13.HTTP协议

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2023-12-01

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背景介绍

HTTP 协议是互联网上应用最为广泛的一种网络协议，越来越多的应用程序需要直接通过 HTTP 协议来访问网络资源。webclient 是 RT-Thread 上实现的一个 HTTP 客户端，用来提供高效且功能丰富的 HTTP 客户端编程工具包。

这个教程展示了如何利用 HTTP 协议获取天气，我们是使用 webclient 这个工具包实现的。

准备工作

开启 WebClient 软件包

webclient 是一个 HTTP 协议的客户端工具，利用这个工具可以完成与 HTTP 服务器的通信。

打开 Env 工具输入 menuconfig 按照下面的路径开启 WebClient 软件包

RT-Thread online packages
    IoT - internet of things  --->
        [*] WebClient: A webclient package for rt-thread  --->

WebClient 软件包的配置如下所示

webclient 配置

Eable support tls protocol：开启加密传输
Enable webclient GET/POST samples：开启 webclient 的 GET/POST 示例程序
version (latest) --->：选择版本

开启 cJSON 软件包

因为服务器返回的天气信息是 JSON 格式的，所以我们用了一个用 C 语言实现的 JSON 解析库。

打开 Env 工具输入 menuconfig 按照下面的路径开启 cJSON 软件包

RT-Thread online packages
    IoT - internet of things  --->
        [*]  cJSON: Ultralightweight JSON parser in ANSI C  --->

cJSON 软件包的配置保持默认即可

开启 cJSON

version (v1.0.2) --->：选择版本

获取示例代码

RT-Thread samples 软件包中中已有一份该示例代码 httpclient.c，可以通过 Env配置将示例代码加入到项目中。

 RT-Thread online packages  --->
     miscellaneous packages  --->
         samples: RT-Thread kernel and components samples  --->
             a network_samples package for rt-thread  --->
                 [*] [network] http client

示例代码文件

/*
* 程序清单：利用 http client 获取天气
 *
 * 这是一个利用 http client 获取天气的例程
 * 导出 weather 命令到控制终端
 * 命令调用格式：weather
 * 无参数
 * 程序功能：作为一个 http 客户端，通过 GET 方法与远方服务器通信，获取到服务器传来的天气信息
*/

#include <webclient.h>  /* 使用 HTTP 协议与服务器通信需要包含此头文件 */
#include <sys/socket.h> /* 使用BSD socket，需要包含socket.h头文件 */
#include <netdb.h>
#include <cJSON.h>
#include <finsh.h>

#define GET_HEADER_BUFSZ        1024        //头部大小
#define GET_RESP_BUFSZ          1024        //响应缓冲区大小
#define GET_URL_LEN_MAX         256         //网址最大长度
#define GET_URI                 "http://mobile.weather.com.cn/data/sk/%s.html" //获取天气的 API
#define AREA_ID                 "101021300" //上海浦东地区 ID

/* 天气数据解析 */
void weather_data_parse(rt_uint8_t *data)
{
    cJSON *root = RT_NULL, *object = RT_NULL, *item = RT_NULL;

    root = cJSON_Parse((const char *)data);
    if (!root)
    {
        rt_kprintf("No memory for cJSON root!\n");
        return;
    }
    object = cJSON_GetObjectItem(root, "sk_info");

    item = cJSON_GetObjectItem(object, "cityName");
    rt_kprintf("\ncityName:%s ", item->valuestring);

    item = cJSON_GetObjectItem(object, "temp");
    rt_kprintf("\ntemp    :%s ", item->valuestring);

    item = cJSON_GetObjectItem(object, "wd");
    rt_kprintf("\nwd      :%s ", item->valuestring);

    item = cJSON_GetObjectItem(object, "ws");
    rt_kprintf("\nws      :%s ", item->valuestring);

    item = cJSON_GetObjectItem(object, "sd");
    rt_kprintf("\nsd      :%s ", item->valuestring);

    item = cJSON_GetObjectItem(object, "date");
    rt_kprintf("\ndate    :%s", item->valuestring);

    item = cJSON_GetObjectItem(object, "time");
    rt_kprintf("\ntime    :%s \n", item->valuestring);

    if (root != RT_NULL)
        cJSON_Delete(root);
}
void weather(int argc, char **argv)
{
    rt_uint8_t *buffer = RT_NULL;
    int resp_status;
    struct webclient_session *session = RT_NULL;
    char *weather_url = RT_NULL;
    int content_length = -1, bytes_read = 0;
    int content_pos = 0;

    /* 为 weather_url 分配空间 */
    weather_url = rt_calloc(1, GET_URL_LEN_MAX);
    if (weather_url == RT_NULL)
    {
        rt_kprintf("No memory for weather_url!\n");
        goto __exit;
    }
    /* 拼接 GET 网址 */
    rt_snprintf(weather_url, GET_URL_LEN_MAX, GET_URI, AREA_ID);

    /* 创建会话并且设置响应的大小 */
    session = webclient_session_create(GET_HEADER_BUFSZ);
    if (session == RT_NULL)
    {
        rt_kprintf("No memory for get header!\n");
        goto __exit;
    }

    /* 发送 GET 请求使用默认的头部 */
    if ((resp_status = webclient_get(session, weather_url)) != 200)
    {
        rt_kprintf("webclient GET request failed, response(%d) error.\n", resp_status);
        goto __exit;
    }

    /* 分配用于存放接收数据的缓冲 */
    buffer = rt_calloc(1, GET_RESP_BUFSZ);
    if(buffer == RT_NULL)
    {
        rt_kprintf("No memory for data receive buffer!\n");
        goto __exit;
    }

    content_length = webclient_content_length_get(session);
    if (content_length < 0)
    {
        /* 返回的数据是分块传输的. */
        do
        {
            bytes_read = webclient_read(session, buffer, GET_RESP_BUFSZ);
            if (bytes_read <= 0)
            {
                break;
            }
        } while (1);
    }
    else
    {
        do
        {
            bytes_read = webclient_read(session, buffer, 
                    content_length - content_pos > GET_RESP_BUFSZ ?
                            GET_RESP_BUFSZ : content_length - content_pos);
            if (bytes_read <= 0)
            {
                break;
            }
            content_pos += bytes_read;
        } while (content_pos < content_length);
    }

    /* 天气数据解析 */
    weather_data_parse(buffer);

__exit:
    /* 释放网址空间 */
    if (weather_url != RT_NULL)
        rt_free(weather_url);
    /* 关闭会话 */
    if (session != RT_NULL)
        webclient_close(session);
    /* 释放缓冲区空间 */
    if (buffer != RT_NULL)
        rt_free(buffer);
}

MSH_CMD_EXPORT(weather, Get weather by webclient);

示例代码中的 AREA_ID 是城市的代码，更换城市代码可以获取不同城市的天气。

在 msh shell 中运行示例代码

示例代码中已经将 weather 命令导出到了 msh 命令列表中，因此系统运行起来后，在 msh 命令行下输入 weather 命令即可让示例代码运行。

msh> weather

预期结果

终端会打印出一些天气信息

cityName:浦东 
temp    :25℃ 
wd      :东风 
ws      :2级 
sd      :49% 
date    :20131012
time    :15:00

注意事项

QEMU 模拟器平台由于 Env 编码格式不支持 UTF-8，会出现中文显示乱码的问题。
此程序仅为 http client 的示例程序，其中获取天气的 API 已经被弃用，实际使用时更换为其他的 API 才可获取最新的天气。

参考资料

源码 httpclient.c
《Env 用户手册》

常见问题

常见问题及解决方法。