【C++接入大模型】WinHTTP类封装：实现对话式大模型接口访问

一、类设计概述

近期准备用C++做一些大预言模型方面的开发，先期计划实现C++调用公共的大模型Web接口，因为之前没做过C++的Web开发，经验少，所以对比了一些主流的框架，包括实际测试验证。以下是Windows平台下主流C++ HTTP库的对比分析：

库名称	内置支持	第三方依赖	HTTPS支持	API复杂度	跨平台	社区活跃度	典型应用场景
WinHTTP	✅ 是（Windows SDK）	无（自动处理SSL/TLS）	✅ 原生支持（无需OpenSSL）	中等	❌ 仅Windows	中等	系统级应用、快速集成、Windows专属开发
libcurl	❌ 需手动集成	需OpenSSL/zlib等	✅ 依赖第三方库配置	高	✅ 是	高	跨平台项目、复杂协议需求
libhv	❌ 需手动集成	无（内置SSL支持）	✅ 需编译时启用	中等	✅ 是	中等	高性能网络服务、异步IO场景
Boost.Beast	❌ 需Boost库	需OpenSSL	✅ 需手动配置	高	✅ 是	高	现代C++项目、需要高度定制化
cpp-netlib	❌ 需手动集成	需Boost/Asio等	✅ 需依赖项支持	高	✅ 是	低	传统企业级应用、遗留系统维护
Poco	❌ 需手动集成	需OpenSSL	✅ 需手动配置	中等	✅ 是	中等	综合性框架需求、企业级开发
Crow	❌ 需手动集成	无（仅HTTP）	❌ 无原生支持	低	✅ 是	低	轻量级Web服务、快速原型开发

转了一圈，最终选择了Windows原生WinHTTP API实现。

选型原因分析

内置支持与零配置优势
- WinHTTP直接集成于Windows系统，无需额外安装或配置OpenSSL等依赖，避免了证书链、动态库路径等复杂问题。对于Windows专属应用，可直接调用winhttp.lib，实现"开箱即用"，也支持流式接口。
简化HTTPS开发
- WinHTTP自动处理TLS/SSL握手和证书验证（通过SECURITY_FLAG_IGNORE_*标志控制），开发者无需手动管理加密套件或协议版本，显著降低HTTPS开发门槛。
资源占用与性能平衡
- 相比libhv或Boost.Beast等跨平台库，WinHTTP在Windows环境下表现出更优的资源利用率，尤其适合对内存占用敏感的系统工具或后台服务。
API复杂度可控
- 虽然WinHTTP API较为底层，但通过封装（如您提供的SimpleHttp类）可屏蔽复杂性，同时保留对请求头、超时等关键参数的控制能力。
企业级安全合规
- WinHTTP通过微软签名验证，符合Windows安全合规要求，适合金融、政务等对供应链安全敏感的场景。

SimpleHttp核心特性

SimpleHttp 是基于 Windows WinHTTP API 封装的 C++ HTTP 客户端类，支持同步/异步 HTTP/HTTPS 请求，提供流式数据处理能力。特性包括：

自适应HTTP/HTTPS协议
支持流式传输（Streaming）
线程安全的数据队列
异常安全的资源管理
符合C++20标准的现代语法

类接口说明

公共接口说明

1. 构造函数

SimpleHttp(const std::string& home, bool https = false);

功能：初始化 WinHTTP 会话，设置基地址和协议类型
参数：
- home：服务器基地址（如 "api.example.com"）
- https：是否使用 HTTPS（默认 false）
异常：会话初始化失败时抛出 std::runtime_error

2. 析构函数

~SimpleHttp();

功能：释放所有资源，确保流式线程安全退出
行为：
- 终止流式接收线程（若有）
- 关闭所有 WinHTTP 句柄

3. GET 请求

int Get(const std::string& upath, std::string& resp, bool stream = false);

功能：发起 GET 请求
参数：
- upath：接口路径（自动拼接基地址）
- resp：同步模式下存储完整响应
- stream：是否启用流式处理（默认 false）
返回值：
- 0：成功（流式请求立即返回）
- -1：失败（异常抛出前返回）
异常：网络错误或 HTTP 状态码非 200 时抛出 std::runtime_error

4. POST 请求

int Post(const std::string& upath, const std::string& para, std::string& resp, bool stream = false);

功能：发起 POST 请求
参数：
- upath：接口路径
- para：JSON 格式请求体
- resp：同步模式下存储完整响应
- stream：是否启用流式处理
返回值：同 Get() 方法
默认头：自动添加 Content-Type: application/json（可覆盖）

5. 流式响应获取

int TryFetchResp(std::string& resp);

功能：轮询获取流式数据块
参数：resp 存储当前数据块
返回值：
- >0：数据长度
- 0：流结束
- -1：暂无数据
线程安全：通过互斥锁保护队列

6. 设置请求头

void SetHeaders(const std::unordered_map<std::string, std::string>& headers);

功能：批量设置请求头
参数：键值对映射（如 { {"Authorization", "Bearer token"} }）
合并策略：相同头字段自动合并（WINHTTP_ADDREQ_FLAG_COALESCE）

异常处理

抛出类型：std::runtime_error
典型场景：
- 网络连接失败（如 DNS 解析错误）
- 请求创建失败
- HTTP 状态码非 200
- 流式线程异常终止

流式处理工作流程

调用 Get()/Post() 时设置 stream = true
轮询调用 TryFetchResp() 获取数据
当返回 0 时终止循环

示例代码：

SimpleHttp client("https://api.example.com", true);
client.Get("/stream", response, true);std::string chunk;
do {int size = client.TryFetchResp(chunk);if (size > 0) Process(chunk);else std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(100));
} while (size != 0);

实现细节

线程管理：流式请求启动独立线程持续接收数据
资源释放：析构函数确保线程和句柄正确关闭
编码转换：内部使用 UTF-8 处理字符串（wstring2s/string2w）

限制与注意事项

仅支持 Windows 平台（依赖 WinHTTP）
流式请求需手动管理生命周期
HTTPS 默认忽略证书错误（生产环境需修改安全标志）

版本兼容性

Windows SDK：最低支持 Windows 7/Server 2008 R2
编译器：需支持 C++17

二、核心函数深度分析

封装的类比较简单，支持GET和POST请求，支持流式接口，下面对封装的每个部分逐一展开说明。

1. 构造函数

SimpleHttp(const std::string& home, bool https = false)

实现要点：

会话初始化：通过WinHttpOpen创建持久化会话，设置用户代理为"SimpleHttp/1.0"
超时控制：统一设置5秒超时（连接/发送/接收/空闲）
异常处理：会话创建失败时抛出runtime_error，包含系统错误码
协议识别：通过_isHttps标记自动区分协议类型

设计考量：

使用默认代理配置（WINHTTP_ACCESS_TYPE_DEFAULT_PROXY）提高兼容性
零初始化参数（WINHTTP_NO_PROXY_NAME）避免冗余配置

2. 析构函数

~SimpleHttp()

资源管理：

线程安全终止：通过原子变量_streamActive控制流式线程退出
句柄清理：
- 顺序关闭请求→连接→会话句柄
- 使用RAII模式确保资源释放

异常防御：

joinable()检查避免二次join导致崩溃
线程终止前设置_streamActive=false防止死锁

3. Get请求

int Get(const std::string& upath, std::string& resp, bool stream = false)

工作流程：

调用SendRequest发起GET请求
根据stream参数选择同步/异步模式
同步模式直接返回完整响应
异步模式启动子线程持续接收数据

参数设计：

upath：URL路径自动拼接基地址
stream：控制响应处理模式（内存缓冲/流式队列）

4. Post请求

int Post(const std::string& upath, const std::string& para, std::string& resp, bool stream = false)

增强特性：

自动设置Content-Type为application/json（未指定时）
支持任意格式POST数据（通过para参数）
数据长度自动计算（postData.size()）

安全机制：

使用WINHTTP_FLAG_REFRESH强制获取最新资源
HTTPS请求自动忽略证书错误（测试环境适用）

5. 流式响应获取

int TryFetchResp(std::string& resp)

队列管理：

互斥锁保护的_datas队列
三态返回值设计：
- >0：有效数据长度
- 0：流结束标记
- -1：暂无数据

性能优化：

队列首部数据优先出队（O(1)时间复杂度）
空队列时立即返回避免阻塞

6. 请求头设置

void SetHeaders(const std::unordered_map<std::string, std::string>& headers)

头处理机制：

使用WINHTTP_ADDREQ_FLAG_COALESCE自动合并重复头
支持批量添加/覆盖现有头
保留默认Content-Type设置

实现细节：

字符串转换使用UTF-8编码
头格式验证（自动添加冒号分隔符）

三、关键私有方法

1. 核心请求处理

int SendRequest(const std::wstring& method, ...)

多阶段处理：

连接建立：WinHttpConnect创建目标服务器连接
请求创建：WinHttpOpenRequest配置请求方法/路径
安全设置：HTTPS请求忽略证书错误
头注入：遍历_headers容器添加自定义头
数据发送：WinHttpSendRequest传输请求体
响应处理：同步模式直接读取，异步模式启动接收线程

异常处理：

每个WinAPI调用后立即检查返回值
使用结构化异常处理（SEH）捕获系统级错误

2. 流式接收器

void StreamReceiver(HINTERNET hConnect, HINTERNET hRequest)

并发设计：

使用原子变量_streamActive控制循环
独立线程持续调用WinHttpReadData
数据块即时推入线程安全队列

资源管理：

函数退出时自动关闭连接/请求句柄
异常传播前确保资源释放

3. 字符串转换

std::string wstring2s(const std::wstring& wstr)
std::wstring string2w(const std::string& str)

编码转换：

基于Windows API的UTF-8转换
预分配目标缓冲区优化性能
空字符串快速路径

四、辅助函数解析

1. 全局替换函数

std::string ReplaceAll(std::string str, const std::string& from, const std::string& to)

实现特点：

原地修改（接收值拷贝）
处理重叠替换问题（pos递增策略）
空模式保护避免死循环

2. JSON内容提取

std::string ExtractContent(std::string& resp)

解析逻辑：

基于特征字符串定位（“content”:"）
支持转义字符处理（\n, \r, ", \）
修改输入字符串实现流式解析

健壮性设计：

非规范JSON容错处理
内存安全（范围检查）

五、代码示例说明

1. 同步请求示例

SimpleHttp client("api.example.com", true);
std::string response;
client.Get("/data", response);

即时获取完整响应
适用于小型数据交互

2. 流式处理示例

client.Post("/stream", data, response, true);
while(int size = client.TryFetchResp(chunk)) {if(size > 0) process(chunk);
}

实时处理大文件/持续数据流
减少内存占用（无需完整缓存）

六、问题解决

Q：析构时触发断点

原因：流式线程未正确终止

解决方案：

~SimpleHttp() {CancelStream(); // 新增统一清理if(_hSession) WinHttpCloseHandle(_hSession);
}void CancelStream() {if(_streamActive.exchange(false)) {WinHttpCloseHandle(_hRequest); // 强制终止if(_worker.joinable()) _worker.join();}
}

Q：HTTPS证书错误

解决方案：生产环境应移除证书忽略配置

if(_isHttps) {DWORD dwFlags = SECURITY_FLAG_SECURE; // 严格验证WinHttpSetOption(...);
}

七、总结

本实现通过封装WinHTTP API，在保持高性能的同时提供了简洁的接口。通过线程安全的流式处理、健壮的错误恢复和现代化的C++特性，适用于需要精细控制HTTP通信的Windows应用场景。未来可通过连接池、异步回调等机制进一步提升性能，满足更复杂的企业级需求。

八、完整代码

#include <windows.h>
#include <winhttp.h>
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>
#include <vector>
#include <unordered_map>
#include <tchar.h>
#include <mutex>
#include <atomic>
#include <thread>#pragma comment(lib, "winhttp.lib")
#include <strsafe.h>/// <summary>
/// 简单的HTTP类，自动支持http和https请求
/// 也支持流式处理，此时结果先缓存到队列，需主动调用TryFetchResp去轮询结果
/// </summary>
class SimpleHttp
{
public:SimpleHttp(const std::string& home, bool https = false) :_strBaseUrl(home), _isHttps(https){// 初始化WinHTTP会话 [[1]][[2]]_hSession = WinHttpOpen(L"SimpleHttp/1.0",WINHTTP_ACCESS_TYPE_DEFAULT_PROXY,WINHTTP_NO_PROXY_NAME,WINHTTP_NO_PROXY_BYPASS,0);if (!_hSession) {throw std::runtime_error("Failed to initialize WinHTTP session: " + GetLastError());}// 设置默认超时（5秒）DWORD timeout = 5000;WinHttpSetTimeouts(_hSession, timeout, timeout, timeout, timeout);}~SimpleHttp(){if (_worker.joinable()){_streamActive = false;_worker.join();}if (_hSession) WinHttpCloseHandle(_hSession);}/// <summary>/// 发起GET请求/// </summary>/// <param name="upath">接口名</param>/// <param name="resp">非流式请求时接收应答数据</param>/// <param name="stream">是否为流式请求</param>/// <returns></returns>int Get(const std::string& upath, std::string& resp, bool stream = false){return SendRequest(L"GET", upath, "", resp, stream);}/// <summary>/// /// </summary>/// <param name="upath">接口名</param>/// <param name="para">JSON请求参数</param>/// <param name="resp">非流式请求时接收应答数据</param>/// <param name="stream">是否为流式请求</param>/// <returns></returns>int Post(const std::string& upath, const std::string& para, std::string& resp, bool stream = false){return SendRequest(L"POST", upath, para, resp, stream);}/// <summary>/// 获取流式结果/// </summary>/// <param name="resp"></param>/// <returns>返回本次数据包大小，等于0表示数据包接收完成，-1表示没数据</returns>int TryFetchResp(std::string& resp){std::lock_guard<std::mutex> guard(_mtxDatas);if (_datas.empty()){return (_streamActive ? -1 : 0);}resp = _datas[0];_datas.erase(_datas.begin());return static_cast<int>(resp.size());}/// <summary>/// 设置请求头/// </summary>/// <param name="headers"></param>void SetHeaders(const std::unordered_map<std::string, std::string>& headers){for (auto& e : headers){_headers[e.first] = e.second;}}protected:/// <summary>/// 写入接收数据/// </summary>/// <param name="dat"></param>void Push(const std::string& dat){std::lock_guard<std::mutex> guard(_mtxDatas);if(!dat.empty()) _datas.push_back(dat);}private:int SendRequest(const std::wstring& method, const std::string& upath, const std::string& postData, std::string& resp, bool stream) {DWORD dwSize = 0;DWORD dwDownloaded = 0;LPSTR pszOutBuffer;BOOL bResults = FALSE;HINTERNET hConnect = nullptr;HINTERNET hRequest = nullptr;try {// 创建连接hConnect = WinHttpConnect(_hSession,string2w(_strBaseUrl).c_str(),INTERNET_DEFAULT_PORT,0);if (!hConnect) throw std::runtime_error("Connection failed");// 创建请求hRequest = WinHttpOpenRequest(hConnect,method.c_str(), string2w(upath).c_str(),nullptr, WINHTTP_NO_REFERER,WINHTTP_DEFAULT_ACCEPT_TYPES,(_isHttps ? (WINHTTP_FLAG_SECURE | WINHTTP_FLAG_REFRESH) : 0));if (!hRequest) throw std::runtime_error("Request creation failed");// 设置安全选项（忽略证书错误）if (_isHttps){DWORD dwFlags = SECURITY_FLAG_IGNORE_UNKNOWN_CA |SECURITY_FLAG_IGNORE_CERT_DATE_INVALID;WinHttpSetOption(hRequest, WINHTTP_OPTION_SECURITY_FLAGS, &dwFlags, sizeof(dwFlags));}// 设置请求头SetHeaders(hRequest);// 发送请求bResults = WinHttpSendRequest(hRequest,WINHTTP_NO_ADDITIONAL_HEADERS,0,(LPVOID)postData.c_str(),(DWORD)postData.size(),(DWORD)postData.size(),0);if (!bResults) throw std::runtime_error("Send request failed");// 接收响应if (!WinHttpReceiveResponse(hRequest, nullptr)){throw std::runtime_error("Receive response failed");}// 获取状态码 [[10]]DWORD dwStatusCode = 0;DWORD dwSize = sizeof(dwStatusCode);WinHttpQueryHeaders(hRequest,WINHTTP_QUERY_STATUS_CODE | WINHTTP_QUERY_FLAG_NUMBER,WINHTTP_HEADER_NAME_BY_INDEX, &dwStatusCode,&dwSize,WINHTTP_NO_HEADER_INDEX);if (dwStatusCode != 200) {throw std::runtime_error("HTTP error: " + std::to_string(dwStatusCode));}// 流式子线程处理if (stream){_streamActive = true;_worker = std::thread(&SimpleHttp::StreamReceiver, this, hConnect, hRequest);return 0; // 立即返回}// 处理响应数据std::string buffer;do {dwSize = 0;if (!WinHttpQueryDataAvailable(hRequest, &dwSize) || dwSize <= 0) break;size_t nRecv = dwSize;pszOutBuffer = new char[nRecv + 1];ZeroMemory(pszOutBuffer, nRecv + 1);if (WinHttpReadData(hRequest, (LPVOID)pszOutBuffer, dwSize, &dwDownloaded)){buffer.append(pszOutBuffer, dwDownloaded);}delete[] pszOutBuffer;} while (dwSize > 0);resp = buffer;return 0;}catch (const std::exception& e) {if (hRequest) WinHttpCloseHandle(hRequest);if (hConnect) WinHttpCloseHandle(hConnect);throw std::runtime_error("WinHTTP Error: " + std::string(e.what()) +" [ErrorCode: " + std::to_string(GetLastError()) + "]");return -1;}}/// <summary>/// 流式接收应答/// </summary>void StreamReceiver(HINTERNET hConnect, HINTERNET hRequest){DWORD dwSize = 0;DWORD dwDownloaded = 0;char* pszOutBuffer = nullptr;std::string strErr;try {while (_streamActive) {dwSize = 0;if (!WinHttpQueryDataAvailable(hRequest, &dwSize) || dwSize == 0) break;const size_t nRecv = dwSize;pszOutBuffer = new char[nRecv + 1];ZeroMemory(pszOutBuffer, nRecv + 1);if (WinHttpReadData(hRequest, pszOutBuffer, dwSize, &dwDownloaded)){Push(std::string(pszOutBuffer, dwDownloaded));}delete[] pszOutBuffer;}}catch (...) {strErr = "stream recv data error";}// 发送结束标记_streamActive = false;WinHttpCloseHandle(hRequest);WinHttpCloseHandle(hConnect);if (!strErr.empty()){throw std::runtime_error(strErr.c_str());}}/// <summary>/// 设置请求头/// </summary>void SetHeaders(HINTERNET hRequest){// 创建请求后立即设置请求头for (const auto& h : _headers) {std::wstring header = string2w(h.first + ": " + h.second);if (!WinHttpAddRequestHeaders(hRequest,header.c_str(),static_cast<DWORD>(header.length()),WINHTTP_ADDREQ_FLAG_COALESCE)){//throw std::runtime_error("Failed to set header: " + h.first + " [Error: " + std::to_string(GetLastError()) + "]");}}}// std::wstring → std::string (UTF-8)std::string wstring2s(const std::wstring& wstr) {if (wstr.empty()) return {};int len = WideCharToMultiByte(CP_UTF8, 0, wstr.data(), (int)wstr.size(), nullptr, 0, nullptr, nullptr);std::string result(len, '\0');WideCharToMultiByte(CP_UTF8, 0, wstr.data(), (int)wstr.size(), (LPSTR)result.data(), len, nullptr, nullptr);return result;}// std::string (UTF-8) → std::wstringstd::wstring string2w(const std::string& str) {if (str.empty()) return {};int len = MultiByteToWideChar(CP_UTF8, 0, str.data(), (int)str.size(), nullptr, 0);std::wstring result(len, L'\0');MultiByteToWideChar(CP_UTF8, 0, str.data(), (int)str.size(), (LPWSTR)result.data(), len);return result;}private:// 是否httpsbool _isHttps{ false };// 基地址std::string _strBaseUrl;// 默认headersstd::unordered_map<std::string, std::string> _headers;// 异步数据std::vector<std::string> _datas;std::mutex _mtxDatas;// WinHttp对象HINTERNET _hSession = nullptr;// 流式操作子线程std::atomic<bool> _streamActive{ false };std::thread _worker;
};std::string ReplaceAll(std::string str, const std::string& from, const std::string& to) {if (from.empty()) return str; // 避免死循环[[2]]size_t pos = 0;while ((pos = str.find(from, pos)) != std::string::npos) {str.replace(pos, from.length(), to);pos += to.length();}return str;
}std::string ExtractContent(std::string& resp) {std::vector<std::string> results;std::string key = "\"content\":";size_t pos = 0;while ((pos = resp.find(key, pos)) != std::string::npos) {pos += key.length();// 跳过空白和冒号while (pos < resp.size() && (resp[pos] == ' ' || resp[pos] == ':')) pos++;if (resp[pos] != '"') continue; // 非字符串值跳过size_t start = ++pos;std::string content;// 处理转义字符和双引号while (pos < resp.size()) {char c = resp[pos++];if (c == '"') break;else if (c == '\\' && pos < resp.size()){switch (resp[pos++]){case 'n':c = '\n';break;case '\r':c = '\r';break;case '\\':c = '\\';break;case '"':c = '\"';break;default:pos--;break;}}content += c;}resp = resp.substr(pos);return content;}resp = "";return resp;
}int main()
{int iii = 0;std::cin >> iii;// 请求参数char para[4096] = "{\"stream\" : true,\"model\":\"deepseek-r1-distill-qwen-32b\",\"messages\":[{\"role\":\"user\",\"content\":\"Please help me write a C++ class for parsing XML, with user-friendly interfaces that support XPath and iterative data access.\"}]}";// char para[4096] = "{\"stream\" : true,\"model\":\"deepseek-r1-distill-qwen-32b\",\"messages\":[{\"role\":\"user\",\"content\":\"The prime numbers within 10？\"}]}";auto url = "https://cloud.infini-ai.com/maas/v1/chat/completions";auto api_key = "Bearer sk-************";auto model_name = "deepseek-r1-distill-qwen-32b";SimpleHttp web("cloud.infini-ai.com", true);web.SetHeaders({ { "Content-Type", "application/json" }, { "Authorization", "Bearer sk-daxdj5ksqdc6iuvn" } });std::string resp;web.Post("/maas/v1/chat/completions", para, resp, true);int nRecv = 0;do{nRecv = web.TryFetchResp(resp);if (nRecv > 0){while (!resp.empty()){std::cout << ExtractContent(resp);}}else{std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(100));}} while (nRecv);return 0;
}

运行结果：
在这里插入图片描述

【C++接入大模型】WinHTTP类封装：实现对话式大模型接口访问

一、类设计概述

选型原因分析

SimpleHttp核心特性

类接口说明

公共接口说明

1. 构造函数

2. 析构函数

3. GET 请求

4. POST 请求

5. 流式响应获取

6. 设置请求头

异常处理

流式处理工作流程

实现细节

限制与注意事项

版本兼容性

二、核心函数深度分析

1. 构造函数

2. 析构函数

3. Get请求

4. Post请求

5. 流式响应获取

6. 请求头设置

三、关键私有方法

1. 核心请求处理

2. 流式接收器

3. 字符串转换

四、辅助函数解析

1. 全局替换函数

2. JSON内容提取

五、代码示例说明

1. 同步请求示例

2. 流式处理示例

六、问题解决

七、总结

八、完整代码

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