文件传输服务器

项目介绍

文件传输系统，实现为客户端和服务器，主要功能包括文件的分片传输、下载、上传、暂停、和继续。

功能介绍

• 允许多个客户端连接服务器，服务器与每个客户端保持长连接，持续处理客户端业务需求，直至一方主动关闭连接为止。（线程池）
• 客户端可浏览服务器上的可选文件，可从服务器的可选文件中下载指定文件，可向服务器上传文件。（socket）
• 对于大文件，允许客户端在传输过程中主动暂停，在暂停后选择继续传输或取消此次传输。（分片）
• 文件传输时，携带文件内容的md5值，以校验文件的正确性。

各模块介绍

socket模块

• 封装sockaddr_in和sockaddr_in6结构，实现为IPAddress类，支持创建IPv4/IPv6地址；
• 封装底层socket接口，包括bind,listen,accept,connect,send,recv等，实现为Socket类；
• 利用select特性，设置超时时间为0，持续监控socket fd并循环recv缓冲区字节，实现清空socket接收缓冲区的功能；

线程同步模块

• 基于sem_t封装信号量；
• 基于pthread_mutex_t封装互斥量；
• 基于pthread_rwlock_t封装读写锁；

线程池模块

• 实现为ThreadPool类；
• 在类的构造函数中预先创建n个线程，即为服务器的工作线程。每个线程的入口函数绑定为 持续从任务队列中取任务并执行 的操作。捕获执行任务时子线程出现的异常，避免影响服务进程。
• 当任务队列为空时，工作线程阻塞在条件变量处等待被唤醒。ThreadPool类提供向任务队列中添加任务的接口，每添加一个任务，使用条件变量唤醒一个线程；
• 析构函数中唤醒所有线程以完成剩余任务；
• 本项目中，每个任务即为服务器处理客户端的通用接口handle_client()；

服务器模块

• 实现为FileServer类，支持监听多个socket，创建线程池；
• 注册信号处理函数，忽略SIGPIPE信号，避免客户端异常退出时导致服务端工作线程异常，进而导致的服务进程异常；
• 服务器启动后，遍历socket监听数组，如果与客户端成功建立连接，则创建新的socket与客户端通信，并向线程池中添加新任务，同时绑定业务处理接口与通信socket。此时主线程持续监听socket，工作线程与客户端保持连接，持续处理客户端发起的业务需求，以此实现服务器的并发响应；
• 提供向客户端发送可选文件列表、发送文件、接收文件三个接口。

客户端模块

• 提供向服务器发送业务需求的接口，包括请求可选文件列表、下载文件、上传文件。

文件操作模块

• 定义用于文件传输的数据发送包格式和响应包格式。通信双方维护自己的FileCTX结构，以记录接收到的分片id和数据内容；
• 提供服务器端和客户端分片发送与分片接收的方法，默认分片大小为10*1024字节。不完整的分片保存在进程内存空间中，多线程操作时加锁保护。分片收齐后写入文件，并对比文件内容的md5与文件摘要中md5的一致性，不一致则报错终止进程。每一次发送/接收后（包括暂停、完毕），都清空通信双方的socket接收缓冲区，避免历史数据被接收。
• 其中，客户端可主动暂停/继续发送和接收过程，实现为开始发送/接收时，以非阻塞形式启动一个监控线程，持续监控终端输入，当收到终端的暂停信号时，暂停发送/接收，回收监控线程并通知服务端。后双方阻塞等待用户的继续或取消信号。
• 提供计算文件内容md5值的方法；

快速开始

• 目前是使用终端与用户通信，./tests/test_server为服务端启动程序，绑定ip为127.0.0.1，端口号为1234。./tests/test_client为客户端启动程序，启动后需用户输入服务器ip和端口号。
• 服务器和客户端集成为./tests/test，在socketProgramming/tests/目录下执行./test由用户选择启动客户端还是服务器，若服务器未启动时启动客户端将连接失败。
• 编译步骤：
  • mkdir build;cd build;
  • make all -f ../Makefile
  • make install -f ../Makefile 编译生成静态库和动态库
• 使用：
  • g++ -o ./tests/client ./tests/test_client.cpp -L./bin -lfiletrans_static -lpthread 生成客户端
  • g++ -o ./tests/server ./tests/test_server.cpp -L./bin -lfiletrans_static -lpthread 生成服务端
  • g++ ./tests/test.cpp -o ./tests/test
  • cd ./tests; ./test 启动