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这节我们来完成 socket 文件传输程序,这是一个非常实用的例子。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:

问题1

§ 21.socket编程实现文件传输功能 - 图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);
  5. }
  6. // client 代码
  7. int nCount;
  8. while ((nCount=recv(clntSock, buffer, BUF_SIZE, 0)) > 0) {
  9. fwrite(buffer, nCount, 1, fp)
  10. }

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。

问题2

§ 21.socket编程实现文件传输功能 - 图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。

代码

服务器端

服务器端代码 sever.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. #define BUF_SIZE 1024
  6. int main() {
  7. // 先检查文件是否存在
  8. char const *filename = "D:\\test.txt";
  9. FILE *fp = fopen(filename, "rb"); // 以二进制方式打开文件
  10. if (fp == NULL){
  11. printf("Cannot open file, press any key to exit!\n");
  12. system("pause");
  13. exit(0);
  14. }
  15. // 创建套接字
  16. WSADATA wsaData;
  17. WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData);
  18. SOCKET servSock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
  19. // 绑定套接字
  20. sockaddr_in sockAddr;
  21. memset(&sockAddr, 0, sizeof(sockAddr));
  22. sockAddr.sin_family = PF_INET;
  23. sockAddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
  24. sockAddr.sin_port = htons(1234);
  25. bind(servSock, (SOCKADDR*)&sockAddr, sizeof(SOCKADDR));
  26. listen(servSock, 20);
  27. SOCKADDR clntAddr;
  28. int nSize = sizeof(SOCKADDR);
  29. SOCKET clntSock = accept(servSock, (SOCKADDR*)&clntAddr, &nSize);
  30. // 循环发送数据,直到文件结尾
  31. char buffer[BUF_SIZE] = {0}; // 缓冲区
  32. int nCount;
  33. while((nCount=fread(buffer, 1, BUF_SIZE, fp)) > 0) {
  34. send(clntSock, buffer, nCount, 0); // 将文件送入缓冲区
  35. }
  36. shutdown(clntSock, SD_SEND); // 文件读取完毕,断开输出流,向客户端发送FIN
  37. recv(clntSock, buffer, BUF_SIZE, 0); // 阻塞,等待客户端接收完毕
  38. fclose(fp);
  39. closesocket(clntSock);
  40. closesocket(servSock);
  41. WSACleanup();
  42. system("pause");
  43. return 0;
  44. }

客户端

客户端代码 client.cpp

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

编译好文件

  1. g++ server.cpp -o server.exe -lwsock32
  2. g++ client.cpp -o client.exe -lwsock32

在 D 盘中放 server.exe,然后在别的目录下放 client.exr。在 D 盘中准备好 test.txt 文件,先运行 server.exe,再运行 client.exe,

§ 21.socket编程实现文件传输功能 - 图3

接下来就可以看到 client.exe 同目录下有 test.txt 文件。