工控网中基于Linux的嵌入式HTTP服务器设计

应的标记。服务器中解析相应标记的函数同样用C语言来实现。运行时，当客户端发出查看某实时网页的请求后，嵌入式HTTP服务器将相应的网页文件从电子盘加载到内存进行逐项解析。当辨识出自定义标记后，就调用相应的函数。该函数返回该标记对应的当前值，并置换HTML文件流中的自定义标记。最后，嵌入式HTTP服务器将解析结果发送给客户端。实时网页的设计与相应的HTTP服务器处理程序得以分离，处于一种弱耦合关联状态。这样，网页界面的调整不会影响HTTP服务器的程序设计，HTTP服务器程序的修改也与网页界面设计无关，整个嵌入式HTTP服务器具备灵活性和可扩展性。

3．4 多线程

最初的进程定义包含程序、资源及其执行三部分，其中程序通常指代码，资源通常包括 内存资源、I/O资源、信号处理等，而程序的执行指执行上下文，这一部分后来发展为线程。在线程的概念出现以前，为了减小进程切换的开销，操作系统设计者逐渐修改正进程的概念，允许将进程所占有的资源从其主体剥离出来，允许某些进程共离享一部分资源，例如文件、信号、数据内存、甚至代码，这就是轻质进程的概念。Linux内核的2.0.x版本就已经实现了轻质进程。应用程序可以通过一个统一的clone()系统调用接口，用不同的参数指定创建轻质进程还是普通进程。在内核中，clone()调用经过参数传递和解释后会调用do_fork()，这个核内函数同时也是fork、vfork()系统调用的最终实现。在do_fork()中，不同的flone_flags将导致不同的行为。在LinuxThreads中，使用（CLONE_VM|CLONE_FS|CLONE_FILES|CLONE_SIGHAND）参数调用clone()创建“线程”，表示共享内存、共享文件系统、共享文件描述符表，以及共享信号处理方式。Linux操作系统下，已经实现基于轻质进程的符号POSIX1003.C标

准的线程库LinuxThreads。

在传统的Unix服务器程序设计中，为了使服务器具备并发处理连接的能力，通常采用父进程处理连接，并调用fork（）创建子进程来处理用户请求的方法。这种方法的缺点是进程创建慢，耗费资源，进程切换开销大，进程之间通信比较困难等，不适用对资源、速度有要求的嵌入式系统。因此，在嵌入式HTTP服务器的开发中使用线程的方法。利用LinuxThreads提供的pthread_create()等函数派生出线程，也即轻质进程来处理多个HTTP请求。

4 工作流程和代码设计

4．1工作流程

嵌入式HTTP服务器程序开始运行时，主进程首先创建一个接口，并和主机地址绑定到一起，随后置为被动监听状态，等待客户端连接请求的到来。分别用函数socket()创建一个接口，bind()绑定地址，listen()监听，accept()接收来完成。当建立一个TCP连接后，函数accept()返回一个新的套接口描述符，主进程就创建一个新的子线程（轻质进程）处理这个新的连接。

子线程用于处理每具体的HTTP请求。子线程首先解析用户的HTTP请求。当用户请求一个网页时，子线程查找文件系统。如果该网页文件存在，且通过权限认证，就把它从CF卡读入内存并扫描，发现有自定义标记则调用相应函数进行处理，最后把结果返回给浏览器；否则给一个简单的出错消息。当用户是上传数据时，子线程调用相应函数读取数据进行处理，并返回处理结果给浏览器。

4．2 代码设计

在嵌入式HTTP服务器的代码设计中，考虑到代码的移植性和扩展性，利用C语言实现了面向对象风格的代码结构。代码主要由两上数据结构request_inf和response_inf以及其上一组操作函数组成。

结构request_inf和response_inf分别用来保存HTTP请求报文和响应报文的所有信息。在结构定义时，应根据具体应用特点设计结构包含的成分。

嵌入式HTTP服务器的函数包括通用函数、CGI函数和自定义标记处理函数等，其中通用函数是一些与HTTP1.1协议有关的函数。

（1）通用函数

*void prase_request_line(char *,struct *request_inf)

该函数用来解析HTTP请求报文的请求行（Request_Line），并把相应信息存放在结构request_inf中。其中，对请求行中URI部分的解析包括两种情况。如果用户请求一个网页，则获取文件路径、文件类型；如果用户要求上传数据，则把数据放在一个字符数组中。然后将文件路径和类型，或者指向该数组的指针、方法、版本号信息都放入结构re

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