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2008-10-14 14:56:32
点对点多线程断点续传的实现
作者:
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。
我写了一个以此为基础的实用程序（网络传圣，包含源代码），可用了基于TCP/IP的电脑上，供大家学习。
(本文源代码运行效果图)
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。
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：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。
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;i0)
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;iim_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;iim_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
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。
作者信息:
姓名:赵明
email: papaya_zm@sina.com 或 zmpapaya@hotmail.com
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代码太乱，没有一点格式，代码重用太低，随处调用，看你的代码还不如自己写一个，一个字差，不过思想是好的 ( ngyy2 发表于 2007-3-31 12:20:00)
挺好的，讲到了精髓，不过感觉代码的风格太差了，不方便看 ( xuyun11141 发表于 2004-10-21 11:14:00)
想向赵老兄问一个问题，该怎么透过局域网的NAT？就像QQ中的文件传送，双方都可以在局网内部。是不是将各自的地址情况登记到服务器了呢？如果是，局网内部的地址是怎么被解析出来的？菜鸟问题，见笑 ( foolfujy 发表于 2004-9-14 10:16:00)
考虑数据包的先到后到是TCP的事吧。TCP本身就能提供可靠的连接服务，包括次序纠错重传等。如果用TCP的话就不需要考虑这么底层的东西了。 ( galaxywar 发表于 2004-8-10 10:06:00)
谢谢作者。
你的程序不知道有没有考虑这种情况，就是接受的时候，由于网络的原因，文件后面的比前面的先到，你怎么处理？ ( cxf1976 发表于 2004-6-13 15:37:00)
我们都是在不断的学习中进步的，请大家多把自己的大作传上去让我们互相学习，共同促进。再次感谢本文作者的贡献！ ( shaohui78 发表于 2004-5-27 14:51:00)
端口开得好啊，1028，刚我是我的生日啊。哈哈哈。 ( luolovegui 发表于 2004-5-14 11:20:00)
精髓出来就很不错了，谢 ( xqyz8888 发表于 2004-5-9 13:29:00)
wildrabbit,我有几点要说明的：1。程序只是通过一个端口监听，并没有是只通过一个端口读取数据;2。在局部网中，我想网速已到极点了，多线程序对它用处不大，但在宽域网中情况就不同了。从你的数据可以在出7M只用了15秒，显然是在局部网中测试的吧。 ( papaya_zm 发表于 2004-2-11 13:58:00)
希望高手能详细指点！！！ ( huchengrui1980 发表于 2003-11-21 16:47:00)
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