socket实现文件传输功能

Posted 2022-11-28 默一鸣

要实现的功能为：client 从 server 下载一个文件并保存到本地。

编写这个程序需要注意两个问题：
1) 文件大小不确定，有可能比缓冲区大很多，调用一次 write()/send() 函数不能完成文件内容的发送。接收数据时也会遇到同样的情况。

要解决这个问题，可以使用 while 循环，例如：

1. //Server 代码
2. int nCount;
3. while( (nCount = fread(buffer, 1, BUF_SIZE, fp)) > 0 )
4. send(sock, buffer, nCount, 0);
6.  
7. //Client 代码
8. int nCount;
9. while( (nCount = recv(clntSock, buffer, BUF_SIZE, 0)) > 0 )
10. fwrite(buffer, nCount, 1, fp);

对于 Server 端的代码，当读取到文件末尾，fread() 会返回 0，结束循环。

对于 Client 端代码，有一个关键的问题，就是文件传输完毕后让 recv() 返回 0，结束 while 循环。

注意：读取完缓冲区中的数据 recv() 并不会返回 0，而是被阻塞，直到缓冲区中再次有数据。

2) Client 端如何判断文件接收完毕，也就是上面提到的问题——何时结束 while 循环。

最简单的结束 while 循环的方法当然是文件接收完毕后让 recv() 函数返回 0，那么，如何让 recv() 返回 0 呢？recv() 返回 0 的唯一时机就是收到FIN包时。

FIN 包表示数据传输完毕，计算机收到 FIN 包后就知道对方不会再向自己传输数据，当调用 read()/recv() 函数时，如果缓冲区中没有数据，就会返回 0，表示读到了”socket文件的末尾“。

这里我们调用 shutdown() 来发送FIN包：server 端直接调用 close()/closesocket() 会使输出缓冲区中的数据失效，文件内容很有可能没有传输完毕连接就断开了，而调用 shutdown() 会等待输出缓冲区中的数据传输完毕。

本节以Windows为例演示文件传输功能，Linux与此类似，不再赘述。请看下面完整的代码。

服务器端 server.cpp：

1. #include <stdio.h>
2. #include <stdlib.h>
3. #include <winsock2.h>
4. #pragma comment (lib, "ws2_32.lib") //加载 ws2_32.dll
5.  
6. #define BUF_SIZE 1024
7.  
8. int main()
9. //先检查文件是否存在
10. char *filename = "D:\\\\send.avi"; //文件名
11. FILE *fp = fopen(filename, "rb"); //以二进制方式打开文件
12. if(fp == NULL)
13. printf("Cannot open file, press any key to exit!\\n");
14. system("pause");
15. exit(0);
17.  
18. WSADATA wsaData;
19. WSAStartup( MAKEWORD(2, 2), &wsaData);
20. SOCKET servSock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
21.  
22. sockaddr_in sockAddr;
23. memset(&sockAddr, 0, sizeof(sockAddr));
24. sockAddr.sin_family = PF_INET;
25. sockAddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
26. sockAddr.sin_port = htons(1234);
27. bind(servSock, (SOCKADDR*)&sockAddr, sizeof(SOCKADDR));
28. listen(servSock, 20);
29.  
30. SOCKADDR clntAddr;
31. int nSize = sizeof(SOCKADDR);
32. SOCKET clntSock = accept(servSock, (SOCKADDR*)&clntAddr, &nSize);
33.  
34. //循环发送数据，直到文件结尾
35. char buffer[BUF_SIZE] = 0; //缓冲区
36. int nCount;
37. while( (nCount = fread(buffer, 1, BUF_SIZE, fp)) > 0 )
38. send(clntSock, buffer, nCount, 0);
40.  
41. shutdown(clntSock, SD_SEND); //文件读取完毕，断开输出流，向客户端发送FIN包
42. recv(clntSock, buffer, BUF_SIZE, 0); //阻塞，等待客户端接收完毕
43.  
44. fclose(fp);
45. closesocket(clntSock);
46. closesocket(servSock);
47. WSACleanup();
48.  
49. system("pause");
50. return 0;

客户端代码：

1. #include <stdio.h>
2. #include <stdlib.h>
3. #include <WinSock2.h>
4. #pragma comment(lib, "ws2_32.lib")
5.  
6. #define BUF_SIZE 1024
7.  
8. int main()
9. //先输入文件名，看文件是否能创建成功
10. char filename[100] = 0; //文件名
11. printf("Input filename to save: ");
12. gets(filename);
13. FILE *fp = fopen(filename, "wb"); //以二进制方式打开（创建）文件
14. if(fp == NULL)
15. printf("Cannot open file, press any key to exit!\\n");
16. system("pause");
17. exit(0);
19.  
20. WSADATA wsaData;
21. WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData);
22. SOCKET sock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
23.  
24. sockaddr_in sockAddr;
25. memset(&sockAddr, 0, sizeof(sockAddr));
26. sockAddr.sin_family = PF_INET;
27. sockAddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
28. sockAddr.sin_port = htons(1234);
29. connect(sock, (SOCKADDR*)&sockAddr, sizeof(SOCKADDR));
30.  
31. //循环接收数据，直到文件传输完毕
32. char buffer[BUF_SIZE] = 0; //文件缓冲区
33. int nCount;
34. while( (nCount = recv(sock, buffer, BUF_SIZE, 0)) > 0 )
35. fwrite(buffer, nCount, 1, fp);
37. puts("File transfer success!");
38.  
39. //文件接收完毕后直接关闭套接字，无需调用shutdown()
40. fclose(fp);
41. closesocket(sock);
42. WSACleanup();
43. system("pause");
44. return 0;

在D盘中准备好send.avi文件，先运行 server，再运行 client：
Input filename to save: D:\\\\recv.avi↙
//稍等片刻后
File transfer success!

打开D盘就可以看到 recv.avi，大小和 send.avi 相同，可以正常播放。

注意 server.cpp 第42行代码，recv() 并没有接收到 client 端的数据，当 client 端调用 closesocket() 后，server 端会收到FIN包，recv() 就会返回，后面的代码继续执行。