IT业界：用Rust创建一个简单的webserver

作者:课课家教育更新于： 2020-06-16 14:12:44

目的

Rust是一门系统编程语言  ，专注于安全 ，尤其是并发安全，支持函数式和命令式以及泛型等编程范式的多范式语言。Rust在语法上和C++类似 ，但是设计者想要在保证性能的同时提供更好的内存安全。 Rust最初是由Mozilla研究院的Graydon Hoare设计创造，然后在Dave Herman, Brendan Eich以及很多其他人的贡献下逐步完善的， Rust的设计者们通过在研发Servo网站浏览器布局引擎过程中积累的经验优化了Rust语言和Rust编译器。

本节的例子教大家用Rust语言创建一个简单的web server程序。

web server 中涉及到的两个主要协议是 超文本传输协议（Hypertext Transfer Protocol，HTTP）和 传输控制协议（Transmission Control Protocol，TCP）。这两者都是 请求-响应（request-response）协议，也就是说，有 客户端（client）来初始化请求，并有 服务端（server）监听请求并向客户端提供响应。请求与响应的内容由协议本身定义。

TCP为底层协议，一般来说，HTTP构建于HTTP之上。本节就是处理 TCP 和 HTTP 请求与响应的原始字节数据。

参考

在本节的例子中用到一个非常重要的结构，就是TcpListener，其定义如下：

pub struct TcpListener(_); //A TCP socket server, listening for connections.

该结构实现了一些方法，有兴趣的可以去查阅rust标准库的文档。

重点关注其以下两个函数：

• 函数：pub fn bind(addr: A) -> Result；

• 功能描述：绑定伊特特定的地址创建一个TcpListener。

• 函数：pub fn incoming(&self) -> Incoming;

• 功能描述：返回连结接收的迭代器。

监听TCP连结

use std::net::{TcpListener, TcpStream};

fn handle_client(_stream: TcpStream) {

    println!("有一个链接");

}

fn main() -> std::io::Result<()> {

    let listener = TcpListener::bind("127.0.0.1:80")?;

    for stream in listener.incoming() {

        handle_client(stream?);

    }

    Ok(())

}

读取请求内容

将handle_client函数修改为如下：

fn handle_client(stream: TcpStream) {

        let mut buffer = [0; 512];

        stream.read(&mut buffer).unwrap();

        println!("Request: {}", String::from_utf8_lossy(&buffer[..]));

}

重新运行，即打印链接请求的内容。

编写响应

1、HTTP简单介绍

• http请求报文包含三个部分内容 ： 请求行 、 请求头 、请求体

Method Request-URI HTTP-Version CRLF   //请求行：请求方式、协议版本等

headers CRLF    //请求头：包含若干个属性，格式为“属性名:属性值”，服务端据此获取客户端的信息

message-body    //请求体：客户端真正要传送给服务端的内容

• http响应报文也有三部分内容：响应行、响应头、响应体

HTTP-Version Status-Code Reason-Phrase CRLF //响应行：报文协议及版本，状态码及状态描述；

headers CRLF //响应头：由多个属性组成

message-body //响应体：真正响应的内容

2、返回一个响应行

修改handle_client：

fn handle_client(stream: TcpStream) {

    let mut buffer = [0; 512];

    stream.read(&mut buffer).unwrap();

    let response = "HTTP/1.1 200 OK\\r\\n\\r\\n"; //返回一个响应行

    stream.write(response.as_bytes()).unwrap();

    stream.flush().unwrap();

}

3、返回一个真正的网页

准备html网页：

//main.html

Hello!

Hello!

This is a response from a Rust server

Rust代码修改：

use std::fs;

// --snip--

fn handle_client(stream: TcpStream) {

    let mut buffer = [0; 512];

    stream.read(&mut buffer).unwrap();

    let contents = fs::read_to_string("main.html").unwrap();

    let response = format!("HTTP/1.1 200 OK\\r\\n\\r\\n{}", contents);

    stream.write(response.as_bytes()).unwrap();

    stream.flush().unwrap();

}

4、有选择的响应

准备404.html文件：

Hello!

OoPS!

Sorry, I don't know what you're asking for.

Rust代码修改：

fn handle_client(stream: TcpStream)  {

    let mut buffer = [0; 512];

    stream.read(&mut buffer).unwrap();

    let get = b"GET / HTTP/1.1\\r\\n";

    if buffer.starts_with(get) {

        let contents = fs::read_to_string("main.html").unwrap();

        let response = format!("HTTP/1.1 200 OK\\r\\n\\r\\n{}", contents);

        stream.write(response.as_bytes()).unwrap();

        stream.flush().unwrap();

    } else {

    let status_line = "HTTP/1.1 404 NOT FOUND\\r\\n\\r\\n";

    let contents = fs::read_to_string("404.html").unwrap();

    let response = format!("{}{}", status_line, contents);

    stream.write(response.as_bytes()).unwrap();

    stream.flush().unwrap();

    }

}

5、优化

最后一步，我们可以针对handle_client的代码进行优化：

fn handle_connection(mut stream: TcpStream) {

    // --snip--

    let (status_line, filename) = if buffer.starts_with(get) {

        ("HTTP/1.1 200 OK\\r\\n\\r\\n", "main.html")

    } else {

        ("HTTP/1.1 404 NOT FOUND\\r\\n\\r\\n", "404.html")

    };

    let contents = fs::read_to_string(filename).unwrap();

    let response = format!("{}{}", status_line, contents);

    stream.write(response.as_bytes()).unwrap();

    stream.flush().unwrap();

}

Rust致力于成为优雅解决高并发和高安全性系统问题的编程语言 ，适用于大型场景，即创造维护能够保持大型系统完整的边界。这就导致了它强调安全，内存布局控制和并发的特点。