构建一个简单的HTTP服务器

一、程序界面

启动程序，运行后，在浏览器中输入 http://localhost:8888/ ，可返回结果。

二、基本原理

1、HTTP协议

• HTTP是超文本传输协议(HyperText Transfer Protocol)的简称，它建立在C/S架构的应用层协议。
• TCP/IP协议是协议层的内容，它定义了计算机间通信的基础协议。
• HTTP、FTP、Telnet等协议都是建立在TCP/IP协议基础上的。

2、请求/响应模型

• 在HTTP协议中，客户端负责发起一个Request，该Request中含有请求方法、URL、协议版本等信息，
• 服务端在接受到该Request后会返回一个Response，该Response中含有状态码、响应内容等信息，
    这一模型称为请求/响应模型。

3、HTTP报文

  HTTP协议通信的核心是HTTP报文，根据报文发送者的不同，我们将其分为请求报文和响应报文。其中，由客户端发出的HTTP报文称为请求报文，由服务端发出的报文称为响应报文。

• 请求报文：请求报文通常由浏览器来发起，当我们访问一个网页或者请求一个资源的时候都会产生请求报文。请求报文通常由HTTP请求行、请求头、消息体(可选)三部分组成，服务端在接收到请求报文后根据请求报文请求返回数据给客户端，所以我们通常讲的服务端开发实际上是指在服务端接收到信息以后处理的这个阶段。
• 响应报文：响应报文是指在服务端接收并处理了客户端的请求信息以后，服务端发送给客户端的HTTP报文，服务端开发的重要工作就是处理来自客户端的请求，所以这是我们开发一个HTTP服务器的核心工作。和请求报文类似，响应报文由HTTP状态行、响应头、消息体(可选)三部分组成。例如我们通常熟悉的200和404分别表示连接正常和无法访问资源这两种响应状态。

4、基本请求方法

  HTTP协议的基本请求方法。常见的方法有GET、POST、HEAD、DELETE、OPTIONS、TRACE、CONNECT

• GET：最为常见的一种请示方式。当客户端从服务器读取文档或者通过一个链接来访问页面的时候，都是采用GET方式来请求的。GET请求的一个显著标志是其请求参数附加在URL后，例如”/index.jsp?id=100&option=bind”这种形式即为GET方式请求。GET方式对用户而言，传递参数过程是透明的，因为用户可以通过浏览器地址栏直接看到参数，所以这种方式更适合用来设计API，即在不需要验证身份或者对安全性要求不高的场合，需要注意的是GET方式请求对参数长度由一定限制。
• POST：POST克服了GET方式对参数长度存在限制的缺点，以键-值形式将参数封装在HTTP请求中，所以从理论上讲它对参数长度没有限制(实际上会因为浏览器和操作系统的限制而大打折扣)，而且对用户来讲参数传递过程是不可见的，所以它是一种相对安全的参数传递方式。通常用户登录都会采取这种方式，我们在编写爬虫的时候遇到需要登录的情况通常都需要使用POST方式进行模拟登录。

5、思路

  HTTP是建立在TCP/IP协议上的，所以HTTP的协议应该考虑用TCP/IP协议的实现来实现，考虑到Socket是TCP/IP协议的一种实现，所以我们非常容易地想到应该用Socket来构建一个HTTP服务器。

  c#中的tcp通信实质就是Socket通信。

  所以我们的思路是这样的，首先我们在服务端创建一个tcp通信来负责监听客户端连接。每次客户端发出请求后，我们根据请问报文来判断客户端的请求类型，然后根据不同的请求类型进行相应的处理，这样我们就设计了一个基本的HTTP服务器。

三、程序解析

1、HttpServer类

  程序中我们创建了一个继承于HttpServer的类，并实现了handleGETRequest 和handlePOSTRequest 这两个抽象方法：

2、监听与接收

  这个WEB服务器由两个组件构成，一个是负责启动TcpListener来监听指定端口的HttpServer类，并且用AcceptTcpClient()方法循环处理TCP连接请求，这是处理TCP连接的第一步。然后请求到达“已指定“的端口，接着就会创建一对新的端口，用来初始化客户端到服务器端的TCP连接。这对端口便是TcpClient的session，这样就可以保持我们的主端口可以继续接收新的连接请求。从程序的代码中我们可以看到，每一次监听程序都会创建一个新的TcpClien，HttpServer类又会创建一个新的HttpProcessor，然后启动一个线程来操作。HttpServer类中还包含两个抽象方法，你必须实现这两个方法。

3、解析HTTP

  这样，一个新的tcp连接就在自己的线程中被HttpProcessor处理了，HttpProcessor的工作就是正确解析HTTP头，并且控制正确实现的抽象方法。

  HTTP请求由3部分组成，所以我们只需要用string.Split()方法将它们分割成3部分即可，接下来就是接收和解析来自客户端的HTTP头信息，头信息中的每一行数据是以Key-Value（键-值）形式保存，空行表示HTTP头信息结束标志，我们代码中用readHeaders方法来读取HTTP头信息。

4、数据流的处理

到这里，我们已经了解了如何处理简单的GET和POST请求，它们分别被分配给正确的handler处理程序。在本例中，发送数据的时候有一个棘手的问题需要处理，那就是请求头信息中包含发送数据的长度信息content-length，当我们希望子类HttpServer中的handlePOSTRequest方法能够正确处理数据时，我们需要将数据长度content-length信息一起放入数据流中，否则发送端会因为等待永远不可能到达的数据和阻塞等待。我们用了一种看起来不那么优雅但非常有效的方法来处理这种情况，即将数据发送给POST处理方法前先把数据读入到MemoryStream中。这种做法不太理想，原因如下：如果发送的数据很大，甚至是上传一个文件，那么我们将这些数据缓存在内存就不那么合适甚至是不可能的。理想的方法是限制post的长度，比如我们可以将数据长度限制为10MB。

5、返回值与扩展

这个简易版HTTP服务器另一个简化的地方就是content-type的返回值，在HTTP协议中，服务器总是会将数据的MIME-Type发送给客户端，告诉客户端自己需要接收什么类型的数据。在writeSuccess()方法中，我们看到，服务器总是发送text/html类型，如果你需要加入其他的类型，你可以扩展这个方法。

四、C#中如何在一个类里访问主窗体中的控件

1、增加一个静态变量

public static Form1 frm1;

2、声明一个form变量方便后面的调用

public Form1()
{
InitializeComponent();
CheckForIllegalCrossThreadCalls = false;
frm1 = this;
}

3、在类中直接用Form类里的frm1变量去调用就可以了

Form1.frm1.WriteLog(“get post data end”, 1, Color.Green);

4、修改控件的Modifiers属性为public

• 最后如果你发现不成功的话，请记得将richtext的Modifiers属性设置为public

五、参考资料

1、 PayneQin的博客https://blog.csdn.net/qinyuanpei/article/details/51757148
2、 乌班图ysm的博客 https://blog.csdn.net/u012278016/article/details/104756543
3、 小y的博客 https://www.cnblogs.com/tuyile006/p/11857590.html
4、 百度经验：https://jingyan.baidu.com/article/425e69e601c781be14fc1640.html
5、 秦元培的github https://github.com/qinyuanpei/HttpServer

六、程序下载

1、dalong10的下载https://download.csdn.net/download/dalong10/12850855