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點對點多線程斷點續傳的實現
作者: 趙明

下載配套源代碼(網絡傳聖源代碼)
下載地址二 http://h2osky.126.com

在如今的網絡應用中，文件的傳送是重要的功能之一，也是共享的基礎。一些重要的協議像HTTP，FTP等都支持文件的傳送。尤其是FTP，它的全稱就是「文件傳送協議」，當初的工程師設計這一協議就是為了解決網絡間的文件傳送問題，而且以其穩定，高速，簡單而一直保持著很大的生命力。作為一個程序員，使用這些現有的協議傳送文件相當簡單，不過，它們只適用於服務器模式中。這樣，當我們想在點與點之間傳送文件就不適用了或相當麻煩，有一種大刀小用的意味。筆者一直想尋求一種簡單有效，且具備多線程斷點續傳的方法來實現點與點之間的文件傳送問題，經過大量的翻閱資料與測試，終於實現了，現把它共享出來，與大家分享。
我寫了一個以此為基礎的實用程序（網絡傳聖，包含源代碼），可用了基於TCP/IP的電腦上，供大家學習。


(本文源代碼運行效果圖)

實現方法（VC＋＋，基於TCP/IP協議）如下：
仍釆用服務器與客戶模式，需分別對其設計與編程。

服務器端較簡單，主要就是加入待傳文件，監聽客戶，和傳送文件。而那些斷點續傳的功能，以及文件的管理都放在客戶端上。

一、服務器端

首先介紹服務器端：
最開始我們要定義一個簡單的協議，也就是定義一個服務器端與客戶端聽得懂的語言。而為了把問題簡化，我就讓服務器只要聽懂兩句話，一就是客戶說「我要讀文件信息」，二就是「我準備好了，可以傳文件了」。
由於要實現多線程，必須把功能獨立出來，且包裝成線程，首先建一個監聽線程，主要負責接入客戶，並啟動另一個客戶線程。我用VC++實現如下：

DWORD WINAPI listenthread(LPVOID lpparam)
{
    //由主函數傳來的套接字
　　SOCKET  pthis=(SOCKET)lpparam;
    //開始監聽
	int rc=listen(pthis,30);
    //如果錯就顯示信息
    if(rc<0){
	  CString aaa;
	  aaa="listen錯誤\n";
      AfxGetMainWnd()->SendMessageToDescendants(WM_AGE1,(LPARAM)aaa.GetBuffer(0),1);
	  aaa.ReleaseBuffer();
	  return 0;
	}
    //進入循環，並接收到來的套接字
	while(1){
    //新建一個套接字，用於客戶端
	SOCKET s1;
	s1=accept(pthis,NULL,NULL);
　  //給主函數發有人聯入消息
    CString aa;
    aa="一人聯入！\n";
    AfxGetMainWnd()->SendMessageToDescendants(WM_AGE1,(LPARAM)aa.GetBuffer(0),1);
	aa.ReleaseBuffer();
	DWORD dwthread;
    //建立用戶線程
	::CreateThread(NULL,0,clientthread,(LPVOID)s1,0,&dwthread);
	}
	return 0;
}

struct fileinfo
{
	int fileno;//文件號
	int type;//客戶端想說什麼（前面那兩句話，用1,2表示）
	long len;//文件長度
	int seek;//文件開始位置，用於多線程
	char name[100];//文件名
};

DWORD WINAPI clientthread(LPVOID lpparam)
{
	//文件消息
	fileinfo* fiinfo;
	//接收緩存
	char* m_buf;
	m_buf=new char[100];
	//監聽函數傳來的用戶套接字
	SOCKET  pthis=(SOCKET)lpparam;
	//讀傳來的信息
	int aa=readn(pthis,m_buf,100);
	//如果有錯就返回
	if(aa<0){
		closesocket (pthis);
		return -1;
	}
	//把傳來的信息轉為定義的文件信息
	fiinfo=(fileinfo*)m_buf;
	CString aaa;
	//檢驗客戶想說什麼
	switch(fiinfo->type)
	{
	//我要讀文件信息
	case 0:
	//讀文件
	aa=sendn(pthis,(char*)zmfile,1080);
	//有錯
	if(aa<0){
		closesocket (pthis);
		return -1;
	}
	//發消息給主函數
	aaa="收到LIST命令\n";
    	AfxGetMainWnd()->SendMessageToDescendants(WM_AGE1,(LPARAM)aaa.GetBuffer(0),1);
	break;
	//我準備好了，可以傳文件了
	case 2:
	//發文件消息給主函數
	aaa.Format("%s  文件被請求！%s\n",zmfile[fiinfo->fileno].name,nameph[fiinfo->fileno]);
	AfxGetMainWnd()->SendMessageToDescendants(WM_AGE1,(LPARAM)aaa.GetBuffer(0),1);
	//讀文件，並傳送
	readfile(pthis,fiinfo->seek,fiinfo->len,fiinfo->fileno);
	//聽不懂你說什麼
	default:
	aaa="接收協議錯誤！\n";
    	AfxGetMainWnd()->SendMessageToDescendants(WM_AGE1,(LPARAM)aaa.GetBuffer(0),1);
	break;
}
	return 0;
}

void readfile(SOCKET  so,int seek,int len,int fino)
{
	//文件名
	CString myname;
	myname.Format("%s",nameph[fino]);
	CFile myFile;
	//打開文件
	myFile.Open(myname, CFile::modeRead | CFile::typeBinary|CFile::shareDenyNone);
	//傳到指定位置　
	myFile.Seek(seek,CFile::begin);
	char m_buf[SIZE];
	int len2;
	int len1;
	len1=len;
	//開始接收，直到發完整個文件
	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();
}

服務器端最要的功能各技術就是這些，下面介紹客戶端。

二、客戶端

客戶端最重要，也最複雜，它負責線程的管理，進度的記錄等工作。

大概流程如下：
先連接服務器，接著發送命令1（給我文件信息），其中包括文件長度，名字等，然後根據長度決定分幾個線程下載，並初使化下載進程，接著發送命令2（可以給我傳文件了），並記錄文件進程。最後，收尾。
這其中有一個十分重要的類，就是cdownload類，定義如下：

class cdownload
{
public:
	void createthread();//開線程
	DWORD finish1();//完成線程
	int sendlist();//發命令1
	downinfo doinfo;//文件信息（與服務器定義一樣）
	int startask(int n);開始傳文件n
	long m_index;
	BOOL good[BLACK];
	int  filerange[100];
	CString fname;
	CString fnametwo;
	UINT threadfunc(long index);//下載進程
	int sendrequest(int n);//發文件信息
	cdownload(int thno1);
	virtual ~cdownload();
};

int cdownload::sendrequest(int n)
{
	//建套接字
	sockaddr_in local;
	SOCKET m_socket;
	int rc=0;
	//初使化服務器地址
	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;
	//聯接服務器
	ret=connect(m_socket,(LPSOCKADDR)&local,sizeof(local));
	//有錯的話
	if(ret<0){
		AfxMessageBox("聯接錯誤");
	closesocket(m_socket);
	return -1;
	}
	//初使化命令
	fileinfo fileinfo1;
	fileinfo1.len=n;
	fileinfo1.seek=50;
	fileinfo1.type=1;
	//發送命令
	int aa=sendn(m_socket,(char*)&fileinfo1,100);
	if(aa<0){
		closesocket(m_socket);
		return -1;
	}
	//接收服務器傳來的信息
	 aa=readn(m_socket,(char*)&fileinfo1,100);
	if(aa<0){
		closesocket(m_socket);
		return -1;
	}
	//關閉
	shutdown(m_socket,2);
	closesocket(m_socket);
	return 1;
}

//下載第clno個文件，並為它建一個新cdownload類
down[clno]=new cdownload(clno);
//開始下載，並初使化
type=down[clno]->startask(clno);
//建立各線程
createthread(clno);

//開始方法
int cdownload::startask(int n)
{
	//讀入文件長度
	doinfo.filelen=zmfile[n].length;
	//讀入名字
	fname=zmfile[n].name;
	CString tmep;
	//初使化文件名
	tmep.Format("\\temp\\%s",fname);
	//給主函數發消息
	CString aaa;
	aaa="正在讀取 "+fname+" 信息，馬上開始下載。。。\n";
	AfxGetMainWnd()->SendMessageToDescendants(WM_AGE1,(LPARAM)aaa.GetBuffer(0),1);
	aaa.ReleaseBuffer();
	//如果文件長度小於0就返回
	if(doinfo.filelen<=0) return -1;
	//建一個以.down結尾的文件記錄文件信息
	CString m_temp;
	m_temp=fname+".down";
	doinfo.name=m_temp;
	FILE* fp=NULL;
	CFile myfile;
	//如果是第一次下載文件，初使化各記錄文件
	if((fp=fopen(m_temp,"r"))==NULL){
	filerange[0]=0;
	//文件分塊
	for(int i=0;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);
	//寫入文件長度
	myfile.Write(&doinfo.filelen,sizeof(int));
	myfile.Close();
　
	CString temp;
	for(int ii=0;ii	//初使化各進程記錄文件信息（以.downN結尾）
	temp.Format(".down%d",ii);
	m_temp=fname+temp;
	myfile.Open(m_temp,CFile::modeCreate|CFile::modeWrite | CFile::typeBinary);
	//寫入各進程文件信息
	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，說明是續傳，讀上次信息
	CString temp;
　
	m_temp=fname+".down0";
	if((fp=fopen(m_temp,"r"))==NULL)
		return 1;
	else fclose(fp);
	int bb;
	bb=0;
	//讀各進程記錄的信息
	for(int ii=0;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);
	}
　	//建立下載結束進程timethread，以管現各進程結束時間。
	DWORD dwthread;
	::CreateThread(NULL,0,timethread,(LPVOID)this,0,&dwthread);
	return 0;
}

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

DWORD WINAPI downthread(LPVOID lpparam)
{
	cdownload* pthis=(cdownload*)lpparam;
	//進程引索＋1
	InterlockedIncrement(&pthis->m_index);
	//執行下載進程
	pthis->threadfunc(pthis->m_index-1);
	return 1;
}

UINT cdownload::threadfunc(long index)
{
	//初使化聯接
	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;
	//讀入緩存
	char* m_buf=new char[SIZE];
	int re,len2;
	fileinfo fileinfo1;
	//聯接
	ret=connect(m_socket,(LPSOCKADDR)&local,sizeof(local));
	//讀入各進程的下載信息
	fileinfo1.len=filerange[index*2+1];
	fileinfo1.seek=filerange[index*2];
	fileinfo1.type=2;
	fileinfo1.fileno=doinfo.threadno;
　
	re=fileinfo1.len;
　
	//打開文件　
	CFile destFile;
	FILE* fp=NULL;
	//是第一次傳的話
	if((fp=fopen(fname,"r"))==NULL)
		destFile.Open(fname, CFile::modeCreate|CFile::modeWrite | CFile::typeBinary|CFile::shareDenyNone);
	else
		//如果文件存在，是續傳
		destFile.Open(fname,CFile::modeWrite | CFile::typeBinary|CFile::shareDenyNone);
	//文件指針移到指定位置
	destFile.Seek(filerange[index*2],CFile::begin);
	//發消息給服務器，可以傳文件了
	sendn(m_socket,(char*)&fileinfo1,100);
	CFile myfile;
	CString temp;
	temp.Format(".down%d",index);
	m_temp=fname+temp;
　	//當各段長度還不為0時
	while(re>0){
		len2=re>SIZE?SIZE:re;
　
		//讀各段內容
		int len1=readn(m_socket,m_buf,len2);
		//有錯的話
		if(len1<0){
			closesocket(m_socket);
			break;
		}
　
	//寫入文件
	destFile.Write(m_buf, len1);
	//更改記錄進度信息
	filerange[index*2+1]-=len1;
	filerange[index*2]+=len1;
	//移動記錄文件指針到頭
	myfile.Seek(0,CFile::begin);
	//寫入記錄進度
	myfile.Write(&filerange[index*2],sizeof(int));
	myfile.Write(&filerange[index*2+1],sizeof(int));
	//減去這次讀的長度
	re=re-len1;
	//加文件長度
	doinfo.totle=doinfo.totle+len1;
	};
	//這塊下載完成，收尾
　
	myfile.Close();
	destFile.Close();
	delete [] m_buf;
	shutdown(m_socket,2);
　
　
	if(re<=0) good[index]=TRUE;
	return 1;
}

到這客戶端的主要模塊和機制已基本介紹完。希望好好體會一下這種多線程斷點續傳的方法。

作者信息:
姓名:趙明
email: papaya_zm@sina.com 或 zmpapaya@hotmail.com
主頁: http://h2osky.126.com