摘要

這 篇文章討論了如何使用c#開發一個簡單的web服務器應用程序。盡管我們可以使用任何一種支持.net的編程語言開發，但我選擇了c#。本篇文章中的代碼 是使用微軟的β2版的visual c# compiler version 7.00.9254 [clr version v1.0.2914]編譯通過的，對代碼作一些小的改動后，使用β1版也可能編譯通過。該web服務器應用程序能夠與iis或其他任何web服務器軟件同 時在一臺服務器上運行，只要為它指定一個空閑的端口即可。在本篇文章中，我還假定讀者對.net、c#或visual basic .net有一定的了解。

該web服務器應用程序能夠向瀏覽器返回html格式的文件，而且支持圖像，它不加載嵌入式圖像或支持任何一種腳本語言。為了簡單起見，我將它開發成一個命令行應用程序。

準備工作

首先，我們需要為這個web服務器應用程序定義一個根文件夾，例如，c:/mypersonalwebserver，然后在該要根目錄下創建一個數據目錄，例如，c:/mypersonalwebserver/data；最后在數據目錄下創建三個文件，例如：

mimes.dat
　　vdirs.dat
　　default.dat

mime.dat中將包含該web服務器支持的mime類型，其格式為<擴展名>; ，例如：

.html;text/html
　　.htm;text/html
　　.bmp;image/bmp

vdirs.dat中包含有虛擬目錄的信息，格式為; <物理目錄>，例如：

/; c:/mywebserverroot/
　　test/; c:/mywebserverroot/imtiaz/

default.dat中包含有虛擬目錄中文件的信息，例如：

default.html
　　default.htm
　　index.html
　　index.htm

為簡單起見，我們將使用文本文件存儲所有的信息，但我們也可以使用xml等其他的格式。在開始研究代碼之前，我們先來看一下在登錄網站時瀏覽器需要傳遞的頭部信息。

我們以請求test.html為例進行說明。在瀏覽器的地址欄輸入http://localhost:5050/test.html（記住，需要在url中包括端口號），服務器將得到下面的信息：

〈/drive:/physicaldir〉
　　get /test.html http/1.1
accept: image/gif, image/x-xbitmap, image/jpeg, image/pjpeg, application/vnd.ms-powerpoint, application/vnd.ms-excel, application/msword, */*
accept-language: en-usaccept-encoding: gzip, deflate
user-agent: mozilla/4.0 (compatible; msie 5.5; windows nt 4.0; .net clr 1.0.2914)
host: localhost:5050connection: keep-alive
　　開始編程
　　namespace imtiaz
　　{
　　using system;
　　using system.io;
　　using system.net;
　　using system.net.sockets;
　　using system.text;
　　using system.threading ;
　　class mywebserver
　　{
　　private tcplistener mylistener ;
　　private int port = 5050 ; // 可以任意選擇空閑的端口
　　//生成tcplistener的構建器開始監聽給定的端口，它還啟動調用startlisten()方法的一個線程
　　public mywebserver()
　　{
　　try
　　{
　　//開始監聽給定的端口
　　mylistener = new tcplistener(port) ;
　　mylistener.start();
　　console.writeline("web server running... press ^c to stop...");
　　//啟動調用startlisten方法的線程
　　thread th = new thread(new threadstart(startlisten));
　　th.start() ;
　　}
　　catch(exception e)
　　{
　　console.writeline("an exception occurred while listening :" +e.tostring());
　　}
　　}

我們定義了名字空間，包括應用程序必需的引用，初始化了構建器中的端口，啟動了端口監聽進程，創建了一個新的線程調用startlisten函數。

我們假設用戶沒有在url中提供文件名，在這種情況下我們必須自己確定缺省的文件名，并將它返回給瀏覽器，就象在iis中的文檔標簽中定義缺省的文檔那樣。

我們已經在default.dat中存儲了缺省的文件名，并將文件存儲在了數據目錄中。getthedefaultfilename函數將目錄路徑作為輸入參數，打開default.dat文件，在目錄中查找文件，根據是否找到了文件返回文件名或一個空格。

public string getthedefaultfilename(string slocaldirectory)
　　{
　　streamreader sr;
　　string sline = "";
　　try
　　{
　　//打開default.dat，獲得缺省清單
　　sr = new streamreader("data//default.dat");
　　while ((sline = sr.readline()) != null)
　　{
　　//在web服務器的根目錄下查找缺少文件
　　if (file.exists( slocaldirectory + sline) == true)
　　break;
　　}
　　}
　　catch(exception e)
　　{
　　console.writeline("an exception occurred : " + e.tostring());
　　}
　　if (file.exists( slocaldirectory + sline) == true)
　　return sline;
　　else
　　return "";
　　}

象在iis中那樣，我們必須將虛擬目錄解析為物理目錄。在vdir.dat中，我們已經存儲了實際的物理目錄和虛擬目錄之間的映像關系。需要記住的是，在任何情況下，文件的格式都是重要的。

public string getlocalpath(string smywebserverroot, string sdirname)
　　{
　　treamreader sr;
　　string sline = "";
　　string svirtualdir = "";
　　string srealdir = "";
　　intistartpos = 0;
　　//刪除多余的空格
　　sdirname.trim();
　　// 轉換成小寫
　　smywebserverroot = smywebserverroot.tolower();
　　// 轉換成小寫
　　sdirname = sdirname.tolower();
　　try
　　{
　　//打開vdirs.dat文件，獲得虛擬目錄
　　sr = new streamreader("data//vdirs.dat");
　　while ((sline = sr.readline()) != null)
　　{
　　//刪除多余的空格
　　sline.trim();
　　if (sline.length > 0)
　　{
　　//找到分割符
　　istartpos = sline.indexof(";");
　　// 轉換成小寫
　　sline = sline.tolower();
　　svirtualdir = sline.substring(0,istartpos);
　　srealdir = sline.substring(istartpos + 1);
　　if (svirtualdir == sdirname)
　　{
　　break;
　　}
　　}
　　}
　　}
　　catch(exception e)
　　{
　　console.writeline("an exception occurred : " + e.tostring());
　　}
　　if (svirtualdir == sdirname)
　　return srealdir;
　　else
　　return "";
　　}
　　我們還必須使用用戶提供的文件擴展名確定mime類型。
　　public string getmimetype(string srequestedfile)
　　{
　　streamreader sr;
　　string sline = "";
　　string smimetype = "";
　　string sfileext = "";
　　string smimeext = "";
　　// 轉換成小寫
　　srequestedfile = srequestedfile.tolower();
　　int istartpos = srequestedfile.indexof(".");
　　sfileext = srequestedfile.substring(istartpos);
　　try
　　{
　　//打開vdirs.dat文件，獲得虛擬目錄
　　sr = new streamreader("data//mime.dat");
　　while ((sline = sr.readline()) != null)
　　{
　　sline.trim();
　　if (sline.length > 0)
　　{
　　//找到分割符
　　istartpos = sline.indexof(";");
　　// 轉換成小寫
　　sline = sline.tolower();
　　smimeext = sline.substring(0,istartpos);
　　smimetype = sline.substring(istartpos + 1);
　　if (smimeext == sfileext)
　　break;
　　}
　　}
　　}
　　catch (exception e)
　　{
　　console.writeline("an exception occurred : " + e.tostring());
　　}
　　if (smimeext == sfileext)
　　return smimetype;
　　else
　　return "";
　　}

下面我們來編寫建立和向瀏覽器（客戶端）發送頭部信息的函數。

public void sendheader( string shttpversion,
　　string smimeheader,
　　int itotbytes,
　　string sstatuscode,
　　ref socket mysocket)
　　{
　　string sbuffer = "";
　　//如果用戶沒有提供mime類型，則將其缺省地設置為text/html
　　if (smimeheader.length == 0 )
　　{
　　smimeheader = "text/html"; // default mime type is text/html
　　}
　　sbuffer = sbuffer + shttpversion + sstatuscode + "/r/n";
　　sbuffer = sbuffer + "server: cx1193719-b/r/n";
　　sbuffer = sbuffer + "content-type: " + smimeheader + "/r/n";
　　sbuffer = sbuffer + "accept-ranges: bytes/r/n";
　　sbuffer = sbuffer + "content-length: " + itotbytes + "/r/n/r/n";
　　byte[] bsenddata = encoding.ascii.getbytes(sbuffer);
　　sendtobrowser( bsenddata, ref mysocket);
　　console.writeline("total bytes : " + itotbytes.tostring());
　　}
　　sendtobrowser函數向瀏覽器發送信息，這是一個工作量比較大的函數。
　　public void sendtobrowser(string sdata, ref socket mysocket)
　　{
　　sendtobrowser (encoding.ascii.getbytes(sdata), ref mysocket);
　　}
　　public void sendtobrowser(byte[] bsenddata, ref socket mysocket)
　　{
　　int numbytes = 0;
　　try
　　{
　　if (mysocket.connected)
　　{
　　if (( numbytes = mysocket.send(bsenddata, bsenddata.length,0)) == -1)
　　console.writeline("socket error cannot send packet");
　　else
　　{
　　console.writeline("no. of bytes send {0}" , numbytes);
　　}
　　}
　　else
　　console.writeline("connection dropped....");
　　}
　　catch (exception e)
　　{
　　console.writeline("error occurred : {0} ", e );
　　}
　　}
　　我們已經有了編寫一個互聯網服務器應用程序的一些部件，下面我們將討論互聯網服務器應用程序中的關健函數。
　　public void startlisten()
　　{
　　int istartpos = 0;
　　string srequest;
　　string sdirname;
　　string srequestedfile;
　　string serrormessage;
　　string slocaldir;
　　string smywebserverroot = "c://mywebserverroot//";
　　string sphysicalfilepath = "";
　　string sformattedmessage = "";
　　string sresponse = "";
　　while(true)
　　{
　　//接受一個新的連接
　　socket mysocket = mylistener.acceptsocket() ;
　　console.writeline ("socket type " +mysocket.sockettype );
　　if(mysocket.connected)
　　{
　　console.writeline("/nclient connected!!/n==================/n
　　client ip {0}/n", mysocket.remoteendpoint) ;
　　//生成一個字節數組，從客戶端接收數據
　　byte[] breceive = new byte[1024] ;
　　int i = mysocket.receive(breceive,breceive.length,0) ;
　　//將字節型數據轉換為字符串
　　string sbuffer = encoding.ascii.getstring(breceive);
　　//上前我們將只處理get類型
　　if (sbuffer.substring(0,3) != "get" )
　　{
　　console.writeline("only get method is supported..");
　　mysocket.close();
　　return;
　　}
　　// 查找http請求
　　istartpos = sbuffer.indexof("http",1);
　　// 獲取“http”文本和版本號，例如，它會返回“http/1.1”
　　string shttpversion = sbuffer.substring(istartpos,8);
　　//解析請求的類型和目錄/文件
　　srequest = sbuffer.substring(0,istartpos - 1);
　　//如果存在/符號，則使用/替換
　　srequest.replace("http://","/");
　　//如果提供的文件名中沒有/，表明這是一個目錄，我們解危需要查找缺省的文件名
　　if ((srequest.indexof(".") <1) && (!srequest.endswith("/")))
　　{
　　srequest = srequest + "/";
　　}
　　//解析請求的文件名
　　istartpos = srequest.lastindexof("/") + 1;
　　srequestedfile = srequest.substring(istartpos);
　　//解析目錄名
　　sdirname = srequest.substring(srequest.indexof("/"), srequest.lastindexof("/")-3);
　　上面的代碼無須多加解釋，它接收用戶的請求，將用戶的請求由字節型數據轉換為字符串型數據，然后查找請求的類型，解析http的版本號、文件和目錄信息。
　　// 確定物理目錄
　　if ( sdirname == "/")
　　slocaldir = smywebserverroot;
　　else
　　{
　　//獲得虛擬目錄
　　slocaldir = getlocalpath(smywebserverroot, sdirname);
　　}
　　console.writeline("directory requested : " + slocaldir);
　　//如果物理目錄不存在，則顯示出錯信息
　　if (slocaldir.length == 0 )
　　{
　　serrormessage = "〈h2〉error!! requested directory does not exists〈/h2〉〈br〉";
　　//serrormessage = serrormessage + "please check data//vdirs.dat";
　　//對信息進行格式化
　　sendheader(shttpversion, "", serrormessage.length, " 404 not found", ref mysocket);
　　//向瀏覽器發送信息
　　sendtobrowser(serrormessage, ref mysocket);
　　mysocket.close();
　　continue;
　　}

提 示：微軟的ie瀏覽器一般情況下總會顯示一個比較“友好”一點的http錯誤網頁，如果要顯示我們的web服務器應用程序的錯誤信息，需要禁用ie中“顯 示友好http錯誤信息”的功能，方法是依次點擊“工具”->“互聯網工具”，然后在其中的“高級”標簽中即可以看到該選項。

如 果用戶沒有提供目錄名，web服務器應用程序會使用getlocalpath函數獲取物理目錄的信息，如果目錄不存在（或者沒有映射為vdir.dat中 的條目），就會向瀏覽器發送錯誤信息。接下來web服務器應用程序會確定文件名，如果用戶沒有提供文件名，web服務器應用程序可以調用 getthedefaultfilename函數獲取文件名，如果有錯誤發生，則會將錯誤信息發送到瀏覽器。

//如果文件名不存在，則查找缺省文件列表
　　if (srequestedfile.length == 0 )
　　{
　　// 獲取缺省的文件名
　　srequestedfile = getthedefaultfilename(slocaldir);
　　if (srequestedfile == "")
　　{
　　serrormessage = "〈h2〉error!! no default file name specified〈/h2〉";
　　sendheader(shttpversion, "", serrormessage.length, " 404 not found",
　　ref mysocket);
　　sendtobrowser ( serrormessage, ref mysocket);
　　mysocket.close();
　　return;
　　}
　　}

下面我們來識別mime類型：

string smimetype = getmimetype(srequestedfile);
　　//構建物理路徑
　　sphysicalfilepath = slocaldir + srequestedfile;
　　console.writeline("file requested : " + sphysicalfilepath);
　　最后一個步驟是打開被請求的文件，并將它發送給瀏覽器。
　　if (file.exists(sphysicalfilepath) == false)
　　{
　　serrormessage = "〈h2〉404 error! file does not exists...〈/h2〉";
　　sendheader(shttpversion, "", serrormessage.length, " 404 not found", ref mysocket);
　　sendtobrowser( serrormessage, ref mysocket);
　　console.writeline(sformattedmessage);
　　}
　　else
　　{
　　int itotbytes=0;
　　sresponse ="";
　　filestream fs = new filestream(sphysicalfilepath, filemode.open,fileaccess.read,
　　fileshare.read);
　　// 創建一個能夠從filestream中讀取字節數據的reader
　　binaryreader reader = new binaryreader(fs);
　　byte[] bytes = new byte[fs.length];
　　int read;
　　while((read = reader.read(bytes, 0, bytes.length)) != 0)
　　{
　　// 從文件中讀取數據，并將數據發送到網絡上
　　sresponse = sresponse + encoding.ascii.getstring(bytes,0,read);
　　itotbytes = itotbytes + read;
　　}
　　reader.close();
　　fs.close();
　　sendheader(shttpversion, smimetype, itotbytes, " 200 ok", ref mysocket);
　　sendtobrowser(bytes, ref mysocket);
　　//mysocket.send(bytes, bytes.length,0);
　　}
　　mysocket.close();
　　}
　　}
　　}
　　}
　　}

編譯和執行

可以使用下圖所示的命令編譯我們的web服務器應用程序：

在我使用的.net開發工具中，無須指定任何庫的名字，在較老版本的.net開發工具中，可能會需要使用/r參數添加對dll庫文件的引用。

要運行該web服務器應用程序，只要如下圖那樣輸入程序的名字，并按回車鍵即可。

now, let say user send the request, our web server will identify the default file name and sends to the browser.

現在，我們假設用戶發送了請求，我們的web服務器應用程序將會決定使用缺省的文件，并將它返回給瀏覽器。如下圖所示：

當然了，用戶也可以請求圖像文件

可能的改進

webserver仍然有許多地方可以加以改進。它不支持嵌入式圖像和腳本，讀者可以自己編寫isapi過濾器，也可以使用iis isapi過濾器。

結束語

本篇文章展示了開發web服務器的基本原理，我們仍然可以對文章中的web服務器應用程序進行許多改進，希望它能夠起到拋磚引玉的作用，對讀者有所啟迪。