# C++项目精选:HTTP服务框架 | 代码随想录
这次带大家用C++开发一个 HTTP服务框架!
大家可以就会问,这和webserver 有啥区别?
为了让大家更清楚的理解,我画一个图::

webserver项目 一般是教你从 socket 开始写最终能够实现一个简单的 HTTP 访问和响应就算是结束了。
也就是 WebServer 这个项目的工作重点在于实现一个网络通信框架。
HTTP 服务框架项目的重点在于应用层部分的实现。
这次我们做的项目 可以作为 webserver 的进阶版,如果做过webserver的话,做本项目会很丝滑,如果没有webserver基础,做本项目会有些难度。
值得一提的是,该http服务框架项目自带 八股文属性
这个项目做下来,你会发现 自己背的 网络八股、数据库八股,和C++八股 都用上了,真正达到活学活用!
在项目专栏里,本项目涉及到的八股文都给大家列出来了:

# 什么是 HTTP 框架?
HTTP 框架是一种软件库,旨在简化 Web 应用程序和服务的开发。
它提供了一种结构化的方法来处理 HTTP 请求和响应,管理路由,并通常包括会话管理、安全性和数据处理的工具。
HTTP 框架抽象了网络通信的复杂性,使开发人员能够专注于构建应用程序逻辑。
# 为什么要实现 HTTP 框架?
- 效率:通过提供可重用的组件和抽象,HTTP 框架减少了开发人员需要编写的样板代码,从而加快了开发过程。
- 可扩展性:框架通常内置支持处理多个并发请求,使构建可扩展的应用程序变得更加容易。
- 可维护性:结构良好的框架强制执行最佳实践和设计模式,使代码库更易于维护和扩展。
- 安全性:框架通常包括安全功能,如输入验证、输出编码以及防止常见漏洞(如 SQL 注入和跨站脚本攻击)。
- 社区和支持:流行的框架拥有庞大的社区和丰富的文档,为开发人员提供支持和资源。
# 项目概述
该项目是一个使用 Muduo 库构建的 HTTP 框架,Muduo 是一个用于高性能网络应用的 C++ 网络库。
该框架旨在高效处理 HTTP 请求和响应,为构建 Web 应用程序提供基础。
# 关键组件
- HttpRequest 和 HttpResponse:这些类封装了 HTTP 请求和响应的细节。HttpRequest 处理 HTTP 方法、头部和主体内容的解析,而 HttpResponse 管理 HTTP 响应的构建,包括状态码、头部和主体内容的设置。
- HttpContext:该类管理 HTTP 请求在处理过程中的状态。它跟踪解析状态并存储 HttpRequest 对象,确保请求的完整性和一致性。
- HttpServer:作为框架的核心,HttpServer 负责接受连接、读取请求和发送响应。它使用 Muduo 库的高效事件驱动架构来处理网络通信,支持高并发和低延迟。
- 路由和处理器:框架支持根据请求路径和方法将请求路由到特定的处理器。处理器负责处理请求并生成适当的响应,支持动态路由和中间件功能。
- 日志记录和错误处理:框架包括日志记录功能以跟踪请求处理,并提供错误处理机制以优雅地管理异常和无效请求。通过详细的日志记录和错误报告,开发者可以快速定位和解决问题。
- 会话管理:支持用户会话的创建、维护和销毁,确保用户状态的一致性和安全性。
- 中间件支持:允许开发者在请求处理的各个阶段插入自定义逻辑,增强系统的灵活性和可扩展性。
# 工作原理
- 请求解析:传入的 HTTP 请求由 HttpContext 类解析,提取方法、路径、头部和主体。解析后的请求被传递给路由系统。
- 路由:根据请求路径和方法,框架将请求路由到适当的处理器。路由系统支持静态和动态路径匹配,确保请求被正确处理。
- 响应生成:处理器处理请求并生成 HttpResponse,然后将其发送回客户端。响应生成过程包括设置状态码、头部和主体内容。
- 连接管理:框架使用 Muduo 的事件驱动架构管理连接,使其能够高效地处理多个并发连接。通过非阻塞 I/O 和多线程支持,系统能够在高负载下保持稳定。
- 安全通信:通过集成 OpenSSL,框架支持 HTTPS,确保数据传输的安全性和完整性。
# 未来增强
- 模板渲染:添加支持渲染 HTML 模板以简化动态网页的创建。通过模板引擎,开发者可以轻松生成动态内容,提高开发效率。
- WebSocket 支持:扩展框架以支持 WebSocket 连接,实现实时通信。WebSocket 的引入将增强应用的互动性和响应速度,适用于聊天应用、实时更新等场景。
- 身份验证和授权:集成 OAuth 和 JWT 等认证方式,增强系统的安全性和用户管理能力。
- 负载均衡和分布式支持:通过引入负载均衡策略和分布式架构,提升系统的可扩展性和可靠性,支持大规模应用的部署。
# 项目难点
- 请求解析的准确性:解析HTTP请求时,需要准确地解析请求行、头部和主体,任何解析错误都可能导致请求处理失败或安全漏洞
- 继承和多态技术:完成URI到处理器的绑定。
- 灵活的路由机制:框架需要提供灵活的路由机制,以便根据请求路径和方法将请求路由到正确的处理器。
- 模块化设计:框架应采用模块化设计,以便于扩展和维护。新功能或组件应能方便地集成到现有框架中。
- 动态路由:支持基于 URL 模式的动态路由(例如,支持 /users/:id 这样的路径)。
- 会话支持:实现会话管理,支持用户登录状态的保持。持久化存储:支持将会话数据存储在数据库或内存中。
- 数据库集成:
- 数据库连接池:实现数据库连接池,提高数据库访问效率。
- ORM 支持:集成一个轻量级的 ORM,简化数据库操作。
- 路由中间件:允许在请求到达最终处理器之前进行预处理(例如,身份验证、日志记录)。
- 常用中间件:提供一些常用的中间件,如 CORS 处理、请求限流、压缩(gzip)等。
这些重难点反映了在设计和实现 HTTP 框架时需要考虑的关键问题。
解决这些问题需要深入理解 HTTP 协议、网络编程和系统设计等方面的知识。
通过合理的架构设计和代码实现,可以有效地应对这些挑战。
# 内存池项目精讲
项目代码开源在Github上:https://github.com/youngyangyang04/Kama-HTTPServer

欢迎star、fork
该项目的专栏是知识星球录友专享的。
项目专栏依然是将 「简历写法」给大家列出来了,大家学完就可以参考这个来写简历:
给出一般写法,适用于 基础不太好的录友写:

给出高阶写法,适用于 想冲刺大厂的录友写:

做完该项目,面试中大概率会有哪些面试问题,以及如何回答,也列出好了:

专栏中的项目面试题都掌握的话,这个项目在面试中基本没问题。
很多录友在做项目的时候,把项目运行起来 就是第一大难点!
本项目运行起来 需要依赖的环境很多,所以我给大家准备的 自动化环境配置脚本, 项目运行环境,一键配置! 不需要大家去处理环境问题了:

这个脚本运行 都是需要 20 - 30分钟的样子,可以感受一下 如何手动配置环境有多复杂。
本项目分为六大模块, 分别是:报文解析模块、路由模块、会话管理模块、中间件模块、数据连接池模块、HTTPS模块:


当然项目专栏会对本项目代码做详细的讲解:

本项目作为http服务框架,我们还为大家在本框架下 开发了一个小例子,在线五子棋: (注意五子棋不是本项目重点,仅仅是基于本项目给大家举一个开发例子)

给出框架的优化思路:

# 获取本项目专栏
本文档仅为星球内部专享,大家可以加入知识星球里获取,在星球置顶一:
加入星球后可以获取全部项目文档和八股资料!。


这里给出10元代金券,领代金券加入,代码随想录知识星球支持三天内(72h)可以全额退款。

加入知识星球后,记得加如下微信,发动付款截图,拉你到星球交流群:
