《手写 C++ Web 服务器》：业务逻辑、Cookie 与 Session 管理

2026年3月12日 103点热度 0人点赞 0条评论

在上一篇文章中，我们搭建了 C++ Web 服务器的基础骨架，包括 TCP 监听、异步 Session 管理、HTTP 请求解析以及简单响应发送。这些是服务器的基础能力，但真正的 Web 服务并不仅仅是“接收请求-返回响应”。一个成熟的服务器必须能够：

处理复杂业务逻辑
管理用户状态（如登录、购物车等）
保证请求可追踪性和安全性
支持多种内容类型和请求体格式

本篇文章将详细介绍我在开源项目 asio_web_service 中实现的 业务逻辑处理、Cookie 与 Session 管理机制，让服务器能够支持真实 Web 应用的功能。

一、业务逻辑框架设计

为了让服务器能够处理多样化业务请求，我设计了一个 集中式业务逻辑管理框架：

std::map<HttpMethod, std::map<std::string, FunctionPtr>> business_logic::function_map = {
    {HttpMethod::GET, {}},
    {HttpMethod::POST, {}},
    ...
};

这里使用了 静态映射表，根据 HTTP 方法（GET、POST 等）和 URI 路径映射到对应的处理函数。

1. 为什么用静态映射表？

可扩展性：新增业务逻辑时，只需要注册一个函数，而不改核心框架
解耦核心和业务：服务器核心只负责网络和 IO，业务逻辑完全独立
统一调度：请求到来时只需根据方法和 URI 查表即可执行对应函数，效率高

注册业务逻辑非常简单，例如：

business_logic::register_handle(HttpMethod::GET, "/hello", [](const http_request_struct &req
{
    return http_response_struct("Hello World", ContentType::TEXT_PLAIN);
});

这行代码就完成了一个 /hello GET 请求的业务处理函数注册。

二、Session 管理与 Cookie

1. Session 的概念

Web 是无状态协议，每次 HTTP 请求都是独立的。为了跟踪用户状态，我们必须在服务器端维护一个 Session。

在 business_logic 中，我使用：

std::map<std::string, std::map<std::string, std::string >> business_logic::session_map;

key：session_id（UUID 字符串）
value：用户数据映射，如登录状态、临时信息等

2. 创建 Session

当客户端首次访问服务器时，如果没有携带 session Cookie，服务器会创建新的 Session：

std::string business_logic::create_session_map() {
    boost::uuids::uuid uuid = boost::uuids::random_generator()();
    std::string uuidStr = boost::uuids::to_string(uuid);
    session_map[uuidStr] = {}; // 初始化空的 session 数据
    return uuidStr;
}

这里使用 Boost UUID 保证每个 Session 唯一，防止冲突。新 Session 会在响应中通过 Set-Cookie 返回给客户端，客户端保存 Cookie 后，下次请求即可带上 Session ID。

3. 获取 Session

如果客户端请求中已经带了 Cookie，服务器直接使用对应 Session：

if (cookie_map.find("session") == cookie_map.end()) {
    session_id = business_logic::create_session_map();
} else {
    session_id = cookie_map["session"];
}

这样，每个客户端的请求都能访问自己独立的 Session 数据，确保状态隔离。

三、Cookie 的处理

1. 解析客户端 Cookie

HTTP 请求头中包含 Cookie，我们需要解析并存储到映射表：

auto header_cookie = headers.find("Cookie");
if (header_cookie != headers.end()) {
    std::vector<string> cookie_vec;
    boost::split(cookie_vec, header_cookie->second, boost::is_any_of(";"));
    for (const auto &item : cookie_vec) {
        std::vector<string> cookie;
        boost::split(cookie, item, boost::is_any_of("="));
        cookie_map[cookie[0]] = cookie[1];
    }
}

支持多 Cookie
每个 Cookie 会被拆解为 key-value，并存入 cookie_map

2. 设置 Cookie

如果服务器生成了新的 Session，需要在响应中设置 Set-Cookie：

if (self->request.cookie.find("session") == cookie_map.end()) {
    self->response.cookie["session"] = session_id;
}

然后在写入 HTTP 响应时拼接：

if (!cookie.empty()) {
    std::ostringstream oss;
    for (const auto &item: cookie) {
        oss << item.first << "=" << item.second << ";";
    }
    oss.str().pop_back(); // 去掉最后的分号
    headers["Set-Cookie"] = oss.str();
}

浏览器收到后自动存储 Cookie，下一次请求时带上，服务器即可识别用户身份。

四、请求体解析与业务处理

1. 根据 Content-Type 解析请求体

不同业务可能发送 JSON、XML 或表单数据。Session 在接收请求后，会根据 Content-Type 自动解析：

switch (contentType) {
    case ContentType::APPLICATION_JSON:
        boost::property_tree::read_json(stringstream, self->request.ptree);
        break;
    case ContentType::APPLICATION_XML:
        boost::property_tree::read_xml(stringstream, self->request.ptree);
        break;
}

2. 支持 multipart/form-data

对于文件上传或复杂表单数据，解析逻辑如下：

self->request.form_data[field_name] = value;

这样，无论是文本字段还是文件字段，都能被统一存储在 form_data 映射中，业务函数直接读取即可。

3. 调用业务函数

解析完请求参数和内容后，交给 business_logic 统一处理：

self->response = business_logic::process_request(self->request);

如果 URI 对应函数存在，直接调用
否则尝试返回静态文件（GET 请求）
不存在则返回 404

五、写响应与 Cookie 返回

在 Session::do_write() 中：

构建响应头
拼接 Set-Cookie
写入客户端

boost::asio::async_write(client_socket_, boost::asio::buffer(response_str),
    [self = shared_from_this()](std::error_code ec, std::size_t length) {
        if (!ec) {
        } else {
            std::cerr << "write to remote server error: " << ec.message() << std::endl;
        }
    });

异步写入保证了高并发性能。