作为最终项目，我们需要建一个 web server。大致包含的内容是：
- 在一个 socket 上监听 TCP 连接
- 解析 HTTP 请求
- 响应 HTTP 请求
- 使用线程池优化性能（在另一篇）
20.1 单线程 web server
首先用一个单线程实现解决基本需求。
接收请求
use std::net::{TcpStream, TcpListener};
fn handle_client(stream: TcpStream) {
println!("connection established");
}
fn main() {
let listener = TcpListener::bind("127.0.0.1:7878").unwrap();
for stream in listener.incoming() {
match stream {
Ok(stream) => handle_client(stream),
Err(e) => println!("connection failed: {}", e),
}
}
}
首先使用 bind 来监听 Tcp 端口。它会返回一个 Result<T, E>，因为它不一定成功。失败的原因可能是：
- 权限不够（0 到 1023 端口需要管理员权限）
- 其他程序已经占用这个端口
但是由于我们只是一个示例程序，我们不会处理这些错误，直接 unwrap()。
然后，incoming 方法会返回一个迭代器，其中每个都是一个 client 到 server 的连接。这些连接也可能不成功，例如，操作系统对同时最大连接数有限制，超出时会报错。因此，需要用 match 来处理。
运行这个程序，并通过浏览器访问 127.0.0.1:7878，看到下面输出即可：
Running `target/debug/web_server`
connection established
connection established
connection established
connection established
多次连接可能是因为：
- 浏览器同时请求了多个资源
-
streamdrop时，Tcp 连接终止，浏览器可能会重连。
处理请求
我们已经创建好了 TcpStream 对象，通过它可以连接到远程主机，并通过 read writle 来传输数据。
下面的代码打印出收到的 HTTP 请求：
fn handle_client(mut stream: TcpStream) {
let mut buffer = [0; 1024];
println!("size of element: {}", std::mem::size_of_val(&buffer[0]));
stream.read(&mut buffer).unwrap();
println!("Got request: {}", String::from_utf8_lossy(&buffer[..]));
}
- 首先，在栈上分配了一个 1024 bytes 的数组
buffer，为了简化，我们并不支持任意长度的请求。
注意，Rust 的类型推断非常智能，这里推断的 buffer 元素类型是
u8，是因为后面使用了read，否则数组的默认类型是i32。
-
然后，我们将
TcpStream中的内容读取进这个 buffer，注意，虽然是读取，但是更改了TcpStream的内部状态，因此函数参数需要加mut。 -
最后，我们将这个 buffer 转换成
String并打印。String::from_utf8_lossy方法接收&[u8]并生成一个String，"lossy" 意思是指如果发现了无法decode 的 UTF-8 序列，用�代替。
再次运行，可以看到收到的 HTTP 请求为：
size of element: 1
Got request: GET / HTTP/1.1
Host: localhost:7878
Upgrade-Insecure-Requests: 1
Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,*/*;q=0.8
User-Agent: Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10_15_7) AppleWebKit/605.1.15 (KHTML, like Gecko) Version/14.1 Safari/605.1.15
Accept-Language: en-us
Accept-Encoding: gzip, deflate
Connection: keep-alive
响应请求
HTTP 响应的格式是：
HTTP-Version Status-Code Reason-Phrase CRLF
headers CRLF
message-body
其中， CRLF 是 Carriage Return and Line Feed 的简称，/r 是carriage return，/n 是 line feed。
例如下面是一个简单的请求成功响应：
HTTP/1.1 200 OK\r\n\r\n
我们改写函数来给 client 发送这个响应：
fn handle_client(mut stream: TcpStream) {
let mut buffer = [0; 1024];
stream.read(&mut buffer).unwrap();
let response = "HTTP/1.1 200 OK\r\n\r\n";
stream.write(response.as_bytes()).unwrap();
stream.flush().unwrap();
}
值得注意的是 flush。TcpStream 内部实现有一个缓冲区来减少 socket 读写的系统调用，flush 强制将所有缓冲区内容写入 socket。
现在再访问 127.0.0.1:7878，就不会报错，而是看到一个空白页。
我们可以在 crate 根目录下新建一个 hello.html：
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="utf-8">
<title>Hello!</title>
</head>
<body>
<h1>Hello!</h1>
<p>Hi from Rust</p>
</body>
</html>
在响应中使用：
fn handle_client(mut stream: TcpStream) {
let mut buffer = [0; 1024];
stream.read(&mut buffer).unwrap();
let contents = fs::read_to_string("hello.html").unwrap();
let response = format!(
"HTTP/1.1 200 OK\r\nContent-Length: {}\r\n\r\n{}",
contents.len(),
contents
);
stream.write(response.as_bytes()).unwrap();
stream.flush().unwrap();
}
现在我们可以访问一个有东西的页面了，然而，即使我们请求 127.0.0.1:7878/something-else，甚至不是一个 GET 请求，它还是返回这个页面，这是因为我们忽略掉了请求内容。
验证请求并有选择地响应
现在我们检查请求内容，并仅对 GET 请求作出响应，否则返回 404 错误。
首先再加入一个 404 页面：
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="utf-8">
<title>Page not found!</title>
</head>
<body>
<h1>Oops!</h1>
<p>Sorry, I don't know what you're asking for.</p>
</body>
</html>
再修改响应逻辑，根据请求的前缀加以判断：
fn handle_client(mut stream: TcpStream) {
let mut buffer = [0; 1024];
stream.read(&mut buffer).unwrap();
// GET request prefix
let get = b"GET / HTTP/1.1\r\n";
let mut status_line = "HTTP/1.1 200 OK";
let mut filename = "hello.html";
if buffer.starts_with(get) == false {
status_line = "HTTP/1.1 404 NOT FOUND";
filename = "404.html";
}
let contents = fs::read_to_string(filename).unwrap();
let response = format!(
"{}\r\nContent-Length: {}\r\n\r\n{}",
status_line,
contents.len(),
contents
);
stream.write(response.as_bytes()).unwrap();
stream.flush().unwrap();
}
现在，单线程版本的 web server 就搭建好了。它对 GET 请求返回一个页面，对其他请求返回 404 错误。
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