点对点多线程断点续传的实现

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：
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。

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。