来写一个属于自己的Web服务器

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来写一个属于自己的Web服务器

Original 一野脚本之家 2021-06-29

脚本之家

你与百万开发者在一起

前言

什么是Web，维基百科的描述如下：

万维网（英语：World Wide Web），亦作“WWW”、“Web”，是一个透过互联网访问的，由许多互相链接的超文本组成的系统。
—— 维基百科

我们的生活现在已经离不开互联网，我们日常使用的互联网服务中，其中的相当的一部分是Web系统所提供的，我们每天使用的搜索，新闻，购物等服务，其背后的实现，也是基于Web的技术栈，但是，Web系统究竟是怎么运作的呢？接下来我们就一起来实现一个最简单的Web服务器（使用python3），我们这里说的Web服务器是指HTTP服务器。

socket

socket是一种操作系统提供的进程间通信机制，简单来讲，socket是用来通信用的，它实现了TCP与UDP协议，Web系统是基于HTTP协议的，所以这里，我们使用socket来实现一个简单的Web服务器。

使用Python来实现一个最简单的HTTP服务器

1、新建一个文件夹WebServer，并在该文件下新建一个文件server.py

2、打开该文件，写入以下代码：

# 导入socket包
import socket
# 服务器IP与端口
HttpPort = 18080
HttpHost = ('localhost', HttpPort)
# 头部信息
HttpResponseHeader = '''HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: text/html;charset=UTF-8
'''
# Header与Body分隔符
LineSeparator = ' '
# HTTP响应
HttpResponseBody = ''
# 创建基于IPV4 TCP的socket
ServerSocket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
# socket的绑定与监听
ServerSocket.bind(HttpHost)
ServerSocket.listen(100)
print("server is running")
# 处理客户端连接
while True:
HttpResponseBody = '很开心遇见你：）'
Client, Address = ServerSocket.accept()
Request = Client.recv(1024).decode(encoding='utf-8')
Client.sendall((HttpResponseHeader + HttpResponseBody).encode(encoding='utf-8'))
Client.close()

3、我们在该目录下打开shell，并输入以下命令：

python3 server.py

我们可以看到以下输出：

我们打开浏览器，并在地址栏输入http://127.0.0.1:18080，可以看到以下输出：

上面的这一段代码的效果，我们已经看到了，但是，这段代码究竟做了什么呢？

TCP是传输层的协议，HTTP是应用层的协议，HTTP协议基于TCP协议，我们通过socket，建立起了客户端到服务器的TCP连接，服务器先进行监听，客户端发起一个连接，服务器收到该连接请求之后并同意建立连接，之后客户端向服务端发起HTTP请求，我们的服务端对该HTTP请求进行一定的解析之后，发送响应给客户端，然后关闭连接，这就完成了一次HTTP请求。

实现解析URL参数与用户提交的表单

1、我们更新server.py的代码如下：

# 导入socket包
import socket
# 服务器IP与端口
HttpPort = 18080
HttpHost = ('localhost', HttpPort)
# 头部信息
HttpResponseHeader = '''HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: text/html;charset=UTF-8
'''
# Header与Body分隔符
LineSeparator = ' '
# HTTP响应
HttpResponseBody = ''
# 创建基于IPV4 TCP的socket
ServerSocket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
# socket的绑定与监听
ServerSocket.bind(HttpHost)
ServerSocket.listen(100)
print("server is running at http://localhost:%d" % HttpPort)
# 获取HTTP请求报头
def get_headers(request):
# 分隔符切割
headers_array = request.split(' ')
# HTTP请求头首行是请求方法请求路径 HTTP协议版本
headers = {}
for header_item in headers_array[1:]:
item_ = header_item.split(': ')
headers[item_[0]] = item_[1]
return headers
# 获取URL参数
def get_get_args(request_url):
get_args_arr = request_url[request_url.find('?')+1:].split('&')
# print(get_args_arr)
get_args = {}
try:
for get_item in get_args_arr:
item_ = get_item.split('=')
get_args[item_[0]] = item_[1]
return get_args
except:
return {}
# 获取POST表单参数
def get_post_args(request_body):
post_args_arr = request_body.split('&')
post_args = {}
for post_item in post_args_arr:
item_ = post_item.split('=')
post_args[item_[0]] = item_[1]
return post_args
# 处理客户端连接
while True:
Client, Address = ServerSocket.accept()
# 客户端的HTTP请求
Request = Client.recv(1024).decode(encoding='utf-8')
# 将请求分为报头与主体
RequestText = Request.split(LineSeparator)
# 报头
RequestHeader = RequestText[0]
# 主体
RequestBody = RequestText[1]
# 请求方法
RequestMethod = RequestHeader.split(' ')[0]
# 请求路径
RequestUrl = RequestHeader.split(' ')[1]
# 请求头部
RequestHeaders = get_headers(RequestHeader)
# 响应清空
HttpResponseBody = ''
# GET请求处理
if RequestMethod == 'GET':
HttpResponseBody += '''<html>
Your method is GET and your request url is ''' + RequestUrl + '''
<br>
The following are you headers :<br>
'''
for item in RequestHeaders.items():
HttpResponseBody += ('key :' + item[0] + ",value :" + item[1] + '<br>')
HttpResponseBody += 'There are your url args :<br>'
URL_args = get_get_args(RequestUrl)
for item in URL_args.items():
HttpResponseBody += ('key :' + item[0] + ",value :" + item[1] + '<br>')
HttpResponseBody += '<br>The next session is post test:<br>'
HttpResponseBody += '''
<form action="/" method="post">
<p>Text1: <input type="text" name="Text1" /></p>
<p>Text2: <input type="text" name="Text2" /></p>
<input type="submit" value="Submit" />
</form>
'''
HttpResponseBody += '</html>'
# POST方法的处理
elif RequestMethod == 'POST':
HttpResponseBody += '''<html>
Your method is POST and your request url is ''' + RequestUrl + '''
<br>
The following are you headers :<br>
'''
for item in RequestHeaders.items():
HttpResponseBody += ('key :' + item[0] + ",value :" + item[1] + '<br>')
HttpResponseBody += 'This is your form :<br>'
PostArgs = get_post_args(RequestBody)
for item in PostArgs.items():
HttpResponseBody += ('key :' + item[0] + ",value :" + item[1] + '<br>')
HttpResponseBody += '''
<br>Try to get test <br>
<a href="http://''' + RequestHeaders['Host'] + '''/">get test</a>
</html>
'''
# 暂未支持的请求方法
else:
HttpResponseBody += '''
<html> So sorry
''' + RequestMethod + '''
method is not support :( <br>
</html>
'''
Client.sendall((HttpResponseHeader + HttpResponseBody).encode(encoding='utf-8'))
Client.close()

2、然后执行： python3 server.py

3、我们可以看到能够如下显示：

GET请求：

POST请求：

这里我们主要是对参数进行了解析，然后并对其进行了显示，现实中，我们使用搜索引擎的时候，关键字一般都是通过GET方法来加上参数，需要用户提交用户名密码或者其他表单时，我们一般使用POST方法，有关更多的HTTP资料，请参考这里MDN 。

实现显示图片

1、我们在WebServer目录下新建一个名为index.html文件，并写入以下内容：

<html>
<body>
<a href="/pages/">pages</a>
</body>
</html>

2、然后在WebServer目录下新建一个文件夹pages，并在该目录下新建一个名为index.html的文件，并写入以下内容：

<html>
I like this pic:<br>
<img src="pic.jpg"/>
</html>

3、在pages目录下保存一个jpg格式的图像文件，并将其命名为pic.jpg

4、这一步，我们更新server.py文件为以下内容：

# 导入socket包
import socket
# 服务器IP与端口
HttpPort = 18080
HttpHost = ('localhost', HttpPort)
# 头部信息
HttpHtmlResponseHeader = '''HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: text/html;charset=UTF-8
'''
HttpImageResponseHeader = '''HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: image/jpg
'''
# Header与Body分隔符
LineSeparator = '\r\n\r\n'
# HTTP响应
HttpResponseBody = ''
# HTTP响应Bytes
HttpResponse = ''.encode(encoding='utf-8')
# 创建基于IPV4 TCP的socket
ServerSocket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
# socket的绑定与监听
ServerSocket.bind(HttpHost)
ServerSocket.listen(100)
print("server is running at http://localhost:%d" % HttpPort)
# 获取HTTP请求报头
def get_headers(request):
# 分隔符切割
headers_array = request.split('\r\n')
# HTTP请求头首行是请求方法请求路径 HTTP协议版本
headers = {}
for header_item in headers_array[1:]:
item_ = header_item.split(': ')
headers[item_[0]] = item_[1]
return headers
# 获取URL参数
def get_get_args(request_url):
get_args_arr = request_url[request_url.find('?') + 1:].split('&')
# print(get_args_arr)
get_args = {}
try:
for get_item in get_args_arr:
item_ = get_item.split('=')
get_args[item_[0]] = item_[1]
return get_args
except:
return {}
# 获取POST表单参数
def get_post_args(request_body):
post_args_arr = request_body.split('&')
post_args = {}
for post_item in post_args_arr:
item_ = post_item.split('=')
post_args[item_[0]] = item_[1]
return post_args
# 处理客户端连接
while True:
Client, Address = ServerSocket.accept()
# 客户端的HTTP请求
Request = Client.recv(1024).decode(encoding='utf-8')
# 将请求分为报头与主体
RequestText = Request.split(LineSeparator)
# 报头
RequestHeader = RequestText[0]
# 主体
RequestBody = RequestText[1]
# 请求方法
RequestMethod = RequestHeader.split(' ')[0]
# 请求路径
RequestUrl = RequestHeader.split(' ')[1].split('?')[0]
# 请求头部
RequestHeaders = get_headers(RequestHeader)
# 响应清空
HttpResponseBody = ''
HttpResponse = ''.encode(encoding='utf-8')
# GET方法的处理
if RequestMethod == 'GET':
# 请求的根目录
if RequestUrl[-1] == '/':
RequestUrl += 'index.html'
print(RequestUrl)
# 网页
if RequestUrl.split('.')[-1] == 'html':
try:
# 打开并读取html文件
res = open('.' + RequestUrl, 'rb')
StaticHtml = res.read()
HttpResponse += HttpHtmlResponseHeader.encode(encoding='utf-8')
HttpResponse += (HttpResponseBody.encode(encoding='utf-8') + StaticHtml)
res.close()
except Exception:
HttpResponse += HttpHtmlResponseHeader.encode(encoding='utf-8')
HttpResponse += '<html><br>ERROR !<br></html>'.encode(encoding='utf-8')
# 图片
elif RequestUrl.split('.')[-1] == 'jpg':
try:
res = open('.' + RequestUrl, 'rb')
ImageFile = res.read()
HttpResponse += HttpImageResponseHeader.encode(encoding='utf-8')
HttpResponse += (HttpResponseBody.encode(encoding='utf-8') + ImageFile)
res.close()
except Exception:
HttpResponse += HttpImageResponseHeader.encode(encoding='utf-8')
HttpResponse += ''.encode(encoding='utf-8')
HttpResponse += '<br><br>The next is post test <br>'.encode(encoding='utf-8')
HttpResponse += '''
<form action="/" method="post">
<p>Text1: <input type="text" name="Text1" /></p>
<p>Text2: <input type="text" name="Text2" /></p>
<input type="submit" value="Submit" />
</form>
'''.encode(encoding='utf-8')
# POST方法的处理
elif RequestMethod == 'POST':
HttpResponseBody += '''<html>
Your method is POST and your request url is ''' + RequestUrl + '''
<br>
The following are you headers :<br>
'''
for item in RequestHeaders.items():
HttpResponseBody += ('key :' + item[0] + ",value :" + item[1] + '<br>')
HttpResponseBody += 'This is your form :<br>'
PostArgs = get_post_args(RequestBody)
for item in PostArgs.items():
HttpResponseBody += ('key :' + item[0] + ",value :" + item[1] + '<br>')
HttpResponseBody += '''
<br>Try to get test <br>
<a href="http://''' + RequestHeaders['Host'] + '''/">get test</a>
</html>
'''
HttpResponse += (HttpHtmlResponseHeader + HttpResponseBody).encode(encoding='utf-8')
# 暂未支持的请求方法
else:
HttpResponseBody += '''
<html> So sorry
''' + RequestMethod + '''
method is not support :( <br>
</html>
'''
HttpResponse += (HttpHtmlResponseHeader + HttpResponseBody).encode(encoding='utf-8')
Client.sendall(HttpResponse)
Client.close()