Linux环境：C编程实战——实现文件下载_sys.h文件下载

设计目标

• 采用C/S模式，服务端发送文件，多个客户端可以同时下载文件
• 服务端的进程不会因为客户端的操作（意外退出）崩溃
• 关闭服务端时各个子进程可以有序退出
• 需要设计协议保证文件传输不出差错
• 客户端可以动态查看文件下载进度

设计思路

服务端请求响应

• 服务端采用进程池模式，父进程监听服务端口，创建多个子进程负责传输文件，有客户端请求时，建立连接，然后唤醒一个阻塞的子进程处理。
• 父进程通过维护一个子进程状态队列来实时更新各个子进程的状态。
• 采用传递socket描述符的方式使子进程可以直接与客户端通信。
• 父子进程之间通过一对匿名套接字通信，有新请求时父进程写套接字，通知子进程开始工作，子进程传输完毕后，写套接字通知父进程已经工作完毕进入阻塞状态
• 父进程采用epoll模型监控各个子进程的通信套接字和监听端口的套接字：
  • 监听端口套接字可读，代表有新的下载请求，查找空闲子进程交付任务，更新子进程状态队列
  • 子进程套接字可读，代表有子进程完成工作，更新子进程状态队列

服务端进程退出

• 注册信号处理函数实现有序退出，收到信号后查找子进程状态队列，杀死第一个空闲子进程，标记该进程已注销，将其监控事件从epoll监控实例中删除，关闭套接字，打印提示。同时处理epoll_wait函数由于监控对象变化而返回的errno == 4错误，直接忽略即可。

文件传输

• 通过tcp连接进行文件传输，每次传输数据之前应先发送本次传输的字节数，使得客户端不至于多读或少读数据。
• 正式传输之前需要传输文件名和文件大小，方便客户端创建文件和计算下载进度。
• 服务端子进程每次send后需要检查返回值来确定客户端的状态，如果返回-1则打印提示客户端断开连接，重新阻塞。
• 文件传输结束后发送一个0代表传输结束
• 客户端每次先读一个int型的控制数据代表接下来要读的字节数，然后再读数据。如果控制数据为0代表传输结束。
• 需要注意的是，recv的第四个参数要设置为阻塞，MSG_WAITALL，即不满足所读长度时就一直阻塞；
• 客户端每次读完数据都要和本次数据的控制数据对比，查看长度是否一致，不一致证明传输出差错，打印提示信息，退出客户端，重新进行下载。

客户端信息显示

• 客户端每成功接收一组数据，显示当前的下载进度百分比，通过\r回到行首来覆盖重写。
• 客户端根据下载进度打印若个标志字符来显示动态进度条。
• 可以 通过获取当前窗口的winsize结构体来确定需要打印的进度条长度，从而适应不同大小的窗口。
• 参考链接：linux获取终端窗口的大小方法

代码实现

头文件

#pragma once
#include <fun.h> //包含各种需要用到的标准库和Linux库和一个检查返回值的宏定义，省略

#define FILENAME "test.txt"
//子进程状态信息数据结构

typedef struct{

    int pid;//进程号	

    int fd;	//通信套接字
 
    int busy;//进程状态，0代表阻塞，1代表运行，-1代表死亡

}pro_data;

// 用来传输文件的数据结构
typedef struct{

    int len;//控制信息，提示接下来的字节长度

    char p[1024];//真正的数据信息

}Train_t;

//创建num子进程，传出参数p保存各个子进程的状态信息队列
int fork_child(int num,pro_data * p);

//向传入的套接字传输文件
int transp(int);

//子进程工作函数，传入参数是其与父进程通信的套接字接口
int work(int);

//传送文件描述符，第一个参数是目的描述符，第二个参数是要传送的文件描述符
int sendFD(int,int);

//接收文件描述符，第一个参数是接收信息的套接字描述符，第二个参数是传出参数，传出接收的文件描述符
int recvFD(int,int *);

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客户端

#include <fun.h>
#include "pool.h"
int main(int args,char *argv[])
{
   
    struct winsize wsize;
    ioctl(STDOUT_FILENO, TIOCGWINSZ, &wsize);
    
    ARG_CHECK(args,3);
    int sfd = tcp_connect(argv[1],atoi(argv[2]));
    RET_CHECK(sfd,-1,"client tcp connetc");

    printf("successfully connetc server.\n");

    Train_t train;
    int ret;
    //get filename and create file
    int len;
    ret =  recv(sfd,&len,4,0);
    RET_CHECK(ret,-1,"服务器已满负荷，请稍候再试");
    ret = recv(sfd,train.p,len,0);
    RET_CHECK(ret,-1,"getfilename");
    train.p[ret]='\0';
    int fd = open(train.p,O_RDWR|O_CREAT,0666);
    if(fd==-1)
    {
   
        printf("文件创建失败，可能存在同名文件!client exit.\n");
        close(sfd);
        return 0;
    }
    //get size of file 
    int size;
    ret = recv(sfd,&size,sizeof(int),0);
    RET_CHECK(fd,-1,"recv");
    printf("the size of file is %d\n",size);
    printf("start downloading file %s\n",train.p);
    int getsize = 0;
    while(1)
    {
   
        ret = recv(sfd,&len,4,MSG_WAITALL);
        RET_CHECK(ret,-1,"getlen");
        if(len == 0 && ret == 4)
        {
   
            printf("\r");
            printf(">进度：%5.2f%s 已下载：%d",(double)getsize/size*100,"%",getsize);
            for(int i = 0;i<(getsize/size)*(wsize.ws_row-35);i++)
            {
   
  
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