■ Программа не работает со статическими HTML-страницами. Все страницы динамически генерируются модулями, каждый из которых вычисляет итоговую информацию о какой-либо характеристике системы.
■ Все модули подключаются к серверу динамически, загружаясь из совместно используемых библиотек. Их можно добавлять, удалять и заменять по ходу работы сервера.
■ Для каждого запроса на подключение сервер создает дочерний процесс. Это позволяет серверу продолжать реагировать на запросы, а также защищает его от ошибок в модулях.
■ Серверу не требуются привилегии суперпользователя (он не работает с привилегированным портом). Это ограничивает его в доступе к системной информации.
Программу сопровождают четыре модуля, в которых иллюстрируются методики сбора системной информации. В модуле time используется системный вызов gettimeofday(). В модуле issue применяются функции низкоуровневого ввода-вывода и системный вызов sendfile(). В модуле diskfree показано, как с помощью функций fork(), exec() и dup2() выполнять команды в дочерних процессах. В модуле processes продемонстрирована работа с файловой системой /proc.
11.1.1. Существующие ограничения
Программа обладает многими функциональными возможностями, которые ожидаются от полноценного приложения. В частности, она имеет средства анализа командной строки и проверки ошибок. Одновременно с этим она немного упрощений, так как нам хотелось сделать ее понятнее и сосредоточить внимание читателей на представленных в книге методиках. При анализе программного кода помните о следующих ограничениях.
■ Мы не пытались создать полноценную реализацию протокола HTTP. Воплощены лишь те его функции, которые достаточны для организации взаимодействия Web-сервера и клиентов. В реальных приложениях используются готовые реализации Web-сервера.[36]
■ Программа не претендует на полную совместимость со спецификациями HTML (http://www.w3.org/MarkUp/). Она генерирует простые HTML-страницы, которые могут обрабатываться популярными Web-броузерами.
■ Сервер не настроен на максимальную производительность или минимальное потребление ресурсов. В частности, мы сознательно опустили код сетевой настройки, обычно имеющийся у Web-сервера. Рассмотрение этой темы выходит за рамки нашей книги.
■ Мы не пытаемся регулировать объем ресурсов (число процессов, объем используемой памяти), потребляемых сервером или его модулями. Многие многозадачные Web-серверы обслуживают запросы посредством фиксированного пула процессов, а не создают новый дочерний процесс для каждого соединения.
■ Всякий раз, когда поступает запрос, сервер загружает библиотеку с модулем, которая немедленно выгружается по окончании обработки запроса. Эффективнее было бы кэшировать загруженные модули.
Протокол HTTP
Протокол HTTP (Hypertext Transport Protocol) используется для организации взаимодействия Web-клиентов и серверов. Клиент подключается к серверу, устанавливая соединение с заранее известным портом (обычно его номер — 80). Запросы и заголовки HTTP представляются в виде обычного текста.
Подключившись к серверу, клиент посылает запрос. Типичный запрос выглядит так: GET /page HTTP/1.0. Метод GET означает запрос на получение Web-страницы. Второй элемент — это путь к странице. В третьем элементе указан протокол и его версия. В последующих строках содержатся поля заголовка отформатированные наподобие заголовков почтовых сообщений. В них приведена дополнительная информация о клиенте. Заголовок оканчивается пустой строкой.
В ответ сервер сообщает результат обработки запроса. Типичный ответ таков: HTTP/1.0 200 OK. Первый элемент — это версия протокола. В следующих двух элементах описан результат. В данном случае код 200 означает успешное выполнение запроса. Далее идут поля заголовка, который, оканчивается пустой строкой. После заголовка сервер может передать произвольные данные.
Обычно сервер возвращает HTML-код Web-страницы. В рассматриваемом примера в заголовке ответа будет указано следующее: Content-type: text/html.
Спецификацию протокола HTTP можно получить по адресу http://www.w3.org/Protocols.
Во всех более-менее сложных C-программах требуется тщательно продумать организацию, чтобы сохранить модульность и обеспечить удобство сопровождения. Наша демонстрационная программа разделена на четыре главных исходных файла.
В каждом исходном файле экспортируются функции и переменные, используемые в других частях программы. Для простоты все они объявлены в одном файле заголовков: server.h (листинг 11.1). Функции, применяемые в рамках только одного модуля, объявлены со спецификатором static и не включены в файл server.h.
Листинг 11.1. (
server.h) Объявления функций и переменных
#ifndef SERVER_H
#define SERVER_H
#include <netinet/in.h>
#include <sys/types.h>
/*** Символические константы файла common.c. ********************/
/* Имя программы. */
extern const char* program_name;
/* Если не равна нулю, отображаются развернутые сообщения. */
extern int verbose;
/* Напоминает функцию malloc(), не прерывает работу программы,
если выделить память не удалось. */
extern void* xmalloc(size_t size);
/* Напоминает функцию realloc(), но прерывает работу программы,
если выделить память не удалось */
extern void* xrealloc(void* ptr, size_t size);
/* Напоминает функцию strdup(), но прерывает работу программы,
если выделить память не удалось. */
extern char* xstrdup(const char* s);
/* Выводит сообщение об ошибке заданного системного вызова
и завершает работу программы. */
extern void system_error(const char* operation);
/* Выводит сообщение об ошибке и завершает работу программы. */
extern void error(const char* cause, const char* message);
/* Возвращает имя каталога, содержащего исполняемый файл
программы. Поскольку возвращается указатель на область памяти,
вызывающая подпрограмма должна удалить ее с помощью
функции free(). В случае неудачи выполнение программы
завершается. */
extern char* get_self_executable_directory();
/*** Символические константы файла module.с *********************/
/* Экземпляр загруженного серверного модуля. */
struct server_module {
/* Дескриптор библиотеки, в которой находится модуль. */
void* handle;
/* Описательное имя модуля. */
const char* name;
/* Функция, генерирующая HTML-код для модуля. */
void (*generatе_function)(int);
};
/* Каталог, из которого загружаются модули. */
extern char* module_dir;
/* Функция, пытающаяся загрузить указанный серверный модуль.
Если модуль существует, возвращается структура
с его описанием, в противном случае возвращается NULL. */
extern struct server_module* module_open(const char* module_path);
/* Закрытие модуля и удаление объекта MODULE. */
extern void module_close(struct server_module* module);
/*** Символические константы файла server.c. ********************/
/* Запуск сервера по адресу LOCAL_ADDRESS и порту PORT. */
extern void server_run(struct in_addr local_address, uint16_t port);
#endif /* SERVER_H */
Файл common.c (листинг 11.2) содержит функции общего назначения, используемые в разных частях программы.
Листинг 11.2. (
common.c) Функции общего назначения
#include <errno.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include "server.h"
const char* program_name;
int verbose;
void* xmalloc(size_t size) {
void* ptr = malloc(size);
/* Аварийное завершение, если выделить память не удалось. */
if (ptr == NULL)
abort();
else
return ptr;
}
void* xrealloc(void* ptr, size_t size) {
ptr = realloc(ptr, size);
/* Аварийное завершение, если выделить память не удалось. */
if (ptr == NULL)
abort();
else
return ptr;
}
char* xstrdup(const char* s) {
char* copy = strdup(s);
