从20行代码理解HTTP服务器：用原始Socket揭开Web协议的神秘面纱

本文通过一个仅20行的C#代码示例，深入讲解HTTP服务器如何工作，帮助你理解浏览器和服务器之间的通信本质。

引言：HTTP的真相

当我们每天使用浏览器访问网站时，是否曾思考过背后发生了什么？浏览器和服务器之间到底在交流什么？今天，我将用最精简的代码（仅20行！）展示HTTP服务器的核心原理，并逐步扩展为一个功能完整的服务器。
核心代码：20行的HTTP服务器

1. using System.Net;
2. using System.Net.Sockets;
3. using System.Text;
5. class CoreHttpServer
6. {
7.     static void Main()
8.     {
9.         // 1. 创建TCP监听器
10.         TcpListener server = new TcpListener(IPAddress.Any, 9011);
11.         server.Start();
12.         Console.WriteLine("服务器启动...");
14.         while (true)
15.         {
16.             // 2. 接受连接
17.             TcpClient client = server.AcceptTcpClient();
18.             
19.             // 3. 读取请求
20.             NetworkStream stream = client.GetStream();
21.             byte[] buffer = new byte[1024];
22.             int bytes = stream.Read(buffer, 0, buffer.Length);
23.             
24.             // 4. 构建响应
25.             string html = "<h1>Hello Socket!</h1><p>原始HTTP</p>";
26.             string response =
27.                 "HTTP/1.1 200 OK\r\n" +
28.                 "Content-Type: text/html\r\n" +
29.                 $"Content-Length: {Encoding.UTF8.GetByteCount(html)}\r\n" +
30.                 "\r\n" + html;
31.             
32.             // 5. 发送响应
33.             byte[] data = Encoding.UTF8.GetBytes(response);
34.             stream.Write(data, 0, data.Length);
35.             
36.             client.Close();
37.         }
38.     }
39. }

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这20行代码包含了HTTP服务器的一切本质！让我们逐行解析：
第一行：建立TCP连接通道

1. TcpListener server = new TcpListener(IPAddress.Any, 9011);

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这行代码创建了一个TCP监听器，就像是开了一家商店，门牌号是9011：

• IPAddress.Any：监听所有网络接口
  
• 9011：端口号，服务器的"门牌号"
  

关键理解：HTTP建立在TCP之上。TCP是"可靠传输管道"，HTTP是"管道中传输的文本协议"。
第二行：等待客户上门

1. TcpClient client = server.AcceptTcpClient();

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当浏览器访问 http://localhost:9011 时：

• 浏览器建立TCP连接到端口9011
  
• AcceptTcpClient() 接受这个连接
  
• 返回一个 TcpClient 对象，代表这个连接通道
  

第三行：接收浏览器的"订单"

1. NetworkStream stream = client.GetStream();
2. byte[] buffer = new byte[1024];
3. int bytes = stream.Read(buffer, 0, buffer.Length);

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这里发生了以下事情：

1. 浏览器发送的原始文本：
2. GET / HTTP/1.1\r\n
3. Host: localhost:9011\r\n
4. User-Agent: Mozilla/5.0\r\n
5. Accept: text/html\r\n
6. \r\n

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注意最后的 \r\n\r\n（空行），这是HTTP协议规定的：头部结束的标记。
第四行：准备"商品"（构建响应）

1. string html = "<h1>Hello Socket!</h1><p>原始HTTP</p>";
2. string response =
3.     "HTTP/1.1 200 OK\r\n" +
4.     "Content-Type: text/html\r\n" +
5.     $"Content-Length: {Encoding.UTF8.GetByteCount(html)}\r\n" +
6.     "\r\n" + html;

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HTTP响应由三部分组成：
1. 状态行：HTTP/1.1 200 OK

• HTTP/1.1：协议版本
  
• 200：状态码（成功）
  
• OK：状态描述
  

2. 响应头部

• Content-Type: text/html：告诉浏览器这是HTML
  
• Content-Length: ...：告诉浏览器内容有多长（至关重要！）
  

3. 空行分隔

• \r\n：必须的空行，分隔头部和正文
  

4. 响应正文

• HTML内容
  

第五行：发送"商品"给客户

1. byte[] data = Encoding.UTF8.GetBytes(response);
2. stream.Write(data, 0, data.Length);
3. client.Close();

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文本 → 字节 → 通过网络发送 → 关闭连接。完整的一次HTTP交互完成！
从20行到完整服务器

现在，让我们基于这20行核心代码，构建一个功能更完整的服务器：
1. 添加请求解析

1. // 解析浏览器请求的路径
2. string requestText = Encoding.UTF8.GetString(buffer, 0, bytes);
3. string[] lines = requestText.Split("\r\n");
4. string requestLine = lines[0];
5. string[] parts = requestLine.Split(' ');
6. string path = parts.Length > 1 ? parts[1] : "/";

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这样我们就可以知道用户请求的是 /、/about 还是其他路径。
2. 根据路径返回不同内容

1. string html;
2. if (path == "/")
3. {
4.     html = "<h1>主页</h1>";
5. }
6. else if (path == "/about")
7. {
8.     html = "<h1>关于页面</h1>";
9. }
10. else
11. {
12.     html = "<h1>404 - 页面未找到</h1>";
13. }

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3. 添加文件读取功能

这是从内存响应到文件系统的关键跨越：
[code]static string ReadHtmlFile(string fileName){    try    {        // 检查文件是否存在        if (!File.Exists(fileName))        {            throw new FileNotFoundException();        }                // 读取文件内容        string content = File.ReadAllText(fileName, Encoding.UTF8);        Console.WriteLine($"
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