物联网嵌入式【免费下载链接】nodemcu-firmwareLua based interactive firmware for ESP8266, ESP8285 and ESP32项目地址https://gitcode.com/gh_mirrors/no/nodemcu-firmware点击查看免费下载导读本文围绕 NodeMCU 固件仓库中的docs/lua-modules/httpserver.md文档系统讲解基于纯 Lua 实现的 HTTP 1.1 服务器模块——httpserver。该模块通过简单的回调机制让开发者在 ESP8266 / ESP8285 上以极小的内存开销搭建可用的 HTTP 服务适用于传感器状态查询、设备控制接口、轻量 REST API 等 IoT 场景。读完本文你将掌握createServer的完整用法、req/res对象全部 API 的语义与限制以及请求解析、chunked 传输等底层实现原理。模块概览与加载httpserver是一个纯 Lua 编写的服务器模块源码位于 lua_modules/http/httpserver.lua由 Vladimir Dronnikov 于 2015-01-19 贡献。它基于net模块的 TCP 服务器能力以回调函数的方式处理每个 HTTP 请求官方配套示例见 lua_modules/http/http-example.lua。Require加载模块httpserver require(httpserver)Release释放模块httpserver nil package.loaded[httpserver] nil需要说明的是释放模块时务必同时清空httpserver全局变量引用和package.loaded缓存。对于 ESP8266 这类内存紧张的设备及时释放不再使用的模块能有效回收内存。注意由于httpserver内部会持有唯一的net.server实例下文源码分析会详述重复require前建议先释放旧实例。httpserver.createServer() 详解createServer是模块对外暴露的唯一入口函数负责创建并启动 HTTP 服务器。语法httpserver.createServer(port, handler(req, res))参数portHTTP 服务器监听端口号。绝大多数 HTTP 服务器监听 80 端口NodeMCU 设备通常也推荐使用 80方便客户端直接访问无需携带端口号。handler收到 HTTP 请求时被调用的回调函数。回调接收两个参数req请求对象与res响应对象。返回值返回net.server子模块对象。这意味着你可以对它调用net.server的标准方法如:close()来关闭服务器具体方法定义可参考 net 模块文档 中的net.server Module一节。从源码看 createServer 的实现从 httpserver.lua 的源码第 199-207 行可以清晰看到其内部实现local srv local createServer function(port, handler) -- NB: only one server at a time if srv then srv:close() end srv net.createServer(net.TCP, 15) -- listen srv:listen(port, http_handler(handler)) return srv end三个关键实现事实值得注意同一时刻只允许一个 HTTP 服务器实例。模块级变量srv保存了唯一服务器再次调用createServer时会先srv:close()关闭旧服务器再创建新实例。因此若你需要在不同端口提供多个服务httpserver本身并不直接支持需自行评估或改用net.createServer自行搭建。服务器超时时间固定为 15 秒。net.createServer(net.TCP, 15)中的15是 TCP 连接空闲超时单位秒。作为对照net.createServer的默认超时是 30 秒见 app/modules/net.c 第 297-306 行中timeout luaL_optlong(L, 1, 30)的实现。请求处理通过http_handler(handler)包装。该包装函数内部完成 TCP 连接事件注册、HTTP 报文解析与 req/res 对象的构建下文详述。一个完整的Hello, world!示例官方示例 http-example.lua 给出了最小可用实现require(httpserver).createServer(80, function(req, res) -- analyse method and url print(R, req.method, req.url, node.heap()) -- setup handler of headers, if any req.onheader function(self, name, value) print(H, name, value) -- E.g. look for content-type header, -- setup body parser to particular format -- if name content-type then -- if value application/json then -- req.ondata function(self, chunk) ... end -- elseif value application/x-www-form-urlencoded then -- req.ondata function(self, chunk) ... end -- end -- end end -- setup handler of body, if any req.ondata function(self, chunk) print(B, chunk and #chunk, node.heap()) if not chunk then -- reply res:send(nil, 200) res:send_header(Connection, close) res:send(Hello, world!\n) res:finish() end end -- or just do something not waiting till body (if any) comes --res:finish(Hello, world!) --res:finish(Salut, monde!) end)该示例展示了三种典型响应策略完整流程注册req.onheader与req.ondata在收到完整 bodychunk为nil时后调用res:sendres:send_headerres:finish组合响应不等待 body 直接响应注释中给出了res:finish(Hello, world!)的写法适用于无需解析请求体的场景如纯 GET 请求响应多语言文本res:finish(Salut, monde!)展示了向不同客户端返回不同内容的思路。示例中通过node.heap()打印可用堆内存便于在 ESP8266 上调试内存占用情况。请求对象 req 详解回调函数的第一个参数req是请求对象从 httpserver.lua 第 14-20 行可以看到它的构建方式local make_req function(conn, method, url) return { conn conn, method method, url url, } endreq.connnet.socket子模块对象。强烈建议不要对该对象调用:on或:send方法——因为httpserver内部已经接管了该 socket 的receive、sent、disconnection等事件回调外部干预会破坏其解析与发送逻辑详见下文 fifosock 与事件处理分析。req.method请求方法字符串如GET、POST。从源码第 158 行可以看出解析正则^([A-Z]) (.-) HTTP/1.1$会提取大写的请求方法注意该实现只匹配 HTTP/1.1 版本的请求行HTTP/1.0 请求将无法被识别。req.url请求的 URL 路径字符串如/、/sensor/temperature。它通过同一正则中的(.-)捕获。req.onheader将函数赋值给该字段后每当解析出 HTTP 头部如content-type时该函数被调用。回调签名为function(self, name, value)selfreq对象本身name头部名称总是被转换为小写源码第 173 行k k:lower()value头部值字符串。一个实用场景是根据content-type头部决定如何解析请求体这正是示例代码注释中给出的模式req.onheader function(self, name, value) if name content-type then if value application/json then req.ondata function(self, chunk) -- JSON 流式解析 end elseif value application/x-www-form-urlencoded then req.ondata function(self, chunk) -- 表单解析 end end end endreq.ondata将函数赋值给该字段后每当请求体数据可用时被调用。回调签名为function(self, chunk)selfreq对象本身chunk请求体数据片段。当所有数据接收完毕后会额外调用一次且chunk为nil这是通知应用层请求体已完整接收的信号。从源码第 124-137 行的 body 处理逻辑可以看出nil信号触发的精确条件local body_len 0 local ondata function(_, chunk) if not req or not req.ondata then return end req:ondata(chunk) body_len body_len #chunk if body_len cnt_len then req:ondata() -- 调用一次 chunk 为 nil 的收尾回调 end end即只有当累计收到的 body 字节数达到Content-Length头声明的长度时才会触发req:ondata()chunk 为 nil。而cnt_len来自内部 header 解析中对content-length头的读取源码第 112-114 行。这意味着对于没有 body 的 GET 请求req.ondata也可能在请求头解析完成后被调用一次——因为ondata(connection, buf)会被喂入缓冲区的剩余内容源码第 180-182 行随后body_len(0) cnt_len(0)立即成立触发 nil 收尾回调。因此即使响应一个简单 GET 请求也建议注册req.ondata以捕获这一收尾信号或采用res:finish(...)直接响应、不依赖 body 流程。对于expect: 100-continue请求头内部解析器会自动先回复HTTP/1.1 100 Continue源码第 115-117 行再继续接收 body这一细节对客户端行为透明的实现无需应用层干预。响应对象 res 详解回调函数的第二个参数res是响应对象包含三个函数成员send、send_header、finish。它们由 httpserver.lua 第 25-76 行的make_res构建。res:send(self, data, [response_code])向客户端发送数据。selfres对象本身data要发送的数据可为nilresponse_codeHTTP 响应码如200默认、404。注意多次调用中只有第一次传入的 response_code 生效后续传入的将被忽略。从源码第 26-50 行可以剖析send的完整行为local send function(self, data, status) if self.send_header then csend(HTTP/1.1 ) csend(tostring(status or 200)) csend( OK\r\n) -- we use chunked transfer encoding, to not deal with Content-Length self:send_header(Transfer-Encoding, chunked) end if data then if self.send_header then self.send_header nil csend(\r\n) end -- chunked transfer encoding csend((%X\r\n):format(#data)) csend(data) csend(\r\n) end end几个重要的实现事实首次调用send时会自动发出状态行HTTP/1.1 code OK\r\n并自动附带Transfer-Encoding: chunked响应头。因此你无需手动发送状态行。响应采用 chunked 传输编码每个data片段前会发送以十六进制表示的字节长度%X格式化片段后跟\r\n。这样服务器无需预先计算Content-Length非常适合流式或分片发送但客户端必须支持 HTTP/1.1 chunked 解析。发送 body 后send_header会被置为 nil源码中self.send_header nil标志着头部阶段结束此时若再调用send_header将得到 nil 错误——这与文档中数据发送后 send_header 不可用的说明一致。因此必须先发完所有响应头再发送 body。状态行固定使用 OK 文本无论传入 404 还是其他状态码状态文本始终是OK源码注释TODO: real HTTP status code/name table表明这是一处简化实现。res:send_header(self, header_name, header_data)向客户端发送单个 HTTP 响应头。selfres对象本身header_name头部名称header_data头部值。源码第 52-58 行的实现非常朴素直接以名称: 值\r\n的格式写入 socket。这意味着该方法不会做任何校验或自动换行处理并且必须在send发送 body 之前调用发送后该字段为 nil。例如res:send(nil, 200) res:send_header(Connection, close) res:send(Hello, world!\n)注意上例中先send(nil, 200)是为了触发状态行与Transfer-Encoding头的输出之后send_header仍可用因为 data 为 nil 时send_header不会被置 nil再send(...)才真正结束头部阶段并输出 body。示例源码中注释 TODO: req.send should take care of response headers! 也点明了这一设计意图。res:finish([data[, response_code]])结束finalize当前请求连接可选择性地附带数据与状态码。data连接结束时可选发送的数据response_codeHTTP 响应码规则与send相同仅第一次生效。源码第 60-69 行揭示了finish的底层动作local finish function(self, data, status) if data then self:send(data, status) end -- finalize chunked transfer encoding csend(0\r\n\r\n) -- close connection cfini() end即若传入data先经由send发送随后发送 chunked 传输结束标记0\r\n\r\n最后调用cfini()关闭连接。cfini的实现源码第 96-102 行会将关闭动作作为 fifosock 队列中的函数回调执行——先解绑sent事件再conn:close()最后清理接收/断开事件并触发collectgarbage(collect)回收内存。这种排队关闭的设计保证了关闭前所有已入队的数据都已发送完毕。推荐的收尾用法是完成所有send_header与send后调用res:finish()不带参数来发送 chunked 结束标记并关闭连接。底层机制fifosock 发送队列与事件驱动解析httpserver的高效性建立在两个仓库基础模块之上理解它们有助于排查发送顺序、内存占用等问题。fifosock有序、低内存的发送包装从 httpserver.lua 第 83 行可见local csend (require fifosock).wrap(conn)所有响应数据并非直接conn:send而是通过 lua_modules/fifo/fifosock.lua 的wrap包装后有序发送。fifosock的作用是保证发送顺序TCP 上后发的数据绝不先于先发的数据通过合并小字符串、将大字符串切片入队减少报文数量与内存峰值支持将函数入队用于在数据发送完毕后再执行动作——finish中的关闭连接正是利用了这一特性。fifosock文档docs/lua-modules/fifosock.md特别提醒包装后 socket 与包装器之间会形成循环引用若连接已无用途必须在disconnection回调中sock:on(sent, nil)并清空ssend引用以打破循环否则常规垃圾回收无法回收废弃的包装 socket。httpserver内部在ondisconnect源码第 89-94 行中已解绑所有事件并执行 GC这也再次说明不要自行调用req.conn:on(...)以免破坏这一清理流程。请求解析逐行消费缓冲区的有限状态机http_handler返回的连接回调源码第 81-194 行构成了一个轻量请求解析器所有到达数据先拼接进buf再按\r\n逐行提取源码第 139-152 行首行用^([A-Z]) (.-) HTTP/1.1$解析出method与url随即构建req、res并立即调用应用层handler(req, res)源码第 158-166 行——这意味着你的 handler 在请求头尚未完整收到时就会被调用所以必须在req.onheader/req.ondata中注册后续处理后续非空行按^([%w-]):%s*(.)解析头部名称转小写后交给onheader源码第 168-175 行遇到空行表示头部结束此时将receive事件从onreceive切换到ondata并把缓冲区剩余内容作为 body 的首块喂入源码第 177-187 行。这套先回调、后解析完的设计使得req.onheader、req.ondata必须在 handler 返回前赋值才能生效——这是使用本模块最容易踩的坑。底层支撑net 模块的 TCP 服务器createServer最终调用net.createServer(net.TCP, 15)与srv:listen(port, handler)。net.createServer的 C 实现位于 app/modules/net.c第 297-306 行其 Lua 层 API含net.server:close()、server:listen()等见 net 模块文档。如果你想在此基础上定制例如修改超时、限制并发连接数可以参照httpserver.lua的写法自行基于net.createServer构建。实战场景与注意事项典型场景一GET 请求返回 JSON 数据httpserver require(httpserver) httpserver.createServer(80, function(req, res) print(R, req.method, req.url, node.heap()) if req.method GET then -- 不等待 body直接返回 JSON res:finish({status:ok,heap: .. node.heap() .. }) else req.ondata function(self, chunk) if not chunk then res:send(nil, 400) res:finish() end end end end)典型场景二POST 接收表单数据req.onheader function(self, name, value) if name content-type and value application/x-www-form-urlencoded then req.ondata function(self, chunk) if chunk then -- 累计接收 body 片段注意内存 else res:send(nil, 200) res:send_header(Connection, close) res:send(received\n) res:finish() end end end end使用注意事项清单单实例限制httpserver同一时间仅维护一个 TCP 服务器重复createServer会关闭旧实例仅支持 HTTP/1.1请求行必须匹配HTTP/1.1HTTP/1.0 客户端请求无法解析响应头必须在 body 之前发送send发送实际数据后send_header变为 nilbody 完整信号req.ondata中chunk nil表示 body 已按Content-Length收齐无 body 时也会触发不要碰 req.conn不要对req.conn调用:on/:send避免破坏 fifosock 发送队列与事件解绑清理逻辑内存管理在大 body 或并发场景下关注node.heap()ESP8266 内存紧张时可利用 chunked 特性分片发送、避免一次性构造大字符串响应码文本固定状态文本始终为 OK如 404 也显示 404 OK属已知简化对绝大多数客户端无影响。延伸阅读官方完整示例lua_modules/http/http-example.lua模块源码实现lua_modules/http/httpserver.lua发送队列底层依赖docs/lua-modules/fifosock.md 与 lua_modules/fifo/fifosock.lua通用 FIFO 机制docs/lua-modules/fifo.md底层 TCP 服务器 APIdocs/modules/net.md 及 C 实现 app/modules/net.c赞分享物联网嵌入式【免费下载链接】nodemcu-firmwareLua based interactive firmware for ESP8266, ESP8285 and 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