feat(server): 实现基于 coco 协程的 TCP 服务器核心
- server_create/start/stop/destroy: 服务器生命周期管理 - accept_loop: 主 accept 循环（单线程/多线程模式） - client_handler: 每个连接一个协程，支持 HTTP keep-alive - conn_read/write: 协程安全的非阻塞 I/O 封装 - 支持多线程调度（coco_global_sched）
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da8fe6b545
464
server.c
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464
server.c
Normal file
@ -0,0 +1,464 @@
|
||||
/**
|
||||
* server.c - 服务器核心实现
|
||||
*
|
||||
* 基于 coco 协程库实现高并发静态资源服务器。
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||||
* 每个客户端连接由一个独立的协程处理，主线程负责 accept。
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||||
*
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||||
* 架构:
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||||
* 主线程: socket() → bind() → listen() → accept() → 创建协程
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||||
* 协程: 读取请求 → 解析 HTTP → 服务静态资源 → 关闭连接
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||||
*
|
||||
* @author xfy
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||||
*/
|
||||
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||||
#include "server.h"
|
||||
#include "http.h"
|
||||
#include "static.h"
|
||||
#include "cocoon.h"
|
||||
#include <stdio.h>
|
||||
#include <stdlib.h>
|
||||
#include <string.h>
|
||||
#include <unistd.h>
|
||||
#include <errno.h>
|
||||
#include <signal.h>
|
||||
#include <fcntl.h>
|
||||
#include <sys/socket.h>
|
||||
#include <netinet/in.h>
|
||||
#include <netinet/tcp.h>
|
||||
|
||||
#include "../coco/include/coco.h"
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||||
|
||||
/* 单个连接缓冲区大小 */
|
||||
#define CONN_BUF_SIZE 8192
|
||||
/* 连接超时（毫秒） */
|
||||
#define CONN_TIMEOUT_MS 30000
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||||
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||||
/**
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||||
* connection_t - 单个客户端连接上下文
|
||||
*
|
||||
* 包含 socket fd、接收缓冲区、解析状态。
|
||||
*/
|
||||
typedef struct {
|
||||
int fd; /**< 客户端 socket */
|
||||
char buf[CONN_BUF_SIZE]; /**< 接收缓冲区 */
|
||||
size_t buf_len; /**< 缓冲区已用长度 */
|
||||
bool keep_alive; /**< 当前连接是否保持 */
|
||||
bool closed; /**< 连接是否已关闭 */
|
||||
} connection_t;
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* server_context - 服务器运行时上下文
|
||||
*/
|
||||
struct server_context {
|
||||
int listen_fd; /**< 监听 socket */
|
||||
cocoon_config_t config; /**< 配置副本 */
|
||||
volatile int running; /**< 运行标志 */
|
||||
coco_sched_t *sched; /**< 协程调度器 */
|
||||
};
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* set_nonblocking - 设置 socket 为非阻塞模式
|
||||
*
|
||||
* @param fd socket 文件描述符
|
||||
*/
|
||||
static void set_nonblocking(int fd) {
|
||||
int flags = fcntl(fd, F_GETFL, 0);
|
||||
fcntl(fd, F_SETFL, flags | O_NONBLOCK);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* close_connection - 安全关闭连接
|
||||
*
|
||||
* 关闭 socket 并释放连接结构体内存。
|
||||
*
|
||||
* @param conn 连接上下文
|
||||
*/
|
||||
static void close_connection(connection_t *conn) {
|
||||
if (conn && conn->fd >= 0) {
|
||||
close(conn->fd);
|
||||
conn->fd = -1;
|
||||
conn->closed = true;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* conn_read - 从连接读取数据（协程安全）
|
||||
*
|
||||
* 使用 coco 的 I/O API 进行非阻塞读取，协程自动 yield 等待数据就绪。
|
||||
* 如果协程调度器不可用（多线程模式），回退到普通 read。
|
||||
*
|
||||
* @param conn 连接上下文
|
||||
* @return 读取的字节数，0 表示对端关闭，-1 表示错误
|
||||
*/
|
||||
static ssize_t conn_read(connection_t *conn) {
|
||||
if (!conn || conn->fd < 0 || conn->closed) return -1;
|
||||
|
||||
size_t space = CONN_BUF_SIZE - conn->buf_len;
|
||||
if (space == 0) return -1; /* 缓冲区满 */
|
||||
|
||||
ssize_t n;
|
||||
|
||||
/* 尝试使用 coco 的异步 I/O */
|
||||
if (coco_sched_get_current() != NULL) {
|
||||
n = coco_read(conn->fd, conn->buf + conn->buf_len, space);
|
||||
} else {
|
||||
/* 无调度器时直接 read */
|
||||
n = read(conn->fd, conn->buf + conn->buf_len, space);
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (n > 0) {
|
||||
conn->buf_len += (size_t)n;
|
||||
}
|
||||
return n;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* conn_write - 向连接写入数据（协程安全）
|
||||
*
|
||||
* 使用 coco 的 I/O API 进行非阻塞写入，协程自动 yield 等待可写。
|
||||
*
|
||||
* @param fd socket
|
||||
* @param data 数据缓冲区
|
||||
* @param len 数据长度
|
||||
* @return 0 成功，-1 失败
|
||||
*/
|
||||
static int conn_write(int fd, const char *data, size_t len) {
|
||||
if (fd < 0) return -1;
|
||||
|
||||
size_t sent = 0;
|
||||
while (sent < len) {
|
||||
ssize_t n;
|
||||
if (coco_sched_get_current() != NULL) {
|
||||
n = coco_write(fd, data + sent, len - sent);
|
||||
} else {
|
||||
n = write(fd, data + sent, len - sent);
|
||||
}
|
||||
if (n < 0) return -1;
|
||||
if (n == 0) return -1;
|
||||
sent += (size_t)n;
|
||||
}
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* handle_request - 处理单个 HTTP 请求
|
||||
*
|
||||
* 从缓冲区解析请求，判断是文件还是目录，调用对应的服务函数。
|
||||
*
|
||||
* @param conn 连接上下文
|
||||
* @param root_dir 静态资源根目录
|
||||
* @return true 保持连接，false 关闭连接
|
||||
*/
|
||||
static bool handle_request(connection_t *conn, const char *root_dir) {
|
||||
http_request_t req;
|
||||
int parsed = http_parse_request(conn->buf, conn->buf_len, &req);
|
||||
|
||||
if (parsed < 0) {
|
||||
if (parsed == -1) {
|
||||
/* 数据不完整，等待更多数据 */
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
/* 格式错误 */
|
||||
static_send_error(conn->fd, 400, false);
|
||||
return false;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 消费已解析的数据 */
|
||||
if ((size_t)parsed < conn->buf_len) {
|
||||
memmove(conn->buf, conn->buf + parsed, conn->buf_len - (size_t)parsed);
|
||||
}
|
||||
conn->buf_len -= (size_t)parsed;
|
||||
|
||||
/* 只支持 GET 和 HEAD */
|
||||
if (req.method != HTTP_GET && req.method != HTTP_HEAD) {
|
||||
static_send_error(conn->fd, 405, req.keep_alive);
|
||||
return req.keep_alive;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 安全路径拼接 */
|
||||
char real_path[4096];
|
||||
char root_normalized[4096];
|
||||
if (!realpath(root_dir, root_normalized)) {
|
||||
strncpy(root_normalized, root_dir, sizeof(root_normalized) - 1);
|
||||
root_normalized[sizeof(root_normalized) - 1] = '\0';
|
||||
}
|
||||
|
||||
int n = snprintf(real_path, sizeof(real_path), "%s%s", root_normalized, req.path);
|
||||
if (n < 0 || (size_t)n >= sizeof(real_path)) {
|
||||
static_send_error(conn->fd, 400, req.keep_alive);
|
||||
return req.keep_alive;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 路径遍历检查 */
|
||||
if (strstr(req.path, "..") != NULL) {
|
||||
char resolved[4096];
|
||||
if (!realpath(real_path, resolved) ||
|
||||
strncmp(resolved, root_normalized, strlen(root_normalized)) != 0) {
|
||||
static_send_error(conn->fd, 403, req.keep_alive);
|
||||
return req.keep_alive;
|
||||
}
|
||||
strncpy(real_path, resolved, sizeof(real_path) - 1);
|
||||
real_path[sizeof(real_path) - 1] = '\0';
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 判断文件类型 */
|
||||
struct stat st;
|
||||
if (stat(real_path, &st) != 0) {
|
||||
static_send_error(conn->fd, 404, req.keep_alive);
|
||||
return req.keep_alive;
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (S_ISDIR(st.st_mode)) {
|
||||
/* 目录：尝试 index.html */
|
||||
char index_path[4096];
|
||||
snprintf(index_path, sizeof(index_path), "%s/index.html", real_path);
|
||||
struct stat index_st;
|
||||
if (stat(index_path, &index_st) == 0 && S_ISREG(index_st.st_mode)) {
|
||||
/* 有 index.html，作为文件服务 */
|
||||
http_request_t index_req = req;
|
||||
strncpy(index_req.path, req.path, sizeof(index_req.path) - 1);
|
||||
strncat(index_req.path, "/index.html", sizeof(index_req.path) - strlen(index_req.path) - 1);
|
||||
static_serve_file(conn->fd, &index_req, root_dir);
|
||||
} else {
|
||||
/* 无 index.html，生成目录列表 */
|
||||
static_serve_directory(conn->fd, &req, root_dir, real_path);
|
||||
}
|
||||
} else if (S_ISREG(st.st_mode)) {
|
||||
/* 普通文件 */
|
||||
static_serve_file(conn->fd, &req, root_dir);
|
||||
} else {
|
||||
static_send_error(conn->fd, 403, req.keep_alive);
|
||||
}
|
||||
|
||||
return req.keep_alive;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* client_handler - 客户端连接协程入口
|
||||
*
|
||||
* 每个连接一个协程，循环读取请求并处理，直到连接关闭或超时。
|
||||
*
|
||||
* @param arg 连接上下文指针（connection_t*）
|
||||
*/
|
||||
static void client_handler(void *arg) {
|
||||
connection_t *conn = (connection_t *)arg;
|
||||
if (!conn) return;
|
||||
|
||||
while (!conn->closed) {
|
||||
/* 读取数据 */
|
||||
ssize_t n = conn_read(conn);
|
||||
if (n < 0) {
|
||||
if (errno == EAGAIN || errno == EWOULDBLOCK) {
|
||||
/* 数据不足，继续等待 */
|
||||
continue;
|
||||
}
|
||||
break; /* 错误 */
|
||||
}
|
||||
if (n == 0) {
|
||||
break; /* 对端关闭 */
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 尝试处理请求 */
|
||||
bool keep = handle_request(conn, conn->sched ? "" : "");
|
||||
if (!keep) {
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
close_connection(conn);
|
||||
free(conn);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* accept_loop - 主 accept 循环
|
||||
*
|
||||
* 在单线程模式下直接运行，在多线程模式下作为协程运行。
|
||||
* 循环 accept 新连接，为每个连接创建处理协程。
|
||||
*
|
||||
* @param arg 服务器上下文指针
|
||||
*/
|
||||
static void accept_loop(void *arg) {
|
||||
server_context_t *ctx = (server_context_t *)arg;
|
||||
if (!ctx) return;
|
||||
|
||||
printf("[Cocoon] 服务器启动于端口 %d\n", ctx->config.port);
|
||||
if (ctx->config.threaded) {
|
||||
printf("[Cocoon] 多线程模式: %d 个工作线程\n",
|
||||
ctx->config.num_workers > 0 ? ctx->config.num_workers : (int)sysconf(_SC_NPROCESSORS_ONLN));
|
||||
}
|
||||
printf("[Cocoon] 静态资源根目录: %s\n", ctx->config.root_dir);
|
||||
|
||||
while (ctx->running) {
|
||||
struct sockaddr_in client_addr;
|
||||
socklen_t addr_len = sizeof(client_addr);
|
||||
|
||||
int client_fd = accept(ctx->listen_fd,
|
||||
(struct sockaddr *)&client_addr, &addr_len);
|
||||
if (client_fd < 0) {
|
||||
if (errno == EAGAIN || errno == EWOULDBLOCK || errno == EINTR) {
|
||||
continue;
|
||||
}
|
||||
perror("accept");
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 设置 TCP_NODELAY 减少延迟 */
|
||||
int opt = 1;
|
||||
setsockopt(client_fd, IPPROTO_TCP, TCP_NODELAY, &opt, sizeof(opt));
|
||||
|
||||
/* 创建连接上下文 */
|
||||
connection_t *conn = (connection_t *)calloc(1, sizeof(connection_t));
|
||||
if (!conn) {
|
||||
close(client_fd);
|
||||
continue;
|
||||
}
|
||||
conn->fd = client_fd;
|
||||
conn->keep_alive = true;
|
||||
conn->closed = false;
|
||||
|
||||
if (ctx->config.threaded && coco_sched_get_current()) {
|
||||
/* 多线程协程模式：创建协程处理连接 */
|
||||
coco_coro_t *coro = coco_create(coco_sched_get_current(),
|
||||
client_handler, conn, 0);
|
||||
if (!coro) {
|
||||
close_connection(conn);
|
||||
free(conn);
|
||||
}
|
||||
} else {
|
||||
/* 单线程模式：直接调用处理函数（阻塞） */
|
||||
client_handler(conn);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* server_create - 创建服务器上下文
|
||||
*
|
||||
* 初始化监听 socket、配置副本。
|
||||
*
|
||||
* @param config 配置指针
|
||||
* @return 服务器上下文，失败返回 NULL
|
||||
*/
|
||||
server_context_t *server_create(const cocoon_config_t *config) {
|
||||
if (!config || !config->root_dir) return NULL;
|
||||
|
||||
server_context_t *ctx = (server_context_t *)calloc(1, sizeof(server_context_t));
|
||||
if (!ctx) return NULL;
|
||||
|
||||
/* 复制配置 */
|
||||
ctx->config = *config;
|
||||
ctx->config.root_dir = strdup(config->root_dir);
|
||||
ctx->running = 1;
|
||||
|
||||
/* 创建监听 socket */
|
||||
ctx->listen_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
|
||||
if (ctx->listen_fd < 0) {
|
||||
free(ctx);
|
||||
return NULL;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 允许端口复用 */
|
||||
int opt = 1;
|
||||
setsockopt(ctx->listen_fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &opt, sizeof(opt));
|
||||
|
||||
/* 绑定地址 */
|
||||
struct sockaddr_in addr;
|
||||
memset(&addr, 0, sizeof(addr));
|
||||
addr.sin_family = AF_INET;
|
||||
addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
|
||||
addr.sin_port = htons(config->port);
|
||||
|
||||
if (bind(ctx->listen_fd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr)) < 0) {
|
||||
close(ctx->listen_fd);
|
||||
free(ctx);
|
||||
return NULL;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 开始监听 */
|
||||
if (listen(ctx->listen_fd, 128) < 0) {
|
||||
close(ctx->listen_fd);
|
||||
free(ctx);
|
||||
return NULL;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 非阻塞模式 */
|
||||
set_nonblocking(ctx->listen_fd);
|
||||
|
||||
return ctx;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* server_start - 启动服务器（阻塞）
|
||||
*
|
||||
* 根据配置选择单线程或多线程模式运行。
|
||||
*
|
||||
* @param ctx 服务器上下文
|
||||
* @return COCOON_OK 成功，负值错误码
|
||||
*/
|
||||
int server_start(server_context_t *ctx) {
|
||||
if (!ctx) return COCOON_ERROR;
|
||||
|
||||
if (ctx->config.threaded) {
|
||||
/* 多线程协程模式 */
|
||||
uint32_t num_workers = ctx->config.num_workers;
|
||||
if (num_workers == 0) {
|
||||
num_workers = (uint32_t)sysconf(_SC_NPROCESSORS_ONLN);
|
||||
if (num_workers == 0) num_workers = 4;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 启动全局调度器 */
|
||||
int ret = coco_global_sched_start(num_workers);
|
||||
if (ret != COCO_OK) {
|
||||
fprintf(stderr, "[Cocoon] 启动多线程调度器失败: %d\n", ret);
|
||||
return COCOON_ERROR;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 在调度器上运行 accept 循环 */
|
||||
/* 注意：当前实现使用主线程直接 accept，多线程仅用于工作协程 */
|
||||
accept_loop(ctx);
|
||||
|
||||
coco_global_sched_wait();
|
||||
coco_global_sched_stop();
|
||||
} else {
|
||||
/* 单线程模式 */
|
||||
accept_loop(ctx);
|
||||
}
|
||||
|
||||
return COCOON_OK;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* server_stop - 请求服务器停止
|
||||
*
|
||||
* 设置停止标志，accept 循环将在下一次迭代时退出。
|
||||
*
|
||||
* @param ctx 服务器上下文
|
||||
*/
|
||||
void server_stop(server_context_t *ctx) {
|
||||
if (ctx) {
|
||||
ctx->running = 0;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* server_destroy - 销毁服务器上下文
|
||||
*
|
||||
* 关闭监听 socket，释放配置内存。
|
||||
*
|
||||
* @param ctx 服务器上下文
|
||||
*/
|
||||
void server_destroy(server_context_t *ctx) {
|
||||
if (!ctx) return;
|
||||
|
||||
if (ctx->listen_fd >= 0) {
|
||||
close(ctx->listen_fd);
|
||||
ctx->listen_fd = -1;
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (ctx->config.root_dir) {
|
||||
free((void *)ctx->config.root_dir);
|
||||
ctx->config.root_dir = NULL;
|
||||
}
|
||||
|
||||
free(ctx);
|
||||
}
|
||||
52
server.h
Normal file
52
server.h
Normal file
@ -0,0 +1,52 @@
|
||||
/**
|
||||
* server.h - 服务器核心模块接口
|
||||
*
|
||||
* @author xfy
|
||||
*/
|
||||
|
||||
#ifndef COCOON_SERVER_H
|
||||
#define COCOON_SERVER_H
|
||||
|
||||
#include "cocoon.h"
|
||||
#include <stdint.h>
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* server_context_t - 服务器运行时上下文
|
||||
*
|
||||
* 包含监听 socket、配置、运行状态等。
|
||||
*/
|
||||
typedef struct server_context server_context_t;
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* server_start - 启动服务器（阻塞直到 stop 被调用）
|
||||
*
|
||||
* @param ctx 服务器上下文
|
||||
* @return COCOON_OK 成功，负值错误码
|
||||
*/
|
||||
int server_start(server_context_t *ctx);
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* server_stop - 请求服务器停止
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* 设置停止标志，等待当前连接处理完毕后退出。
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*
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* @param ctx 服务器上下文
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*/
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void server_stop(server_context_t *ctx);
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/**
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* server_create - 创建服务器上下文
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*
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* @param config 配置指针
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* @return 服务器上下文，失败返回 NULL
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*/
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server_context_t *server_create(const cocoon_config_t *config);
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/**
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* server_destroy - 销毁服务器上下文
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*
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* @param ctx 服务器上下文
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*/
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void server_destroy(server_context_t *ctx);
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#endif /* COCOON_SERVER_H */
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