实际上,C语言从诞生开始就支持交互式的程序设计,通过标准输入输出和用户实时交互,接收用户输入、...

关键字: C语言 编程

在STM32嵌入式开发中,精确延时是非常基础但又极其关键的功能。无论是驱动单总线传感器(比如DS18B20)、控制LCD屏幕时序、还是生成精确的脉冲信号,都需要用到微秒级甚至纳秒级精度的延时。很多新手刚开始使用STM32...

关键字: STM32 嵌入式

在C语言开发中,位操作符是最容易被新手忽略,却能在嵌入式开发、底层驱动、算法优化中发挥巨大作用的工具。和常规的算术操作、逻辑操作相比,位操作直接操作二进制位,执行效率更高,占用代码空间更小,能轻松实现很多用常规方法很难实...

关键字: C语言 位操作符

在C语言开发中,原生字符串的使用一直存在诸多不便。传统C语言中,字符串本质是以'\0'结尾的固定字符数组,开发人员必须提前预估字符串的最大长度:如果预估过小,拼接或插入字符时会出现缓冲区溢出,引发内存越界错误;如果预估过...

关键字: C语言 字符串

随着半导体测试向更高复杂性与并行度演进,多工位自动测试设备(ATE)和SiC/GaN测试对电感、电容和电阻(LCR)测量的需求不断提升。然而,传统的外接台式LCR仪表和基于线缆的设置难以扩展,而且会降低可重复性。本文介绍...

关键字: 半导体 电阻 嵌入式

智能高尔夫球追踪系统是一项创新的嵌入式电子项目,旨在展示如何将紧凑型物联网硬件集成到体育科技应用中。在体育领域,高尔夫球扮演着主要角色,但在现代时代,所有设备都变得更加智能化,高尔夫球也由此演变为智能高尔夫球。本项目结合...

关键字: 嵌入式 物联网 NRF无线技术

在工业自动化、智能传感、嵌入式组网等分布式总线系统中,设备自动地址分配是实现节点互联互通、即插即用的核心技术。传统人工配置地址方式存在操作繁琐、扩展性差、地址冲突风险高、维护成本高等诸多问题,已无法适配大规模、动态化的总...

关键字: 总线 嵌入式 组网

2026年6月8日 – 专注于引入新品的全球电子元器件和工业自动化产品授权代理商贸泽电子 (Mouser Electronics) 正式宣布,首次荣获全球嵌入式应用安全连接解决方案知名供应商NXP® Semiconduc...

关键字: 物联网 移动设备 嵌入式

城市灯火通明、生活井然运转的背后,总有人在不被注意的地方,日复一日地坚持着。他们或许没有惊天动地的故事,却在漫长岁月里,用自己的方式守护着他人的生活。近日,乡村教师班爱花、爱心厨房运营者丫丫妈,以及“扛楼女工”云姐的故事...

关键字: 西门子家电 洗碗机 嵌入式

2026年5月15日,正值“世界无幽日”,一组数据再次引发公众关注:据《中国幽门螺杆菌感染防控》白皮书显示,我国幽门螺杆菌人群感染率已接近50%,涉及超过7亿人口,且家庭内传播特征极为显著——父母若感染,子女感染风险升高...

关键字: 洗碗机 AI 嵌入式
关闭