Mongoose源碼剖析：外篇之web服務器

引言

在深入Mongoose源碼剖析之前，我們應該清楚web服務器是什麼？它提供什麼服務？怎樣提供服務？使用什麼協議？客戶端如何唯一標識web服務器的資源？下面我們拋開Mongoose，來介紹一個web服務的這些通性。

web服務器：通常是指一個計算機程序（web服務器是什麼？），在World Wide Web上提供諸如web頁面的服務（提供什麼服務？），使用HyperText Transfer Protocol（HTTP）（使用什麼協議？）。當然web服務器也可以指運行這個程序的計算機或虛擬機，我們這裏講到的web服務器是指程序。

本文的主要內容如下：

• 1、web服務器
• 2、web服務器怎樣提供服務
• 3、web服務器使用的協議
• 4、客戶端如何唯一標識web服務器的資源
• 5、當前比較流行的web服務器

1、web服務器

web服務器的主要功能就是傳送web頁面給clients。這意味着，傳送HTML文檔和其它包含在文檔中的內容，諸如images、style sheets、JavaScripts。client通常是一個web瀏覽器或web爬蟲，使用HTTP發起一個指定資源的請求，web服務器用指定的內容響應請求，或當不能做指定請求時返回一個錯誤消息。請求的資源通常是web服務器的輔助存儲器上的一個實際文件，但是這不是必須，取決於web服務器的實現。

雖然web服務器的主要功能是提供內容，但一個完整的HTTP實現還包括接收來自client的內容。這個功能用於提交web表單，包括上載文件。

許多web服務器也支持服務器端腳本，例如，Apache Http服務器和PHP。這意味着，web服務器的行爲可以寫成腳本分離到分散的文件中，然而實際的服務器軟件仍然保持不變。通常的，這個功能用於創建HTML文檔，相對於返回固定的文檔。這分別涉及到動態和靜態內容。前者主要檢索和（或）修改數據庫中的信息，然而後者通常更快和更容易緩存。

web服務器並不總是用在萬維網上，也可以嵌入到諸如打印機、路由器、網絡攝像機和本地網絡，這時web服務器可用於系統的監視部分，或設備的管理部分。

2、web服務器怎樣提供服務

你想過沒有，當你在瀏覽器中看到我這篇日誌的時候，它是如何顯示到你的瀏覽器的呢？雖然這個過程很大程度上去取決於web服務器，但他們仍有共性。典型的，當用戶通過點擊一個超鏈接或在瀏覽器的地址欄中輸入一個URL瀏覽一個web站點。但是同一個站點如何同時在網絡上的不同計算機上顯示的呢？

以我博客的主頁爲例，當你在瀏覽器的地址欄中輸入http://home.cnblogs.com/skynet/時，通過一個Internet連接，通過將域名轉換爲ip地址，然後定位到博客園服務器，你的瀏覽器初始化一個與博客園web服務器的連接。web服務器上存儲了我的博客裏所有的資源，如我寫的每篇文章、文章中用到的圖片、還有博客模板中用到的css、腳本等等。

一旦連接建立，瀏覽器使用HTTP從web服務器請求數據，服務器傳輸數據給你的瀏覽器。瀏覽器接着轉換和格式化數據顯示到你的瀏覽器中。類似的，web服務器可以同時發生文件到多個client，允許多個client同時瀏覽同一頁面。

圖1、Web客戶端與服務器端的交互

當然，我這裏描述的比較簡單，更詳細的步驟請參考：

• What really happens when you navigate to a URL
• 當你輸入一個網址的時候，實際會發生什麼?

3、web服務器使用的協議

相信通過上面的介紹，你已經知道了web服務器與client是通過HTTP來交互的。關於HTPP，我以前寫過博文介紹過：HTTP協議及其POST與GET操作差異 & C#中如何使用POST、GET等，我非常自信的推薦你去閱讀以下這篇文章，比較詳細地介紹了HTTP及其與client的交互過程，我這裏就不再累述了。

4、客戶端如何唯一標識web服務器的資源

URI，沒錯就是它統一資源定位符（Uniform Resource Identifiers），用它唯一標識Internet的一個web頁面。不過你可能聽的更多的是URL，它是Uniform Resource Location的縮寫，譯爲“統一資源定位符”。通俗地說，URL是Internet上用來描述信息資源的字符串，主要用在各種WWW客戶程序和服務器程序上。採用URL可以用一種統一的格式來描述各種信息資源，包括文件、服務器的地址和目錄等。

URL的格式，URL的格式由下列三部分組成：

• 第一部分是協議（或稱爲服務方式）
• 第二部分是存有該資源的主機IP地址（有時也包括端口號）
• 第三部分是主機資源的具體地址，如目錄和文件名等。

第一部分和第二部分之間用“://”符號隔開，第二部分和第三部分用“/”符號隔開。第一部分和第二部分是不可缺少的，第三部分有時可以省略。其實關於://不是必須的，只是萬維網當初是這樣設計的，請Google or 百度《萬維網之父說http://中的兩道斜槓其實多餘》。完整的URL的格式如下所示：

scheme://username:password@domain:port/path?query_string#anchor

scheme就是上面我們所說的協議部分，web服務器中通常用的就是HTTP和HTTPS，但它還可以是gopher、wais、ftp、mailto。

username:password@domain:port就是我們上面說的第二部分，一般我們都不用輸入用戶名和密碼、還有端口（HTTP協議的端口號是80，一般默認都用的這個），而只是直接輸入域名orIP地址。

path?query_string#anchor就是我們上面說的第三部分，path指定資源在服務器上的路徑（注意：像這種archive/2010/05/18/1738301.html，不一定就是web服務器上的絕對路徑，而是經過URL重寫之後的路徑，但不管怎麼樣說，它還是唯一標識了資源在服務器上的路徑）；後面的query_string包含傳遞給web應用程序（如CGI）的數據。查詢字符串以鍵/值對的形式，並且每個鍵值對之間用&隔開，如userId=skynet&password=123456；最後當使用HTTP，#anchor表示web頁面的某一個部分。

以HTTP協議及其POST與GET操作差異 & C#中如何使用POST、GET等爲例它的URL是：http://www.cnblogs.com/skynet/archive/2010/05/18/1738301.html。

上面說到URI和URL，肯定還有人不知道他們的區別，下面我來解釋一下。URI：Uniform Resource Identifier，統一資源標識符；URL：Uniform Resource Locator，統一資源定位符；URN：Uniform Resource Name，統一資源名稱。 其中，URL、URN是URI的子集。他們的關係如下圖所示：

圖2、URI、URL、URN的關係

Web上地址的基本形式是URI，它代表統一資源標識符。有兩種形式：URL、URN。URL與URN好比，URN就像一個人的名字，然而URL就像這個人所在的位置地址。換句話說，URN定義了一個元素的標識符，URL提供方法來找到它。即URN不依賴於位置，並且有可能減少失效連接的個數。但是其流行還需假以時日，因爲它需要更精密軟件的支持。

5、當前比較流行的web服務器

下面是目前比較流行的幾個web服務器軟件，及他們2010年的市場份額。

Vendor	Product	Web Sites Hosted (millions)	Percent
Apache	Apache	111	54%
Microsoft	IIS	50	24%
Igor Sysoev	nginx	16	8%
Google	GWS	15	7%
lighttpd	lighttpd	1	0.46%

而我現在所研究的web服務器軟件不在其中，之所以選Mongoose來研究，原因有三：

• Mongoose比較小巧、容易使用，而且能夠嵌入到現有的應用程序中。
• 麻雀雖小，五臟俱全！Mongoose雖小巧，它具有基本的web服務器應該有的功能。通過研究它，可以更快地學習到web服務器軟件的特性、實現細節。
• Mongoose是開源的，可以自由使用。