点对点多线程断点续传的实现

àì夳堔傛蜴生んèń 2021-09-19 11:40 295阅读 0赞

在如今的网络应用中，文件的传送是重要的功能之一，也是共享的基础。一些重要的协议像HTTP，FTP等都支持文件的传送。尤其是FTP，它的全称就是“文件传送协议”，当初的工程师设计这一协议就是为了解决网络间的文件传送问题，而且以其稳定，高速，简单而一直保持着很大的生命力。作为一个程序员，使用这些现有的协议传送文件相当简单，不过，它们只适用于服务器模式中。这样，当我们想在点与点之间传送文件就不适用了或相当麻烦，有一种大刀小用的意味。笔者一直想寻求一种简单有效，且具备多线程断点续传的方法来实现点与点之间的文件传送问题，经过大量的翻阅资料与测试，终于实现了，现把它共享出来，与大家分享。

实现方法（VC＋＋，基于TCP/IP协议）如下：  
仍釆用服务器与客户模式，需分别对其设计与编程。  
服务器端较简单，主要就是加入待传文件，监听客户，和传送文件。而那些断点续传的功能，以及文件的管理都放在客户端上。  
  
**![paragraph.gif][] 一、服务器端**  
  
首先介绍服务器端：  
最开始我们要定义一个简单的协议，也就是定义一个服务器端与客户端听得懂的语言。而为了把问题简化，我就让服务器只要听懂两句话，一就是客户说“我要读文件信息”，二就是“我准备好了，可以传文件了”。  
由于要实现多线程，必须把功能独立出来，且包装成线程，首先建一个监听线程，主要负责接入客户，并启动另一个客户线程。我用VC++实现如下：

DWORD WINAPI listenthread(LPVOID lpparam)
    {	
    
        //由主函数传来的套接字
    　　SOCKET  pthis=(SOCKET)lpparam;
        //开始监听
    	int rc=listen(pthis,30);
        //如果错就显示信息
        if(rc<0){
    	  CString aaa;
    	  aaa="listen错误\n";
          AfxGetMainWnd()->SendMessageToDescendants(WM_AGE1,(LPARAM)aaa.GetBuffer(0),1);
    	  aaa.ReleaseBuffer();
    	  return 0;
    	}
        //进入循环，并接收到来的套接字
    	while(1){
        //新建一个套接字，用于客户端
    	SOCKET s1;
    	s1=accept(pthis,NULL,NULL);
    	
    　  //给主函数发有人联入消息
        CString aa;
        aa="一人联入！\n";
        AfxGetMainWnd()->SendMessageToDescendants(WM_AGE1,(LPARAM)aa.GetBuffer(0),1);
    	aa.ReleaseBuffer();
    	DWORD dwthread;
        //建立用户线程
    	::CreateThread(NULL,0,clientthread,(LPVOID)s1,0,&dwthread);	
    	}
    	return 0;
    }

接着我们来看用户线程：  
先看**文件消息类定义**：

struct fileinfo
    {
    	int fileno;//文件号
    	int type;//客户端想说什么（前面那两句话，用1,2表示）
    	long len;//文件长度
    	int seek;//文件开始位置，用于多线程
    
    	char name[100];//文件名
    };

**用户线程函数**:

DWORD WINAPI clientthread(LPVOID lpparam)
    {
    	//文件消息
    	fileinfo* fiinfo;
    	//接收缓存
    	char* m_buf;
    	m_buf=new char[100];
    	//监听函数传来的用户套接字
    	SOCKET  pthis=(SOCKET)lpparam;
    	//读传来的信息
    	int aa=readn(pthis,m_buf,100);
    	//如果有错就返回
    	if(aa<0){
    		closesocket (pthis);
    		return -1;
    	}
    	//把传来的信息转为定义的文件信息
    	fiinfo=(fileinfo*)m_buf;
    	CString aaa;
    	//检验客户想说什么
    	switch(fiinfo->type)
    	{
    	//我要读文件信息
    	case 0:
    	//读文件
    	aa=sendn(pthis,(char*)zmfile,1080);
    	//有错
    	if(aa<0){	
    		closesocket (pthis);
    		return -1;
    	}
    	//发消息给主函数
    	aaa="收到LIST命令\n";
        	AfxGetMainWnd()->SendMessageToDescendants(WM_AGE1,(LPARAM)aaa.GetBuffer(0),1);
    	break;
    	//我准备好了，可以传文件了
    
    	case 2:
    	//发文件消息给主函数
    	aaa.Format("%s  文件被请求！%s\n",zmfile[fiinfo->fileno].name,nameph[fiinfo->fileno]);
    	AfxGetMainWnd()->SendMessageToDescendants(WM_AGE1,(LPARAM)aaa.GetBuffer(0),1);
    	//读文件，并传送
    	readfile(pthis,fiinfo->seek,fiinfo->len,fiinfo->fileno);
    	//听不懂你说什么
    
    	default:
    	aaa="接收协议错误！\n";
        	AfxGetMainWnd()->SendMessageToDescendants(WM_AGE1,(LPARAM)aaa.GetBuffer(0),1);
    	break;
    }
    
    	return 0;
    }

**读文件函数**

void readfile(SOCKET  so,int seek,int len,int fino)
    {
    	//文件名
    	CString myname;
    	myname.Format("%s",nameph[fino]);
    	CFile myFile;
    	//打开文件
    	myFile.Open(myname, CFile::modeRead | CFile::typeBinary|CFile::shareDenyNone); 
    	//传到指定位置　
    	myFile.Seek(seek,CFile::begin);
    	char m_buf[SIZE];
    	int len2;
    	int len1;
    	len1=len;
    	//开始接收，直到发完整个文件
    	while(len1>0){
    		len2=len>SIZE?SIZE:len;
    		myFile.Read(m_buf, len2);
    		int aa=sendn(so,m_buf,len2);
    	if(aa<0){	
    		closesocket (so);
    		break;
    	}
    	len1=len1-aa;
    	len=len-aa;
    	}
    	myFile.Close();
    }

服务器端最要的功能各技术就是这些，下面介绍客户端。  
  
**![paragraph.gif][] 二、客户端**  
  
客户端最重要，也最复杂，它负责线程的管理，进度的记录等工作。  
  
大概流程如下：  
先连接服务器，接着发送命令1（给我文件信息），其中包括文件长度，名字等，然后根据长度决定分几个线程下载，并初使化下载进程，接着发送命令2（可以给我传文件了），并记录文件进程。最后，收尾。  
这其中有一个十分重要的类，就是cdownload类，定义如下：

class cdownload  
    {
    public:
    	void createthread();//开线程
    	DWORD finish1();//完成线程
    	int sendlist();//发命令1
    	downinfo doinfo;//文件信息（与服务器定义一样）
    	int startask(int n);开始传文件n
    	long m_index;
    	BOOL good[BLACK];
    	int  filerange[100];
    	CString fname;
    	CString fnametwo;
    	UINT threadfunc(long index);//下载进程
    
    	int sendrequest(int n);//发文件信息
    	cdownload(int thno1);
    	virtual ~cdownload();
    };

下面先介绍sendrequest(int n)，在开始前，向服务器发获得文件消息命令，以便让客户端知道有哪些文件可传

int cdownload::sendrequest(int n)
    {
    	//建套接字
    	sockaddr_in local;
    	SOCKET m_socket;
    
    	int rc=0;
    	//初使化服务器地址
    	local.sin_family=AF_INET;
    	local.sin_port=htons(1028);
    	local.sin_addr.S_un.S_addr=inet_addr(ip);
    	m_socket=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
    
    	
    	int ret;
    	//联接服务器
    	ret=connect(m_socket,(LPSOCKADDR)&local,sizeof(local));
    	//有错的话
    	if(ret<0){
    		AfxMessageBox("联接错误");
    	closesocket(m_socket);
    	return -1;
    	}
    	//初使化命令
    	fileinfo fileinfo1;
    	fileinfo1.len=n;
    	fileinfo1.seek=50;
    	fileinfo1.type=1;
    	//发送命令
    	int aa=sendn(m_socket,(char*)&fileinfo1,100);
    	if(aa<0){
    		closesocket(m_socket);
    		return -1;
    	}
    	//接收服务器传来的信息
    	 aa=readn(m_socket,(char*)&fileinfo1,100);
    	if(aa<0){
    		closesocket(m_socket);
    		return -1;
    	}
    	//关闭
    	shutdown(m_socket,2);
    	closesocket(m_socket);
    
    	return 1;
    }

有了文件消息后我们就可以下载文件了。在主函数中，用法如下：

//下载第clno个文件，并为它建一个新cdownload类
    down[clno]=new cdownload(clno);
    //开始下载，并初使化
    type=down[clno]->startask(clno);
    //建立各线程
    createthread(clno);

下面介绍**开始方法**:

//开始方法
    int cdownload::startask(int n)
    {
    	//读入文件长度
    	doinfo.filelen=zmfile[n].length;
    	//读入名字
    	fname=zmfile[n].name;
    	CString tmep;
    	//初使化文件名
    	tmep.Format("\\temp\\%s",fname);
    
    	//给主函数发消息
    	CString aaa;
    	aaa="正在读取 "+fname+" 信息，马上开始下载。。。\n";
    	AfxGetMainWnd()->SendMessageToDescendants(WM_AGE1,(LPARAM)aaa.GetBuffer(0),1);
    	aaa.ReleaseBuffer();
    	//如果文件长度小于0就返回
    	if(doinfo.filelen<=0) return -1;
    	//建一个以.down结尾的文件记录文件信息
    	CString m_temp;
    	m_temp=fname+".down";
    	
    	doinfo.name=m_temp;
    	FILE* fp=NULL;
    	CFile myfile;
    	//如果是第一次下载文件，初使化各记录文件
    
    	if((fp=fopen(m_temp,"r"))==NULL){
    	filerange[0]=0;
    	//文件分块
    	for(int i=0;i<BLACK;i++)
    	{
    		if(i>0)
    			filerange[i*2]=i*(doinfo.filelen/BLACK+1);
    		filerange[i*2+1]=doinfo.filelen/BLACK+1;
    	}
    	filerange[BLACK*2-1]=doinfo.filelen-filerange[BLACK*2-2];
    
    	myfile.Open(m_temp,CFile::modeCreate|CFile::modeWrite | CFile::typeBinary);
    
    	//写入文件长度
    	myfile.Write(&doinfo.filelen,sizeof(int));
    	myfile.Close();
    　
    	CString temp;
    	for(int ii=0;ii<BLACK;ii++){
    	//初使化各进程记录文件信息（以.downN结尾）
    
    	temp.Format(".down%d",ii);
    	m_temp=fname+temp;
    	myfile.Open(m_temp,CFile::modeCreate|CFile::modeWrite | CFile::typeBinary);
    	//写入各进程文件信息
    	myfile.Write(&filerange[ii*2],sizeof(int));
    	myfile.Write(&filerange[ii*2+1],sizeof(int));
    	myfile.Close();
    	}
    
    	((CMainFrame*)::AfxGetMainWnd())->m_work.m_ListCtrl->AddItemtwo(n,2,0,0,0,doinfo.threadno);
    	}
    	else{
    	//如果文件已存在，说明是续传，读上次信息
    	CString temp;
    　
    	m_temp=fname+".down0";
    	if((fp=fopen(m_temp,"r"))==NULL)
    		return 1;
    	else fclose(fp);
    
    	int bb;
    	bb=0;
    	//读各进程记录的信息
    	for(int ii=0;ii<BLACK;ii++)
    	{
    		temp.Format(".down%d",ii);
    		m_temp=fname+temp;
    　
    		myfile.Open(m_temp,CFile::modeRead | CFile::typeBinary);
    		myfile.Read(&filerange[ii*2],sizeof(int));
    		myfile.Read(&filerange[ii*2+1],sizeof(int));
    		myfile.Close();
    
    		bb = bb+filerange[ii*2+1];
    		CString temp;
    	}
    	if(bb==0) return 1;
    	doinfo.totle=doinfo.filelen-bb;
    　
    	((CMainFrame*)::AfxGetMainWnd())->m_work.m_ListCtrl->AddItemtwo(n,2,doinfo.totle,1,0,doinfo.threadno);
    
    	}
    
    　	//建立下载结束进程timethread，以管现各进程结束时间。
    	DWORD dwthread;
    	::CreateThread(NULL,0,timethread,(LPVOID)this,0,&dwthread);
    
    	return 0;
    }

下面介绍**建立各进程**函数，很简单：

void CMainFrame::createthread(int threadno)
    {
    	DWORD dwthread;
    	//建立BLACK个进程
    	for(int i=0;i<BLACK;i++)
    	{
    		m_thread[threadno][i]=	::CreateThread(NULL,0,downthread,(LPVOID)down[threadno],0,&dwthread);
    	}
    }

**downthread进程函数**

DWORD WINAPI downthread(LPVOID lpparam)
    {
    	cdownload* pthis=(cdownload*)lpparam;
    	//进程引索＋1
    	InterlockedIncrement(&pthis->m_index);
    	//执行下载进程
    	pthis->threadfunc(pthis->m_index-1);
    	return 1;
    }

下面介绍**下载进程函数**,最最核心的东西了

UINT cdownload::threadfunc(long index)
    {
    	//初使化联接
    	sockaddr_in local;
    	SOCKET m_socket;
    
    	int rc=0;
    　
    	local.sin_family=AF_INET;
    	local.sin_port=htons(1028);
    	local.sin_addr.S_un.S_addr=inet_addr(ip);
    	m_socket=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
    
    	int ret;
    	//读入缓存
    	char* m_buf=new char[SIZE];
    	int re,len2;
    	fileinfo fileinfo1;
    	//联接
    	ret=connect(m_socket,(LPSOCKADDR)&local,sizeof(local));
    	//读入各进程的下载信息
    	fileinfo1.len=filerange[index*2+1];
    	fileinfo1.seek=filerange[index*2];
    	fileinfo1.type=2;
    	fileinfo1.fileno=doinfo.threadno;
    　
    	re=fileinfo1.len;
    　
    	//打开文件　
    	CFile destFile;
    	FILE* fp=NULL;
    	//是第一次传的话
    	if((fp=fopen(fname,"r"))==NULL)
    		destFile.Open(fname, CFile::modeCreate|CFile::modeWrite | CFile::typeBinary|CFile::shareDenyNone);
    	else
    		//如果文件存在，是续传
    		destFile.Open(fname,CFile::modeWrite | CFile::typeBinary|CFile::shareDenyNone);
    	//文件指针移到指定位置
    	destFile.Seek(filerange[index*2],CFile::begin);
    	//发消息给服务器，可以传文件了
    	sendn(m_socket,(char*)&fileinfo1,100);
    
    	CFile myfile;
    	CString temp;
    	temp.Format(".down%d",index);
    	m_temp=fname+temp;
    
    　	//当各段长度还不为0时
    	while(re>0){
    		len2=re>SIZE?SIZE:re;
    　
    		//读各段内容
    		int len1=readn(m_socket,m_buf,len2);
    		//有错的话
    		if(len1<0){
    			closesocket(m_socket);
    			break;
    		}
    　
    	//写入文件
    	destFile.Write(m_buf, len1);	
    
    	//更改记录进度信息
    
    	filerange[index*2+1]-=len1;
    	filerange[index*2]+=len1;
    	//移动记录文件指针到头
    	myfile.Seek(0,CFile::begin);
    	//写入记录进度
    	myfile.Write(&filerange[index*2],sizeof(int));
    	myfile.Write(&filerange[index*2+1],sizeof(int));
    
    	//减去这次读的长度
    	re=re-len1;
    
    	//加文件长度
    	doinfo.totle=doinfo.totle+len1;
    	};
    	
    	//这块下载完成，收尾
    　
    	myfile.Close();
    	destFile.Close();
    	delete [] m_buf;
    	shutdown(m_socket,2);
    　
    　
    	if(re<=0) good[index]=TRUE;
    	return 1;
    }

到这客户端的主要模块和机制已基本介绍完。希望好好体会一下这种多线程断点续传的方法。

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