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一、实习目的 本次实习紧紧围绕Linux操作系统基础知识展开，主要学习了Linux系统的常用命令、gcc编译链接过程、多线程通信和同步技术、socket网络通信、HTTP服务器等内容。与此同时，在老师的带领下进行实操训练，例如：编写Makefile文件管理工程、实现静态库和动态库、模仿系统bash实现自己的命令解释器、编写多线程程序并实现同步、实现TCP/UDP服务器端和客户端进行通信等。 最后通过独立完成一个基于Linux平台C语言编写的http服务器，巩固课程学到的Linux平台上的编程规范、技术和技巧，增强对于Linux操作系统的熟练度，培养我们编写较大型程序的能力，培养底层软件开发的能力，并为将来从事Linux平台开发、嵌入式开发等相对高端的软件开发工作打下基础。 本次实习具体目的如下： （1）掌握并熟练使用Linux操作系统常用命令； （2）熟练使用vim、gcc编译器、gdb等工具在Linux平台上进行程序的编写、编译以及调试； （3）使用C语言编写轻量级http服务器实现发布静态页面功能； （4）采用线程池和I/O复用方法实现同时处理多个客户端请求。 二、实习项目及内容 2.1开发平台 本项目是基于Linux系统C语言实现的http服务器，开发环境如下： 开发平台：腾讯云服务器 操作系统：Ubuntu Server 20.04 LTS 64bit CPU：2核 内存：4GB 系统盘：60GB SSD云硬盘 2.2项目功能 本项目设计的http服务器是一个轻量级的服务器，使用Reactor模式，即主线程只负责监听文件描述符上是否有事件发生，有的话立即将该事件通知工作线程。除此之外，主线程不做其他实质性的工作。读写数据，接受新的连接，以及处理客户请求均在工作线程中完成。 本项目的基本功能如下： （1）能接收客户端的GET请求； （2）能够解析客户端的请求报文，根据客户端要求找到相应的资源； （3）能够回复http应答报文； （4）能够读取服务器中存储的文件，并返回给请求客户端，实现对外发布静态资源； （5）使用I/O复用来提高处理请求的并发度； （6）服务器端支持错误处理，如要访问的资源不存在时回复404错误等。 2.3技能储备 为了完成本项目，实现本项目的具体功能，需要具有一定的技能储备作为技术支撑。 首先应该掌握Linux操作系统的常用命令，C语言基础，熟练使用vim、gcc编译器、gdb等工具，Linux平台上进行程序的编写、编译以及调试能力，socket网络通信的编程能力，I/O复用理论知识以及编程能力，多线程编程能力，以及一定的HTML语言能力。 三、项目设计 3.1设计概述 本项目是基于Linux操作系统，使用C语言实现的轻量级http服务器。使用socket网络编程技术实现服务器端和客户端之间的通信。同时，为了提高本服务器的并发处理性能，本次http服务器设计使用Reactor模式。通过I/O复用和线程池相结合，实现同时响应多个客户端的请求，保证http服务器的并发性。 3.2 Reactor模式 Reactor模式是指主线程只负责监听文件描述符上是否有事件发生，有的话立即将该事件通知工作线程。除此之外，主线程不做其他实质性的工作。读写数据，接受新的连接，以及处理客户请求均在工作线程中完成。 工作流程如下： （1）主线程往epoll内核事件表中注册socket上的读就绪事件。 （2）主线程调用epoll_wait等待socket上有数据可读。 （3）当socket上有数据可读时，epoll_wait 通知主线程。主线程则将socket可读事件放入消息队列。 （4）一旦放入消息队列便创建相应的线程即工作线程，在线程函数中处理客户端信息，然后往epoll内核事件表中注册该socket上的写就绪事件。 （5）主线程调用epoll_ wait 等待socket可写。 （6）当socket可写时，epoll _wait 通知主线程。主线程将socket可写事件放入消息队列。 （7）创建工作线程，往socket上写入服务器处理客户请求的结果。 |
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