手把手教你 用C++实现一个 可持久化 的http_server

前言

本文介绍一个有趣的 通过C++实现的 持久化的http_server demo，这样我们通过http通信之后的数据可以持久化存储，即使server挂了，数据也不会丢失。我们的http_sever 也就能够真正得作为一个后端server了。

本身持久化这个能力是数据库提供的，像通用的http交互数据都会通过SQL server或者MySQL这样的存储系统来存储关系型数据，而这里我只是调度了一个单机存储引擎作为持久化存储。

主要用到的一些技术：

1. mongoose C语言 网络通信库，在此库基础上实现了一个C++的httpserver
2. Rocksdb 单机存储引擎，作为持久化通信数据的存储。
3. 通过模版工厂来优雅得创建http url 和 对应其操作的实现。

代码地址：PersistentHttpserver

实现过程

1. HTTPSERVER C++封装

这里mongoose的通信库基本都已经实现了http应用层及以下的通信接口的封装，包括接受http协议的数据并解析或者封装成http请求并发送，我这里需要做的仅仅是做一些接口调用使用C++实现就可以了。

基本接口如下：

class HttpServer {public:HttpServer() {}~HttpServer() {Close();if (kv_engine_) {delete kv_engine_;kv_engine_	= nullptr;}}void Init(const std::string &port); // Init some variablebool Start(); // Start a http server with a portbool Close();// Send a message as a http requeststatic void SendHttpRsp(mg_connection *connection, std::string rsp);static mg_serve_http_opts s_server_option;static KVEngine *kv_engine_; // For persistent the dataprivate:// Listen the event on the portstatic void OnHttpEvent(mg_connection *connection, int event_type,void *event_data);// Handle the http request with the definite url.static void HandleHttpEvent(mg_connection *connection,http_message *http_req);std::string m_port_;mg_mgr m_mgr_;
};

2. Rocksdb单机引擎使用

大家需要高级功能可以扩展，这里仅仅是使用了一些基本的接口调度起了rocksdb

#pragma once#include <iostream>
#include <string>#include "rocksdb/db.h"
#include "rocksdb/options.h"class KVEngine {public:KVEngine(std::string path) : path_(path) {}~KVEngine() {if (db_) {delete db_;db_ = nullptr;}}void Init() {opt_.create_if_missing = true;if (Open() != "ok") {std::cout << "Open db failed " << std::endl;}}std::string Open() {auto s = rocksdb::DB::Open(opt_, path_, &db_);if (!s.ok()) {return s.ToString();}return "ok";}std::string Get(const std::string& key) {if (nullptr == db_) {return "db_ is nullptr, please init it.";}std::string tmp_val;auto s = db_->Get(rocksdb::ReadOptions(), key, &tmp_val);if (!s.ok()) {return "not ok";}return tmp_val;}std::string Put(const std::string& key, const std::string& val) {if (nullptr == db_) {return "db_ is nullptr, please init it.";}auto s = db_->Put(rocksdb::WriteOptions(), key, val);if (!s.ok()) {std::cout << "Put failed " << s.ToString() << std::endl;return s.ToString();}return "ok";}private:std::string path_;rocksdb::DB* db_;rocksdb::Options opt_;
}

3. 模版工厂来创建 url 及其 handler

通过如下模版工厂，我们后续增加更多的URL的时候，不需要更改httpserver.cpp源码 ，仅仅需要增加一个扩展类 及其 实现，并将这个映射添加到全局映射表中就可以了。

template <class OperationType_t>
class OperationRegister {
public:virtual OperationType_t* CreateOperation(const std::string& op_name, mg_connection* conn, http_message* hm) = 0;protected:OperationRegister() = default;virtual ~OperationRegister() = default;
};// Factory class template
template <class OperationType_t>
class OperationFactory {
public:// Single pattern of the factorystatic OperationFactory<OperationType_t>& Instance() {static OperationFactory<OperationType_t> instance;return instance;}void RegisterOperation(const std::string& op_name,mg_connection* conn, http_message* hm,OperationRegister<OperationType_t>* reg) {operationRegister[op_name] = reg;}OperationType_t* GetOperation(const std::string& op_name,mg_connection* conn, http_message* hm) {if (operationRegister.find(op_name) != operationRegister.end()) {return operationRegister[op_name]->CreateOperation(op_name, conn, hm);}return nullptr;}private:// We don't allow to constructor, copy constructor and align constructorOperationFactory() = default;~OperationFactory() = default;OperationFactory(const OperationFactory&) = delete;const OperationFactory& operator= (const OperationFactory&) = delete;std::map<std::string, OperationRegister<OperationType_t>* > operationRegister;
};// An template class to create the detail Operation
template <class OperationType_t, class OperationImpl_t>
class OperationImplRegister : public OperationRegister<OperationType_t> {
public:explicit OperationImplRegister(const std::string& op_name, mg_connection* conn, http_message* hm) {OperationFactory<OperationType_t>::Instance().RegisterOperation(op_name, conn, hm, this);}OperationType_t* CreateOperation(const std::string& op_name, mg_connection* conn, http_message* hm) {return new OperationImpl_t(op_name, conn, hm);}
};

后续仅仅需要将对应的URL 字符串 及其实现类添加到如下映射表中就可以了。

// Register all the http request's input string and their Class pointer.
void InitializeAllOp(mg_connection* conn, http_message* hm) {static bool initialize = false;if (!initialize) {static OperationImplRegister<Url, GetValue>getValue("/test/getvalue", conn, hm);static OperationImplRegister<Url, SetValueUrl>setValue("/test/setvalue", conn, hm);static OperationImplRegister<Url, RouteUrl>routeUrl("/", conn, hm);initialize = true;}
}

我们在实际HandleHttpEvent逻辑中就不需要做任何更改，十分友好得提升了代码得可扩展性。

void HttpServer::HandleHttpEvent(mg_connection *connection, http_message *http_req) {std::string req_str = std::string(http_req->message.p, http_req->message.len);std::string url = std::string(http_req->uri.p, http_req->uri.len);InitializeAllOp(connection, http_req);// Register the operation for the urlauto *judge = new JudgeOperation(connection, http_req);auto res = judge->Judge(url);if (res != "ok") {SendHttpRsp(connection, res);}
}

关于模版工厂的细节可以参考：C++ 通过模版工厂实现 简单反射机制

编译及使用

1. 编译

编译之前需要确保测试环境已经成功安装了rocksdb。

git clone https://github.com/BaronStack/PersistentHttpserver.git
cd PersistentHttpserver
make httpserver

rocksdb的on mac安装：brew install rocksdb

rocksdb的on linux安装：rocksdb-Install

2. 使用

• 第一个console : ./httpserver

• 第二个console:

  ╰─$ curl -d "value=firstvalue" 127.0.0.1:7999/test/setvalue
  { "result": ok }
  

  设置了一个数值之后可以看到httpserver运行的目录处 生成了一个db目录:

  db
  |-- 000010.sst
  |-- 000013.sst
  |-- 000016.sst
  |-- 000019.sst
  |-- 000025.sst
  |-- 000030.log
  |-- CURRENT
  |-- IDENTITY
  |-- LOCK
  |-- LOG
  |-- MANIFEST-000029
  |-- OPTIONS-000029
  `-- OPTIONS-000032
  

  停止第一个./httpserver 进程，重新运行，在第二个终端再此输入获取数据的请求命令

  ╰─$ curl -d "value=firstvalue" 127.0.0.1:7999/test/getvalue
  { "result": firstvalue }
  

  可以看到能够获取到重启server之前的数据。

有了针对HTTP-SERVER的持久化能力和友好的可扩展性代码，那我就可以持续玩一些有持久化能力的用户需求了。

当然实际中的httpserver请求上层的封装到底层的存储服务都会复杂千万倍，正真能够支持分布式一致性服务的底层存储 不论是newSQL还是NoSQL都会是非常复杂的实现过程。