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heart201

一、zhttpd功能说明

1、Linux下的http服务器zhttpd，支持功能：

（1）支持多个并发用户访问

（2）使用配置文件配置根目录等选项。

（3）支持CGI；

（4）支持简单的脚本;

（5）支持日志系统(log_zhttpd_*文件)。

2、其中脚本支持语法为：

（1）以开始，以?>结尾

（2）支持整型、字符串型数据

（3）支持整型变量存储，变量名可为多个字符

（4）支持整型的+、-、*、/、%、()、=运算法则

（5）支持print打印整型、字符串型

（6）支持打印变量值

（7）支持while if else控制结构，支持控制结构的嵌套

（8）支持>、 >=、<、 <= 、!=、 ==六种比较运算

（9）支持 &&、||复合比较运算

（10）支持对空格和TAB的忽略处理

（11）支持{}多重组合

（12）支持编译错误的行数提示

二、zhttpd配置参数说明

1、zhttpd.conf配置文件说明

#server

HostName=zhttpd 服务器名字

HostPort=8080 服务器端口号

ChildsNum=2 开启子进程个数

LISTEN_NUM=20 监听个数

#cgi envp

CGI_INTERFACE=CGI/1.2 cgi协议版本

HTTP_PROTOCOL=HTTP/1.1 http协议版本

#resource file path

ResourceFilePath=www 存放html、cgi、php文件路径

2、脚本编程例子

a=0;

print("

循环打印0到20的偶数：

");

while (a<20)

{

if ((a%2) == 0)

{

print("

");

print a;

print("

");

}

a=a+1;

}

三、zhttpd编译与运行

1、编译环境：linux

[root@localhost example]# uname -a

Linux localhost.localdomain 2.6.18-53.el5xen #1 SMP Wed Oct 10 17:06:12 EDT 2007 i686 i686 i386 GNU/Linux

[root@localhost example]# gcc -v

使用内建 specs。

目标：i386-redhat-linux

配置为：../configure --prefix=/usr --mandir=/usr/share/man --infodir=/usr/share/info --enable-shared --enable-threads=posix --enable-checking=release --with-system-zlib --enable-__cxa_atexit --disable-libunwind-exceptions --enable-libgcj-multifile --enable-languages=c,c++,objc,obj-c++,java,fortran,ada --enable-java-awt=gtk --disable-dssi --enable-plugin --with-java-home=/usr/lib/jvm/java-1.4.2-gcj-1.4.2.0/jre --with-cpu=generic --host=i386-redhat-linux

线程模型：posix

gcc版本 4.1.2 20070626 (Red Hat 4.1.2-14)

2、编译与运行

在zhttpd.v.1.0中，进入./src文件夹，执行：

$ make clean

$ make

执行完成之后，会自动复制zhttpd运行文件到./example，进入./example,执行：

$ ./zhttpd

然后在浏览器输入,，将会输出百度的首页（静态网页测试）；

在浏览器输入，测试cgi GET表单；

在浏览器输入，测试cgi POST表单；

在浏览器输入,测试脚本，将会输出一个图片和0到20的偶数。

四、zhttpd详细设计

如图1所示，服务器在接收到客户端的http报文请求之后，会分三种情况进行处理：

（1）如果客户端请求的是静态网页（包含图片等文件），就直接调用发送文件接口发送该请求文件；

（2）如果客户端请求的是.php格式的脚本文件，即先调用脚本引擎对脚本文件内容进行解析出html内容与开始的脚本文件，把解析得到的html内容和经过脚本引擎解释得到的结果写到一个临时文件，最后调用发送文件系统进行发送。

（3）如果是cgi程序，即建立服务器与cgi程序之间的好环境变量和通信管道。

图1服务器总框图

在程序设计中，在解析客户端请求报文的时候，会根据请求报文中的请求文件类型和文件的格式，解析出五种状态，如下面的枚举：

typedef enum {Z_STATIC=0, Z_GET, Z_POST, Z_INVALID, Z_SCRIPT} check_req;

Z_STATIC表示静态网页，Z_GET表示cgi GET表单方式，Z_POST表示cgi POST表单方式，Z_SCRIPT表示脚本文件，Z_INVALID表示错误类型，这五种类型的接口程序如图2所示：

图 2程序接口说明

1、服务器框架设计——支持多并发用户访问

图3多并发模型

参照lighttpd框架，zhttpd服务也使用了多进程+多路复用(如select,epoll)的网络模型，如图3所示。在父进程与子进程之间的关系是watcher和worker。下面是watcher与worker之间的关系：

父进程负责创建子进程并且监控是否有子进程退出,如果有,那么再次创建出子进程;而子进程是worker,是具体执行服务器操作的工作者,在被创建完毕之后退出循环,去做处理数据的事情.而如果父进程接收到退出信号退出这个循环,那么退出之前先让进程组内所有子进程退出要退出了,作一些清理的工作。

2、支持CGI GET/POST交互设计

在处理cgi GET表单时，服务器发送给cgi程序是通过环境变量发送的，并且GET的表单内容是存放在环境变量QUERY_STRING中，因此在服务器与cgi程序通信之前，会先把GET表单进行解析，并建立环境变量。

同时，由于cgi程序是通过标准输出向服务器输出数据，因此在通信之前，还需要建立一条服务器与cgi程序之间的通信管道，重定向cgi程序的标准输出到服务器的管道读端口。如图 4是服务器与cgi程序之前的通信图示。

图 4 GET表单

在处理cgi POST表单的时候，服务器通过环境变量发送POST表单的长度，服务器向cgi程序输入数据除了采用环境变量之外，还把POST的表单内容通过写管道输入到cgi的标准输入，同时cgi程序输出数据时是通过标准输出发送到服务器。

因此在服务器向cgi程序传送数据的时候，还需要建立两个管道，并分别把cgi程序的标准输入与标准输出进行重定向。

即，在第一条管道中，服务器往管道写端写数据，管道的另一端读端重定向到cgi程序的标准输入，cgi程序通过标准输入读数据。

在第二条管道中，把管道的写端重定向到cgi程序的标准输出，cgi程序通过标准输出向服务器发送数据，服务器通过管道的读端读取cgi发送过来的数据。

图5是POST表单的处理图示。

图 5 POST表单

3、脚本引擎设计

（1）先进行对字符串存放结构Str_var进行说明：

/*!struct

**************************************************************




	结构体名:Str_var


	功     能:字符串存放结构


	参数说明:  


	       char *str:  字符串内容


	--------------------------------------------------------------


	其他说明：


	              MAX_STR_VAR_NUM：存放字符串数组最大长度


	变量说明：


	       Str_var str_var[MAX_STR_VAR_NUM]：存放字符串数组


	       int str_var_cur_index：当前字符串数组中总元素个数


	       int str_var_index：当前元素的索引


	函数说明：   


	       int add_string(char *str)：


	       功能：先检查字符串是否存在该字符串，如果是，返回该字符串在字符


	               串数组中的地址，如果不存在，在字符串数组中建立一个字符串元


	               素，返回改元素在数组的地址。


	       参数：char *str：字符串


	  返回值：内容为str的变量的索引（即在数组中的地址）


	 


	       void str_var_init(void)：字符串数组初始化


	       void free_string(void)：free动态分配的内存

**************************************************************/

当在flex识别到一个字符串的时候，会调用add_string()在字符串存放结构内存放此字符串，然后返回改字符串在字符串存放结构中的索引（或者称为地址）。

（2）对存放变量结构mVar进行说明：

/*!struct

**************************************************************




	结构体名:mVar


	功   能:存放变量结构


	参数说明:


	      int i_val：该整形变量的值


	      int str_addr：存放字符串变量的地址，在本引擎中没有使用


	      char *name;   变量的名字


	--------------------------------------------------------------


	其他说明：


	             MAX_M_VAR_NUM：变量数组最大长度


	变量说明：


	      mVar m_var[MAX_M_VAR_NUM]:存放变量结构的数组


	      int m_var_index：当前变量数组中总元素个数


	      int m_var_cur_index：当前元素的索引


	函数说明：   


	      int add_var(char *name)：


	      功能：先检查变量名是否存在该变量，如果是，返回该变量在变量数组中的地址


	             如果不存在，在变量数组中建立一个变量元素，返回改元素在数组的地址。


	      参数：char
 *name：变量的名字


	 返回值：名为name的变量的索引（即在数组中的地址）


	      void m_var_init(void)：整形变量数组初始化


	      void free_var(void)：free动态分配的内存


	      void show_m_var(void)：打印整形变量数组

**************************************************************/

当flex识别到某字符或字符串是一个整型变量或者字符串变量的时候，会调用add_var()向存放变量结构存放此变量，如果是整型变量，那么i_val可以直接存放该整型值，如果是字符串变量，那么str_addr存放着该字符串在存放字符串结构数组中的索引。然后返回该变量在存放变量数组中的索引。

（3）对指令操作结构体Execute_cmdr进行说明：

/*!struct

**************************************************************




	结构体名:Execute_cmd


	功   能:指令操作结构体


	参数说明:


	      int type:指令操作将要执行的操作，对应于：Z_ACT_*


	      int (*exe_func)(int val):指令操作对应的函数指针，对应于：avt_*函数


	      char *name：该操作的名称


	--------------------------------------------------------------


	变量说明：


	      static Execute_cmd exe_cmd[]：定义好的指令操作


	 


	函数说明：   


	      avt_*等函数，根据该函数名就可以知道该函数功能，avt_*系列函数都是通过


	      操作堆栈模拟运行。

**************************************************************/

（4）对堆栈执行指令存放结构Command进行说明：

/*!struct

**************************************************************




	结构体名:Command


	功   能:堆栈执行指令存放结构


	参数说明:


	    int act_type：执行指令将要执行的操作，对应于：Z_ACT_*


	    int cmd_type：执行指令的类型，对应于：CMD_*_TYPE


	    int i_val:当为整形数值时，存放整形数值的值


	    int i_var：当为整形变量时，存放整形变量在整形变量存放结构中的地址


	    int str_var：当为字符串常量时，存放字符串常量在存放字符串结构数组中的地址


	    int ctrl：当为操作指令时，标记是否需要执行指令操作，对应于：CTRL_TRUE、CTRL_FALSE


	--------------------------------------------------------------


	其他说明：


	           MAX_CMD_LEN：执行指令数组最大长度


	           


	           CMD_NULL_TYPE：错误标记


	           CMD_INT_TYPE：为值时的标记


	           CMD_STR_TYPE：字符串变量标记


	           CMD_VAR_TYPE：整形变量标记


	           CMD_CHAR_TYPE：操作符标记


	变量说明：


	           Command cmd[MAX_CMD_LEN]:执行指令存放的数组


	           int cmd_cur_index:当前指令在执行指令数组中的索引


	函数说明：


	    void cmd_init(void)：


	    功能：执行指令初始化


	    参数： void


	  返回值：void


	  


	    void show_cmd(int i)：


	    功能：打印单个执行指令


	    参数： int i:该指令的索引


	  返回值：void


	  


	    void print_cmd(void)：


	    功能：打印0-cmd_cur_index个指令


	    参数： void


	  返回值：void


	    


	    void add_command(int act_type, int var_type, YYSTYPE *val):


	    功能：给改指令向执行指令数组加入一个指令


	    参数： int act_type：执行指令将要执行的操作，对应于：Z_ACT_*


	             int var_type：执行指令的类型，对应于：CMD_*_TYPE


	             YYSTYPE *val：此参数由flex传递已经解析出来的联合体


	  返回值：void

**************************************************************/

a、flex进行词法分析之后，解析出来的token会通过yylval传递给yacc。在传递值之前，flex会调用相应函数进行操作：

如果是整形数据值，即直接把该整形数据传送给yacc；

如果是整形变量，即首先在整形变量数组插入该变量，再把该变量在整形变量中的地址传送给yacc；

如果是字符串变量，首先在字符串变量数组中插入该变量，再把该字符串在字符串变量中的地址传送给yacc。

b、然后yacc通过语法分析，分别针对yystype中三种情况调用add_command建立执行指令：

如果是整形数据值，即i_val=该值；如果是整形变量，即i_var=该变量在整形变量中的地址；

如果是字符串变量，即str_var=该字符串在字符串变量中的地址。

（5）对前面几个数据结构进行举例说明

下面举例进行说明，如程序式：a=2;

对上面的程序式，将产生3个Command元素：

对于“a”，因a是变量名，因此会产生一个加入变量的操作，此时，在mVar结构中存放一个name=”a”的变量，索引为i，因此Command结构中i_var=i，因为a是变量，因此会有个向栈压入变量的动作，因此，Command结构中act_type= Z_ACT_PUSHVAR，cmd_type= CMD_VAR_TYPE，如“a”的Command结构为：

cmd[j].act_type= Z_ACT_PUSHVAR

cmd[j].cmd_type= CMD_VAR_TYPE

cmd[j].i_val=0

cmd[j].i_var=i

cmd[j].str_var=-1

cmd[j].ctrl=0

依次类推，

对于“2”的Command结构为：

cmd[j].act_type= Z_ACT_PUSHVALUE

cmd[j].cmd_type= CMD_INT_TYPE

cmd[j].i_val=2

cmd[j].i_var=0

cmd[j].str_var=-1

cmd[j].ctrl=-1

对于“=”的Command结构为：

cmd[j].act_type= Z_ACT_ASSIGN

cmd[j].cmd_type= CMD_CHAR_TYPE

cmd[j].i_val=0

cmd[j].i_var=0

cmd[j].str_var=-1

cmd[j].ctrl=0

（6）对存放堆栈控制指令st_ctrl进行举例说明

/*!struct

**************************************************************




	结构体名:st_ctrl


	功   能:存放堆栈控制指令


	参数说明:


	      int act_type：该指令的执行操作，对应于Command中的act_type


	      int control：该指令是否进行操作，对应于Command中的ctrl


	      int addr：存放Command指令的地址


	--------------------------------------------------------------


	其他说明：


	             MAX_CTRL_NUM：控制指令数组最大长度


	变量说明：


	      st_ctrl ctrl[MAX_CTRL_NUM]：控制指令数组


	      int st_ctrl_cur_index：控制指令数组当前元素索引


	函数说明：


	      void ctrl_init(void)：初始化控制指令数组


	      void show_ctrl(void)：打印控制指令数组


	      void add_ctrl(int act_type, int control, int var_addr)：


	      在控制指令数组中加入一个控制指令

**************************************************************/

控制指令是在进行if else、while或者进行比较运算或者复合比较运算的时候产生的，用来进行判断该Command是否执行act_*操作。

（6）还有个堆栈结构不进行详细说明

图 6脚本引擎运行

由于堆栈和堆栈的操作都很熟悉，就不进行介绍，但是在脚本引擎中，用到堆栈虚拟机，堆栈虚拟机用到两种堆栈结构：

ZStack value_stack：数据栈

ZStack ctrl_stack：操作栈

数据栈存放是的Command的结构在Command数组中的索引，操作栈存放的是st_ctrl结构在st_ctrl结构数组的索引。堆栈虚拟机就是通过操作这两个栈进行运算。

（7）脚本引擎的运行原理

如图6所示，脚本引擎先通过FLEX进行词法分析，此时会产生变量、数值和操作符，再通过YACC产生Command结构数组，然后通过循环执行Command结构数组中每一个元素，此时会用到数据栈和操作栈。

对于顺序执行的程序语句来说，就是简单地对数据栈进行压栈和出栈，可以具体看下程序就能明白其意思。

（8）对if-else和while语句设计思路进行说明：

If-else设计思路（请参考stack.c中avt_if()/avt_else()/avt_if_end()三个函数）：

当执行到if指令时，先到操作指令st_ctrl结构数组中加入个if操作指令，然后判断if是否与while或if else嵌套，如果不是，即从操作栈ctrl_stack去栈顶值的addr为-1(执行free_stack或pop_stack时把value初始化为-1),如果为嵌套，即根据前面的控制指令中control值相&，意思为：如果前面的操作control为0，即前面操作不生效，&的结果为0，即嵌套内此if肯定不生效。

例子：

if stmr1

{

if stmr2

}

当执行到“if stmr2”时操作栈内应存在“if stmr1”操作指令：

如果stmr1为false，即不会执行“if stmr2”，即stmr一定为false；

如果stmr1为true，“stmr2”不知道是否生效，此处需要看&的结果。

当执行到else的时候，说明else前面的if肯定已经执行过(无论if的control为0或1都已经执行)，因此这里出栈是对if出栈。因为if与else是对立的，因此：如果else不嵌套，即addr2==-1，else的control等于if的control的非；如果else是嵌套的，且前面嵌套的control为1，那嵌套内的if和else都可能执行，因为if与else是对立，因此else的control为if的control的非；如果嵌套的control为0，那嵌套内的if和else的control肯定都为0，即已经出栈的if控制指令与else的控制指令是一样的。