HTTPサーバーを作ってみる

socket_programming/README.md

@@ -0,0 +1,53 @@
+## ビルド実行方法
+```shell
+gcc -Wall -Wextra -o server server.c
+gcc -Wall -Wextra -o client client.c
+
+./server &  # サーバー起動
+
+# curl でテスト
+curl "http://localhost:8080/calc?query=2+10"  # → 12
+curl "http://localhost:8080/calc?query=3*4"   # → 12
+curl "http://localhost:8080/calc?query=10/0"  # → Bad Request
+
+# 自作クライアントでテスト
+➜  socket_programming git:(socket-programming) ✗ ./client "10+2"      
+HTTP/1.1 200 OK
+Content-Length: 2
+Content-Type: text/plain
+Connection: close
+
+12
+➜  socket_programming git:(socket-programming) ✗ ./client "10*2"
+HTTP/1.1 200 OK
+Content-Length: 2
+Content-Type: text/plain
+Connection: close
+
+20
+➜  socket_programming git:(socket-programming) ✗ ./client "10-2"
+HTTP/1.1 200 OK
+Content-Length: 1
+Content-Type: text/plain
+Connection: close
+
+8
+➜  socket_programming git:(socket-programming) ✗ ./client "10/0"
+HTTP/1.1 400 Bad Request
+Content-Length: 11
+Content-Type: text/plain
+Connection: close
+
+Bad Request
+➜  socket_programming git:(socket-programming) ✗ ./client "10/2"
+HTTP/1.1 200 OK
+Content-Length: 1
+Content-Type: text/plain
+Connection: close
+
+5
+
+
+## 対応OS
+- Mac / Linux (Ubuntu 等)
+- Windows は非対応 (unistd.h 等の POSIX ヘッダーが使用不可なため。対応するには Winsock に書き直す必要あり)

socket_programming/addrinfo_test.c

@@ -0,0 +1,34 @@
+#include <stdio.h>
+#include <sys/types.h>
+#include <sys/socket.h>
+#include <string.h>
+#include <netdb.h>
+#include <arpa/inet.h>
+
+int main() {
+    struct addrinfo hints, *res, *p;
+    memset(&hints, 0, sizeof hints);
+    hints.ai_family   = AF_UNSPEC;
+    hints.ai_socktype = SOCK_STREAM;
+
+    printf("before: res = %p\n", (void *)res);
+    getaddrinfo("localhost", "8080", &hints, &res);
+    printf("after:  res = %p\n", (void *)res);
+
+    int count = 0;
+    for (p = res; p != NULL; p = p->ai_next) {
+        char ipstr[INET6_ADDRSTRLEN];
+        if (p->ai_family == AF_INET) {
+            struct sockaddr_in *s = (struct sockaddr_in *)p->ai_addr;
+            inet_ntop(AF_INET, &s->sin_addr, ipstr, sizeof ipstr);
+            printf("[%d] IPv4: %s\n", count, ipstr);
+        } else {
+            struct sockaddr_in6 *s = (struct sockaddr_in6 *)p->ai_addr;
+            inet_ntop(AF_INET6, &s->sin6_addr, ipstr, sizeof ipstr);
+            printf("[%d] IPv6: %s\n", count, ipstr);
+        }
+        count++;
+    }
+    printf("合計: %d個\n", count);
+    freeaddrinfo(res);
+}

socket_programming/client.c

@@ -0,0 +1,98 @@
+#include <stdio.h>
+#include <stdlib.h>
+#include <string.h>
+#include <unistd.h>
+#include <sys/types.h>
+#include <sys/socket.h>
+#include <netdb.h>
+
+// サーバーのIPアドレスとPORT番号
+// ドメイン名（例: google.com）が指定された場合:
+// 1. まず ISP（ソフトバンク、NTTなど）の DNS サーバーに問い合わせる
+// 2. ISP が知らなければルート DNS サーバー（世界13台）に問い合わせる
+// 3. さらに権威 DNS サーバーに問い合わせて IP アドレスを取得
+// 4. 返ってきた IP アドレスの HOST:PORT に connect() しに行く
+// ※ DNSはサーバーのポートは返さないが、PORTは http: 80, https: 443 なので特別指定しなくても問題ない
+
+// 自分のPCが契約しているプロバイダのDNSをちゃんと使っているのか調べてみた
+// ➜  / cat etc/resolv.conf : 自分のルーターが使っているIPアドレスがわかる
+// ➜  / scutil --dns:
+// →  / nslookup xxxx:xxxx:xx:xxx....:xxx
+// →  / whois xxxx:xxxx:xx:xxx....:xxx: descr: BBIX IPv6 Network SoftbankBB ABUSE e-mail: abuse@e.softbank.co.jp
+// うん、ちゃんと使ってた
+#define HOST "127.0.0.1"
+#define PORT "8080"
+
+int main(int argc, char *argv[]) {
+    const char *expr = (argc > 1) ? argv[1] : "2+10";
+
+    struct addrinfo hints;
+    struct addrinfo *res;
+
+    memset(&hints, 0, sizeof hints);
+    //  hints を全て0埋めしてくれる
+    //  addrinfo の構造体は以下
+    //  struct addrinfo {
+    //       int ai_flags;              /* input flags */
+    //       int ai_family;             /* protocol family for socket */        --> AF-INET(IPv4) or AF_INET6(IPv6)
+    //       int ai_socktype;           /* socket type */                       --> TCP or UDP
+    //       int ai_protocol;           /* protocol for socket */               --> IPPROTO_TCP or IPPROTO_UDP
+    //       socklen_t ai_addrlen;      /* length of socket-address */          --> ai_addr のサイズ
+    //       struct sockaddr *ai_addr;  /* socket-address for socket */         --> 実際のアドレス+ポート番号
+    //       char *ai_canonname;        /* canonical name for service location */ --> ホスト名
+    //       struct addrinfo *ai_next;  /* pointer to next in list */             --> 次の addrinfo ノードへのポインタ
+    //   };
+    //  *ai_next が LinkedList みたいにポインタで次の要素を指してくれるので、server.c 側で for (p = res; p != NULL; p->ai_next)とかけた
+    //  なぜLinkedListのような構造なのか？
+    //  1つのホストに対して、複数アドレスが返ってくる可能性があるため
+    //  検証コードを addrinfo_text.c において、実行結果を見ると
+    //  ➜  socket_programming git:(socket-programming) ✗ gcc -o addrinfo_test addrinfo_test.c && ./addrinfo_test
+    //    [0] IPv6: ::1
+    //    [1] IPv4: 127.0.0.1
+    //    合計: 2個
+    //  IPv4, IPv6 の2つのアドレスが返ってくる、server.c では、この2つのアドレスに対して bind を試みる
+
+    hints.ai_family   = AF_UNSPEC;　// IPv4, IPv6 どちらも対応
+    hints.ai_socktype = SOCK_STREAM;
+    // man 2 socket で確認。
+    // TCP のこと、順序保証、信頼性、双方向接続
+    // A SOCK_STREAM type provides sequenced, reliable, two-way connection based byte streams.
+    // SOCK_DGRAM: UDP, connectionless, unreliable message
+    // SOCK_RAW: 内部ネットワークプロトコルへの直接アクセス、root権限が必要
+
+    int rv = getaddrinfo(HOST, PORT, &hints, &res); // HOST: 接続先のIPアドレス, PORT: 接続先のポート
+    if (rv != 0) { fprintf(stderr, "getaddrinfo: %s\n", gai_strerror(rv)); return 1; }
+
+    int sfd = socket(res->ai_family, res->ai_socktype, res->ai_protocol);
+    // アロー演算子、ポインタ経由でアクセスしている
+    // Java で書くところの res.ai_family と同じ
+    // man 2 socket
+    // RETURN VALUES
+    // A -1 is returned if an error occurs, otherwise the return value is a descriptor referencing the socket.
+
+    if (sfd < 0) { perror("socket"); freeaddrinfo(res); return 1; }
+
+    if (connect(sfd, res->ai_addr, res->ai_addrlen) < 0) { perror("connect"); close(sfd); freeaddrinfo(res); return 1; }
+    freeaddrinfo(res);
+
+    /* リクエスト送信 */
+    char req[512]; // スタック領域に512byte確保
+    int reqlen = snprintf(req, sizeof req,
+        "GET /calc?query=%s HTTP/1.1\r\n"
+        "Host: localhost\r\n"
+        "Connection: close\r\n"
+        "\r\n",
+        expr);
+    write(sfd, req, reqlen);
+
+    /* レスポンス受信・表示 */
+    char buf[4096]; // スタック領域に4096byte確保、スタックはメモリ領域の名前で、取り出されると自動でその分のメモリは解放される特徴がある。free()不要
+    ssize_t n;
+    while ((n = read(sfd, buf, sizeof buf - 1)) > 0) {
+        buf[n] = '\0';
+        printf("%s", buf);
+    }
+    printf("\n");
+    close(sfd);
+    return 0;
+}