c websocket 服务器

在当今数字化时代，WebSocket 技术作为一种高效的实时通信协议，正逐渐改变着网络应用的交互方式，C语言作为底层开发语言，其高性能和灵活性使其成为实现 WebSocket 服务器的理想选择，本文将深入探讨如何使用 C 语言构建 WebSocket 服务器，从基本原理到实践应用，为开发者提供全面的指导。

WebSocket 协议

WebSocket 是一种在单个 TCP 连接上进行全双工通信的网络技术，它允许服务器主动向客户端推送信息，而无需客户端发送请求，与传统的 HTTP 协议相比，WebSocket 提供了更低的延迟和更高的传输效率，特别适用于需要实时数据更新的场景，如在线游戏、股票交易系统、实时聊天应用等。

C 语言实现 WebSocket 服务器的原理

1、套接字编程基础：在 C 语言中，使用套接字（socket）进行网络编程是实现 WebSocket 服务器的基础，需要创建一个监听套接字，绑定到指定的端口，并开始监听来自客户端的连接请求，当有客户端连接到来时，通过accept 函数接受连接，并创建一个新的套接字用于与该客户端进行通信。

2、HTTP 握手：WebSocket 协议是建立在 HTTP 协议之上的，因此建立 WebSocket 连接的第一步是进行 HTTP 握手，客户端发送一个特殊的 HTTP 请求，其中包含Upgrade: websocket 头字段和Sec-WebSocket-Key，服务器接收到请求后，验证请求的合法性，并生成一个响应，其中包含Sec-WebSocket-Accept 头字段，其值是对客户端的Sec-WebSocket-Key 加上一个固定的 GUID（"258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11"），然后进行 SHA-1 哈希计算，并将结果进行 Base64 编码得到的。

3、数据帧处理：一旦 WebSocket 连接建立成功，接下来就是数据的收发过程，WebSocket 协议定义了多种类型的数据帧，包括文本帧、二进制帧、关闭帧等，服务器需要能够解析这些数据帧，并根据帧的类型进行相应的处理。

4、消息传递：对于文本帧和二进制帧，服务器需要读取帧中的有效负载数据，并根据业务逻辑进行处理，在一个聊天应用中，服务器可能需要将接收到的消息广播给所有连接的客户端，对于关闭帧，服务器需要正确处理连接的关闭过程，释放相关资源。

示例代码

以下是一个简单的 C 语言实现的 WebSocket 服务器示例，仅展示了基本的框架和关键步骤：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <openssl/sha.h>
#define PORT 8080
#define BUFFER_SIZE 1024
// 简单的 SHA-1 哈希函数封装
void sha1_hash(const char *input, char output[41]) {
    unsigned char hash[SHA_DIGEST_LENGTH];
    SHA1((unsigned char*)input, strlen(input), hash);
    for (int i = 0; i < SHA_DIGEST_LENGTH; i++) {
        sprintf(output + (i * 2), "%02x", hash[i]);
    }
    output[40] = '