goahead webserver源码分析

1、一个txt文本架构图

main()

      |

      |--websOpenServer()

      |             |-- websOpenListen()

      |                           |--socketOpenConnection()

      |                                           |--打开webServer服务器

      |                                           |--初化socket_t结构(注册websAccept()回调函数(socket_t sp->accept= websAccept)等)

      |                                           |--把socket_t结构加入数组socketList

      |            

      |

      |--websUrlHandlerDefine()

      |                |--初始化websUrlHandlerType结构的websUrlHandler数组

      |                |--将urlPrefix和回调函数绑定在websUrlHandler[websUrlHandlerMax]中

      |

      |--websUrlHandlerDefine(websDefaultHandler)

      |                |--初始化websUrlHandlerType结构的websUrlHandler数组

      |                |--将urlPrefix和回调函数绑定在websUrlHandler[websUrlHandlerMax]中

      |         

      |

      |

      |--websFormDefine()

      |               |--初始化symbol table结构sym_t,把名字和回调函数名放进sym_t结构

      |               |--把sym_t结构放进hash表中

      |

      |--websAspDefine()

      |               |--初始化symbol table结构sym_t,把名字和回调函数名放进sym_t结构

      |               |--把sym_t结构放进hash表中

      |

      |

      |(main loop)

   ----|--socketReady(-1) || socketSelect(-1, 1000)

   ^                  |--轮询socketList        |--轮询socketList中的handlerMask

   |  |                |--中的几个变量        |--改变socketList中的currentEvents

   |  |

   |  |--socketProcess()

   ^  |              |--轮询socketList[]

   |  |               |--socketReady()

   |  |               |--socketDoEvent()

   |  |                                |--如果有新的连接(来自listenfd)就调用socketAccept()

   |  |                                                    |--调用socketAlloc()初始化socket_t结构

   |  |                                                    |--把socket_t结构加入 socketList数组

   |  |                                                    |--调用socket_t sp->accept()回调函数

   |  |

   |  |                                |--如果不是新的连接就查找socketList数组调用socket_t sp->handler()回调函数

   |  |

   |  |

   --|

websAccept()

     |--做一些检查

     |--socketCreateHandler(sid, SOCKET_READABLE, websSocketEvent, (int) wp)

     |            |--把sid注册为读事件,初始化socket_t sp->handler = websSocketEvent等, 更新对应的socketList数组(handlerMask值等)

websSocketEvent()

     |--判断读写操作

     |--读websReadEvent()

     |                |--websUrlHandlerRequest()

     |                                     |--查找wbsUrlHandler数组,调用和urlPrefix对应的回调函数(websFormHandler(),websDefaultHandler()等)

     |

     |--写,调用(wp->writeSocket)回调函数

websFormHandler()

    |--跟据formName查找hash表,调用用户定义的函数

websDefaultHandler()

    |--处理默认的URL请求，包括asp页面

    |--websSetRequestSocketHandler()

    |                                              |--注册默认的写事件函数wp->writeSocket = websDefaultWriteEvent

    |                                              |--socketCreateHandler(wp->sid, SOCKET_WRITABLE, websSocketEvent, (int) wp)

    |                                                          |--把sid注册为写事件,初始化socket_t sp->handler = websSocketEvent等, 更新对应的socketList数组

websDefaultWriteEvent()

    |

|--写数据,不包括asp页面

2、跟着main走

Main函数很简短，所以可以对他的代码进行一行一行注释，如下：

/*
 *    Main -- entry point from LINUX
 */

int main(int argc, char** argv)
{
/*
 *    Initialize the memory allocator. Allow use of malloc and start 
 *    with a 60K heap.  For each page request approx 8KB is allocated.
 *    60KB allows for several concurrent page requests.  If more space
 *    is required, malloc will be used for the overflow.
 */
    bopen(NULL, (60 * 1024), B_USE_MALLOC);
    signal(SIGPIPE, SIG_IGN);


    printf("**************88\n");

/*
 *    Initialize the web server
 */
    if (initWebs() < 0) {
        return -1;
    }

#ifdef WEBS_SSL_SUPPORT
    websSSLOpen();
#endif

/*
 *    Basic event loop. SocketReady returns true when a socket is ready for
 *    service. SocketSelect will block until an event occurs. SocketProcess
 *    will actually do the servicing.
 */
    while (!finished) {
        if (socketReady(-1) || socketSelect(-1, 100)) {
            socketProcess(-1);
        }
        websCgiCleanup();
        emfSchedProcess();
    }

#ifdef WEBS_SSL_SUPPORT
    websSSLClose();
#endif

#ifdef USER_MANAGEMENT_SUPPORT
    umClose();
#endif

/*
 *    Close the socket module, report memory leaks and close the memory allocator
 */
    websCloseServer();
    socketClose();
#ifdef B_STATS
    memLeaks();
#endif
    bclose();
    return 0;
}

3.一些想法

1，  找出他们共同的数据结构

2，  找出对这些数据结构维护（操作）的函数

3，  从http的get或者是post流程来看程序

4，  整体架构如何掌握

5，  分模块，从全局的角度看各个模块的功能

6，  从main函数起，按树型结构一层层分析下去

选择第五种方法：

1，  sock模块，专门处理网络链接这一块，有这么几个文件：

sock.c和sockGen.c，sock.c是（维护）处理链接的socket_t数据结构，sockGen.c是（维护）处理链接的。

2，  对http协议数据进行操作（读取和分析），webc.c文件

3，  对具体数据的操作（asp,form…），handler.c文件

选择第三种方法来看程序：

假设有个http请求：从这个http请求到服务器的处理，然后返回这样一个过程来看goahead是怎么操作的？

1，写一个http请求的url和一个head

1，  写一个http请求的post的head

注：

因为这次要看通整个goahead代码，所以一下子不知道以什么思路来看。上面是一些想法，不知道从哪里开始分析一个项目的代码，也不知道取舍哪些进行程序结构和功能方面的分析。后来的结果是写出了下面的文字。

4.goahead mainloop源码分析

4.1 socketReady(-1)函数分析

socketReady函数检查已建立连接的socket中是否有以下事件，如果检查到一个，就返回1，如果没有检查到，就返回零。

（1）           sp->flags & SOCKET_CONNRESET，如果该socket的flag标志为SOCKET_CONNRESET（该标志在哪里设置（初始化）的？），则调用函数socketCloseConnection（该函数后面会解释）关闭该socket连接，然后返回0；

（2）           sp->currentEvents & sp->handlerMask，如果该socket当前的事件和他要处理的事件相同，就返回1，告诉调用socketReady的函数有socket准备好被处理了；

（3）           sp->handlerMask & SOCKET_READABLE && socketInputBuffered(sid) > 0，如果该socket要处理的事件是SOCKET_READABLE并且该socket的缓存中有可读的数据，则调用socketSelect函数（为什么在这里要调用这个函数，看了下socketSelect，应该是为了设置sp->currentEvents |= SOCKET_READABLE，所以这里应可以优化），然后返回1，告诉调用socketReady的函数有socket准备好被处理了；

（4）           socketReady函数根据传入的参数sid决定是检查id为sid的socket（当sid大于0），还是遍历整个socketList（当sid小于0），如果以上3个条件中没有一个满足，则返回0。

4.2 socketSelect(-1, 1000)函数分析

socketSelect函数是系统调用select的外包函数，该函数的主要功能就是监听（？）注册的socket事件集合，然后修改sp->currentEvents变量。

流程如下：

在主函数中，对socketSelect的调用是这样的：

if (socketReady(-1) || socketSelect(-1, 1000))，这样做并没有对socketSelect的返回值进行检查，也就是说当socketSelect返回-1时，该条件也会满足，从而程序也会往下走，所以，这个地方也是可以优化的。

4.3 socketProcess(-1)函数分析

socketProcess处理到达的socket事件，如果传入的参数是小于0，则会处理所有的socket的事件，如果大于0，则会处理指定的socket的事件。下面是主要过程：

/*
 *    Process socket events
 */

void socketProcess(int sid)
{
    socket_t    *sp;
    int            all;

    all = 0;
    if (sid < 0) {
        all = 1;
        sid = 0;
    }
/*
 *     Process each socket
 */
    for (; sid < socketMax; sid++) {
        if ((sp = socketList[sid]) == NULL) {
            if (! all) {
                break;
            } else {
                continue;
            }
        }
        if (socketReady(sid)) {
            socketDoEvent(sp);
        }
        if (! all) {
            break;
        }
    }
}

socketReady()函数请看上面的解释，但不明白这里为什么还要用到这个函数，应该也是个可以优化的地方，我现在想到一个过程，应该是这样的：

if(socketSelect ()){
　　socketProcess();
}

后注：走完websGetInput()函数的分析后，因为这时仔细看到了更多的代码，上面的这个优化是不行的，因为socketReady(int sid)函数中，是sp->currentEvents，sp->handlerMask这几个标志位来判断是否有数据读写。socketDoEvent()是对已连接的socket通过改变sp->currentEvents和sp->handlerMask来分阶段的去处理数据，

并不是一路执行到底直到把这个连接关闭的。socketSelect ()是主要还是用在有新连接到来的时候，有新连接到来才会使这个函数返回真。socketDoEvent大致分两个阶段去处理一个连接，1是READ阶段，READ处理成功，便会设置状态到WRITE阶段，却不执行WRITE动作，2是WRITE阶段，WRITE执行完后才会结束这个连接。当第一次主循环时，socketDoEvent()执行的是READ，所以，如果按上一个代码段，第二次执行循环时，如socketSelect ()中没有新连接或数据到来，就不会往下执行了，而已有数据的连接将得不到立即的处理。socketReady(sid)可以检查已有连接是否有数据准备好读写，所以在这里优化是错误的。

下面看看socketDoEvent函数的实现：

（1）socketDoEvent函数首先对socket的当前事件进行检查，如果是读事件并且是服务器监听socket上的读事件，说明有新连接到来，于是调用socketAccept()欢迎新连接，并使currentEvents为0，然后马上返回。

（2）如果当前不是读事件但是该socket原感兴趣的是读事件并且socket缓存中确有数据可读，那就置currentEvents为可读，这一步在socketReady函数中有做过，所以这里应该是可以去掉的。

（3）如果当前是写事件，那就看看该socket的写缓存中有没有数据，如果有并且有SOCKET_FLUSHING标志就全部输出该写缓存，这是为新的写事件做清理工作。

（4）调用事件处理函数sp->handler，该函数指针分别在两个地方进行初始化：

     1，在websDefaultHandler()函数中注册写事件，该函数在什么时候被调？

     2，在websAccept()函数中注册读事件

     两处都指向websSocketEvent()函数。等下解释这个函数。

（5）把currentEvents置为0。

4.4 socketAccept()函数分析

socketAccept()函数接收一个新的连接，并且调用用户注册的接收函数，这一个过程后，就把对socket_t结构的处理转换到了webs_t结构。

Sp->accept函数指针在socketOpenConnection()函数中调用socketAlloc()函数注册给监听socket的socket_t数据结构，当socketAccept()函数处理新连接时，就会把自已的Sp->accept指针及其他几个属性通过调用socketAlloc(sp->host, sp->port, sp->accept, sp->flags)函数又给了新的连接，注意，调用完这个后，会更新新的nsp->flags &= ~SOCKET_LISTENING，把该连接和监听连接区别开。

然后，监听socket用自已的Sp->accept调用到websAccept()函数，但是传递的第一个参数是新连接的id：nid。这也应该是个技巧吧。

websAccept()函数功能：

经过websAccept()函数后，将走出socket层，来到webs_t结构层，以后对读和写的操作都通过操作webs_t这个数据结构来完成。

4.5 websSocketEvent()函数分析

websSocketEvent()函数处理socket的读和写事件：

（1）websSocketEvent()函数根据mask决定调用读还是写函数，wp->writeSocket函数指针在websDefaultHandler()中通过调用websSetRequestSocketHandler()进行注册，指向websDefaultWriteEvent()函数。

（2）websReadEvent()函数：

websReadEvent()函数处理读事件，我们怀疑这个函数有问题，会导致web服务器宕机，因此要重点分析。

我们来看看该函数中用到的wp结构的四个状态：

先给出一个http的post头，看起来形象点：

POST /goform/formTest HTTP/1.1

Accept: image/gif, image/x-xbitmap, image/jpeg, image/pjpeg, application/x-shockwave-flash, application/vnd.ms-excel, application/vnd.ms-powerpoint, application/msword, **

Accept-Language: zh-cn

Accept-Encoding: gzip, deflate

User-Agent: Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 6.0; Windows NT 5.1; SV1; .NET CLR 2.0.50727; CIBA)

Host: 192.168.90.50

Connection: Keep-Alive

程序不进入①是因为wp->flags & WEBS_POST_REQUEST这个条件不成立，所以我给出上面的一个GET头，这时wp->flags中应该在WEBS_BEGIN状态机下的websParseFirst()函数中没有被设置为WEBS_POST_REQUEST，这里不得不插入一段websParseFirst()函数中的代码说明情况：

/*
 *    Parse the first line of a HTTP request
 */

static int websParseFirst(webs_t wp, char_t *text)
{
    char_t     *op, *proto, *protoVer, *url, *host, *query, *path, *port, *ext;
    char_t    *buf;
    int        testPort;

    a_assert(websValid(wp));
    a_assert(text && *text);

/*
 *    Determine the request type: GET, HEAD or POST
 */
    op = gstrtok(text, T(" \t"));
    if (op == NULL || *op == ‘\0‘) {
        websError(wp, 400, T("Bad HTTP request"));
        return -1;
    }
    if (gstrcmp(op, T("GET")) != 0) {
        if (gstrcmp(op, T("POST")) == 0) {
            wp->flags |= WEBS_POST_REQUEST;
        } else if (gstrcmp(op, T("HEAD")) == 0) {
            wp->flags |= WEBS_HEAD_REQUEST;
        } else {
            websError(wp, 400, T("Bad request type"));
            return -1;
        }
    }

/*
 *    Store result in the form (CGI) variable store
 */
    websSetVar(wp, T("REQUEST_METHOD"), op);

    url = gstrtok(NULL, T(" \t\n"));
    if (url == NULL || *url == ‘\0‘) {
        websError(wp, 400, T("Bad HTTP request"));
        return -1;
    }
    protoVer = gstrtok(NULL, T(" \t\n"));

/*
 *    Parse the URL and store all the various URL components. websUrlParse
 *    returns an allocated buffer in buf which we must free. We support both
 *    proxied and non-proxied requests. Proxied requests will have http://host/
 *    at the start of the URL. Non-proxied will just be local path names.
 */
    host = path = port = proto = query = ext = NULL;
    if (websUrlParse(url, &buf, &host, &path, &port, &query, &proto, 
            NULL, &ext) < 0) {
        websError(wp, 400, T("Bad URL format"));
        return -1;
    }

    wp->url = bstrdup(B_L, url);

#ifndef __NO_CGI_BIN
    if (gstrstr(url, CGI_BIN) != NULL) {
        wp->flags |= WEBS_CGI_REQUEST;
        if (wp->flags & WEBS_POST_REQUEST) {
            wp->cgiStdin = websGetCgiCommName();
        }
    }
#endif

    wp->query = bstrdup(B_L, query);
    wp->host = bstrdup(B_L, host);
    wp->path = bstrdup(B_L, path);
    wp->protocol = bstrdup(B_L, proto);
    wp->protoVersion = bstrdup(B_L, protoVer);
    
    if ((testPort = socketGetPort(wp->listenSid)) >= 0) {
        wp->port = testPort;
    } else {
        wp->port = gatoi(port);
    }

    if (gstrcmp(ext, T(".asp")) == 0) {
        wp->flags |= WEBS_ASP;
    }
    bfree(B_L, buf);

    websUrlType(url, wp->type, TSZ(wp->type));

#ifdef WEBS_PROXY_SUPPORT
/*
 *    Determine if this is a request for local webs data. If it is not a proxied 
 *    request from the browser, we won‘t see the "http://" or the system name, so
 *    we assume it must be talking to us directly for local webs data.
 *    Note: not fully implemented yet.
 */
    if (gstrstr(wp->url, T("http://")) == NULL || 
        ((gstrcmp(wp->host, T("localhost")) == 0 || 
            gstrcmp(wp->host, websHost) == 0) && (wp->port == websPort))) {
        wp->flags |= WEBS_LOCAL_PAGE;
        if (gstrcmp(wp->path, T("/")) == 0) {
            wp->flags |= WEBS_HOME_PAGE;
        }
    }
#endif

    ringqFlush(&wp->header);
    return 0;
}

看来，对于GET头，wp->flags并不需要设置一个WEBS_GET_XXX什么的标志位。

原因说清了，按上图，程序进入websUrlHandlerRequest(wp)函数，websUrlHandlerRequest(wp)函数会怎么处理上面给出的这个GET头，websUrlHandlerRequest(wp)根据urlPrefix来调用注册好的回调函数，先说urlPrefix，他是指/goform/xxx，/cgi_bin/yyy中的/goform和/cgi_bin这些东西，如果一个URL是这样的：/forms.asp那么他的urlPrefix为””，在主main()函数中，注册了对这个urlPrefix的回调函数为：

websUrlHandlerDefine(T(""), NULL, 0, websDefaultHandler, WEBS_HANDLER_LAST);

即websDefaultHandler()函数。websUrlHandlerRequest(wp)函数通过查找websUrlHandler[]数组会得到urlPrefix和回调函数的对应关系，然后调用回调函数，现在我们进到websDefaultHandler()，在socketProcess(-1)函数分析的第（4）点中有个疑问，到这里就不再是疑问了。websDefaultHandler()函数的最后调用：

websSetRequestSocketHandler(wp, SOCKET_WRITABLE, websDefaultWriteEvent);

注册该wp连接写事件的回调函数，并把wp的感兴趣的事件handlerMask改为SOCKET_WRITABLE。这样当第二次执行主循环时，想想回到websSocketEvent()函数，就会调用到写事件的函数websDefaultWriteEvent()，通过wp->writeSocket指针。

4.6 websCgiCleanup()函数分析

该函数清除执行完的CGI进程。

4.7 emfSchedProcess()函数分析

emfSchedProcess()函数检查超时的连接，如果有超时的连接就会把这个连接清理掉，这里要注意程序中是怎么设置超时的起起始时间的。

在websReadEvent()函数中，调用websSetTimeMark(wp)为该连接设置一个时间戳，超时就是相对于这个时间的，但是请想下如果该连接一直没有数据到来的话，仅完成三次握手（不了解内核会不会对这样的连接有个超时机制，如果有，我下面就是白说），因为不可能执行到websReadEvent()函数，那么超时机制将对该连接无效，可以想象有很多这样的恶意连接没有被清除将会浪费系统资源，所以当accept这个连接的时候，就用websSetTimeMark(wp)为该连接设置一个时间戳，这个动作可以放在websAlloc ()函数中，这个函数被websAccept()函数调用，作用是初始化一个新的webs_t结构的连接。如果在超时前有数据来，这个时间戳将在websReadEvent()函数更改成新的；如果没有新的数据，那超时之后，服务器将断开这个连接，这样并不会影响系统运行，因此是可行的。

可以用telnet 192.168.0.50 80这样连接上服务器但是不发任何字符到服务器进行测试。

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