前面我們實(shí)現(xiàn)了TCP服務(wù)器和客戶端的簡單應(yīng)用，接下來我們實(shí)現(xiàn)一個(gè)基于TCP協(xié)議的應(yīng)用協(xié)議，那就是HTTP超文本傳輸協(xié)議

1、HTTP協(xié)議簡介

超文本傳輸協(xié)議（Hyper Text Transfer Protocol），簡稱HTTP，是一種基于TCP的應(yīng)用層協(xié)議，也是目前為止最為流行的應(yīng)用層協(xié)議之一，可以說HTTP協(xié)議是萬維網(wǎng)的基石。

HTTP是一種客戶端請(qǐng)求、服務(wù)器應(yīng)答式的應(yīng)用層傳輸協(xié)議，也就是說服務(wù)器端是不可能主動(dòng)向客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)的。在網(wǎng)絡(luò)正常的情況下請(qǐng)求和響應(yīng)都是一一對(duì)應(yīng)的。而這個(gè)請(qǐng)求和響應(yīng)也就是后端開發(fā)人員經(jīng)常看到的Request和Response。

首先，我們來看客戶器端的請(qǐng)求，HTTP請(qǐng)求報(bào)文由請(qǐng)求行、請(qǐng)求頭、空白行以及請(qǐng)求體組成。其報(bào)文格式如下：

我們來說一說請(qǐng)求行，它由請(qǐng)求方法字段、URL字段和HTTP協(xié)議版本字段3個(gè)字段組成，它們用空格分隔。需要理解的是請(qǐng)求方法，HTTP協(xié)議的請(qǐng)求方法有GET、POST、HEAD、PUT、DELETE、OPTIONS、TRACE、CONNECT幾種。先對(duì)常用的幾種說明如下：

• GET方法，意思是獲取URL指定的資源，這個(gè)請(qǐng)求方式是最簡單的也是最常用的。使用GET 方法時(shí)，可以將請(qǐng)求參數(shù)和對(duì)應(yīng)的值附加在 URI 后面，利用一個(gè)問號(hào)(“?”)將資源的URI和請(qǐng)求參數(shù)隔開，參數(shù)之間使用與符號(hào)(“&”)隔開，因此傳遞參數(shù)長度也受到了限制，而且與隱私相關(guān)的信息也直接暴露在URI中。比如/index.jsp?username=holmofy&password=123123
• HEAD方法，與GET用法相同，但沒有響應(yīng)體，使用場合沒有GET多。比如下載前使用HEAD發(fā)送請(qǐng)求，通過ContentLength響應(yīng)字段，來了解網(wǎng)絡(luò)資源的大小；或者通過LastModified響應(yīng)字段來判斷本地緩存資源是否要更新。
• POST方法，一般用提交信息或數(shù)據(jù)，請(qǐng)求服務(wù)器進(jìn)行處理（例如提交表單或者上傳文件）。表單使用POST相對(duì)GET來說還是比較隱秘的，而且GET的URL有長度限制，而上傳大文件就必須要使用POST了。
• OPTIONS方法，該方法用于請(qǐng)求服務(wù)器告知其支持哪些其他的功能和方法。通過OPTIONS 方法，可以詢問服務(wù)器具體支持哪些方法，或者服務(wù)器會(huì)使用什么樣的方法來處理一些特殊資源。可以說這是一個(gè)探測(cè)性的方法，客戶端通過該方法可以在不訪問服務(wù)器上實(shí)際資源的情況下就知道處理該資源的最優(yōu)方式。這個(gè)選項(xiàng)在跨域HTTP請(qǐng)求的情況出現(xiàn)的比較多，這里有一片關(guān)于跨域請(qǐng)求的文章，其中有一張圖很好的解釋了什么是跨域HTTP請(qǐng)求。?

客戶端發(fā)出HTTP請(qǐng)求，服務(wù)端接收后，會(huì)向客戶端發(fā)送響應(yīng)信息。所以接下來，我們來看看服務(wù)器端的響應(yīng)報(bào)文。HTTP響應(yīng)報(bào)文由響應(yīng)行、響應(yīng)頭、空白行以及響應(yīng)體組成。其報(bào)文格式如下：

在響應(yīng)報(bào)文中，非常重要的就是響應(yīng)行，其中響應(yīng)行中最重要的就是HTTP的狀態(tài)碼。HTTP協(xié)議中狀態(tài)碼有三位數(shù)字組成，第一位數(shù)字定義了響應(yīng)的類別，有以下五種：

• 1XX：信息提示。表示請(qǐng)求已被服務(wù)器接受，但需要繼續(xù)處理，范圍為100~101。
• 2XX：請(qǐng)求成功。服務(wù)器成功處理了請(qǐng)求。范圍為200~206。
• 3XX：客戶端重定向。重定向狀態(tài)碼用于告訴客戶端瀏覽器，它們?cè)L問的資源已被移動(dòng)，并告訴客戶端新的資源位置。客戶端收到重定向會(huì)重新對(duì)新資源發(fā)起請(qǐng)求。范圍為300~305。
• 4XX：客戶端信息錯(cuò)誤。客戶端可能發(fā)送了服務(wù)器無法處理的東西，比如請(qǐng)求的格式錯(cuò)誤，或者請(qǐng)求了一個(gè)不存在的資源。范圍為400~415。
• 5XX：服務(wù)器出錯(cuò)。客戶端發(fā)送了有效的請(qǐng)求，但是服務(wù)器自身出現(xiàn)錯(cuò)誤，比如Web程序運(yùn)行出錯(cuò)。范圍是500~505。

我們開發(fā)過程有一些狀態(tài)碼比較常見，我們對(duì)其簡單說明如下：

2、HTTP客戶端設(shè)計(jì)

我們已經(jīng)說過了，HTTP協(xié)議是基于TCP運(yùn)行的，那么佷顯然我們要實(shí)現(xiàn)一個(gè)HTTP客戶端其本質(zhì)上首先是要實(shí)現(xiàn)一個(gè)TCP客戶端。

在實(shí)現(xiàn)TCP客戶端的基礎(chǔ)上，我們要讓這個(gè)客戶端能夠?qū)崿F(xiàn)HTTP協(xié)議的基本操作。所以我們需要為客戶端構(gòu)造請(qǐng)求報(bào)文。關(guān)于請(qǐng)求報(bào)文的格式前面已經(jīng)介紹過了，我們根據(jù)這個(gè)格式來構(gòu)造，因?yàn)槲覀冎皇呛唵蔚囊粋€(gè)HTTP客戶端測(cè)試，所以我們采用GET方法。我們構(gòu)造報(bào)文如下：

"GET https://www.cnblogs.com/foxclever/ HTTP/1.1\r\n"

"Host:www.cnblogs.com:80\r\n\r\n";

對(duì)于HTTP協(xié)議具有專門的端口號(hào)，所以我們采用這個(gè)制定的端口號(hào)來實(shí)現(xiàn)。而實(shí)現(xiàn)的流程與一般TCP客戶端是一樣的。

3、HTTP客戶端實(shí)現(xiàn)

經(jīng)過上述的分析以及我們前面實(shí)現(xiàn)TCP客戶端的經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)HTTP客戶端已經(jīng)沒有問題。與TCP客戶端一般，我們將HTTP客戶端分成4個(gè)函數(shù)來實(shí)現(xiàn)。首先依然是實(shí)現(xiàn)HTTP客戶端的初始化：

/* HTTP客戶端初始化配置*/void Http_Client_Initialization(void) {struct tcp_pcb *tcp_client_pcb;ip_addr_t ipaddr;/* 將目標(biāo)服務(wù)器的IP寫入一個(gè)結(jié)構(gòu)體，為pc機(jī)本地連接IP地址 */IP4_ADDR(&ipaddr,httpServerIP[0],httpServerIP[1],httpServerIP[2],httpServerIP[3]);/* 為tcp客戶端分配一個(gè)tcp_pcb結(jié)構(gòu)體??? */tcp_client_pcb = tcp_new();/* 綁定本地端號(hào)和IP地址 */tcp_bind(tcp_client_pcb, IP_ADDR_ANY, TCP_HTTP_CLIENT_PORT);if (tcp_client_pcb != NULL){/* 與目標(biāo)服務(wù)器進(jìn)行連接，參數(shù)包括了目標(biāo)端口和目標(biāo)IP */tcp_connect(tcp_client_pcb, &ipaddr, TCP_HTTP_SERVER_PORT, HTTPClientConnected);tcp_err(tcp_client_pcb, HTTPClientConnectError);} }

我們很容易發(fā)現(xiàn)，上述初始化的代碼其實(shí)就是TCP客戶端的初始化代碼，除了所使用的端口不一樣外，其它都一樣。也是在初始化代碼中實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)函數(shù)的注冊(cè)：一是使用tcp_connect注冊(cè)連接完成的處理回調(diào)函數(shù)；二是使用tcp_err注冊(cè)了連接錯(cuò)誤處理回調(diào)函數(shù)。很明顯接下來我們需要實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)函數(shù)。

連接到服務(wù)器成功后的回調(diào)函數(shù)是tcp_connected_fn類型。在客戶端建立一個(gè)連接后，內(nèi)核會(huì)調(diào)用這個(gè)函數(shù)。在這個(gè)函數(shù)中，客戶端回想服務(wù)器發(fā)送最初的操作請(qǐng)求，并且會(huì)在這個(gè)函數(shù)中注冊(cè)數(shù)據(jù)接收處理回調(diào)函數(shù)。

/* HTTP客戶端連接到服務(wù)器回調(diào)函數(shù) */ static err_t HTTPClientConnected(void *arg, struct tcp_pcb *pcb, err_t err) {char clientString[]="GET https://www.cnblogs.com/foxclever/ HTTP/1.1\r\n""Host:www.cnblogs.com:80\r\n\r\n";/* 配置接收回調(diào)函數(shù) */tcp_recv(pcb, HTTPClientCallback);/* 發(fā)送一個(gè)建立連接的問候字符串*/tcp_write(pcb,clientString, strlen(clientString),0);return ERR_OK; }

這個(gè)代碼也是與普通TCP客戶端一樣，只是為了應(yīng)用于HTTP協(xié)議，我們發(fā)送的請(qǐng)求字符串需要按照HTTP的格式來設(shè)定。對(duì)HTTP客戶端連接服務(wù)器錯(cuò)誤回調(diào)函數(shù)，它是tcp_err_fn類型，在這個(gè)程序中主要完成連接異常結(jié)束時(shí)的一些處理，可以釋放一些必要的資源。在這個(gè)函數(shù)被內(nèi)核調(diào)用時(shí)，連接實(shí)際上已經(jīng)斷開，相關(guān)控制塊也已經(jīng)被刪除。所以在這個(gè)函數(shù)中我們可以重新初始化連接及其資源。在這里我們就是使用它來重新初始化TCP客戶端。

/* HTTP客戶端連接服務(wù)器錯(cuò)誤回調(diào)函數(shù) */ static void HTTPClientConnectError(void *arg, err_t err) {/* 重新啟動(dòng)連接 */Http_Client_Initialization(); }

最后我們需要實(shí)現(xiàn)的是HTTP客戶端接收到數(shù)據(jù)后的數(shù)據(jù)處理回調(diào)函數(shù)。這個(gè)函數(shù)其實(shí)就是我們前面連接成功時(shí)，注冊(cè)過的HTTP客戶端數(shù)據(jù)接收處理函數(shù)。這個(gè)函數(shù)是tcp_recv_fn類型。這是使用RAW API實(shí)現(xiàn)HTTP客戶端功能最重要的一個(gè)函數(shù)，因?yàn)樗鼪Q定HTTP客戶端的具體功能。

/* HTTP客戶端接收到數(shù)據(jù)后的數(shù)據(jù)處理回調(diào)函數(shù) */ static err_t HTTPClientCallback(void *arg, struct tcp_pcb *pcb, struct pbuf *tcp_recv_pbuf, err_t err) {struct pbuf *tcp_send_pbuf;char echoString[]="GET https://www.cnblogs.com/foxclever/ HTTP/1.1\r\n""Host:www.cnblogs.com:80\r\n\r\n";if (tcp_recv_pbuf != NULL){/* 更新接收窗口 */tcp_recved(pcb, tcp_recv_pbuf->tot_len);/* 將接收到的服務(wù)器內(nèi)容回顯*/tcp_write(pcb,echoString, strlen(echoString), 1);tcp_send_pbuf = tcp_recv_pbuf;tcp_write(pcb, tcp_send_pbuf->payload, tcp_send_pbuf->len, 1);pbuf_free(tcp_recv_pbuf);}else if (err == ERR_OK){tcp_close(pcb);Http_Client_Initialization();return ERR_OK;}return ERR_OK; }

同樣，這段代碼也是除了要按HTTP協(xié)議構(gòu)造響應(yīng)信息外，其他部分與普通TCP客戶端類似。

4、結(jié)論

與前一篇實(shí)現(xiàn)HTTP服務(wù)器是基于TCP服務(wù)器實(shí)現(xiàn)的一樣，這里我們實(shí)現(xiàn)HTTP客戶端是基于TCP客戶端來實(shí)現(xiàn)的。在我們前面已經(jīng)實(shí)現(xiàn)TCP客戶端的情況下，開發(fā)HTTP客戶端應(yīng)用就顯得簡單了。在這一篇我們基于LwIP實(shí)現(xiàn)了一個(gè)簡單的HTTP客戶端應(yīng)用，我們并對(duì)其進(jìn)行了簡單的測(cè)試。再歷程中我們只是實(shí)現(xiàn)了GET方法，但經(jīng)測(cè)試設(shè)計(jì)是正確的。如果需要設(shè)計(jì)其他方法的HTTP應(yīng)用只需在此基礎(chǔ)上添加即可。

歡迎關(guān)注：

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的LwIP应用开发笔记之八：LwIP无操作系统HTTP客户端的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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