Socket知识汇总 | 20-编程实现文件传输

本文要实现的功能为：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：

//Server 代码
int nCount;
while( (nCount = fread(buffer, 1, BUF_SIZE, fp)) > 0 ){
    send(sock, buffer, nCount, 0);
}

//Client 代码
int nCount;
while( (nCount = recv(clntSock, buffer, BUF_SIZE, 0)) > 0 ){
    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“。

这里调用 shutdown() 来发送FIN包：server 端直接调用 close() 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。

服务器端 server.c：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>

#define BUF_SIZE 1024

int main(){
    //先检查文件是否存在
    char *filename = "send";  //文件名
    FILE *fp = fopen(filename, "rb");  //以二进制方式打开文件
    if(fp == NULL){
        printf("Cannot open file, press any key to exit!\n");
        system("read");
        exit(0);
    }

    //创建套接字
    int servSock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

    //绑定套接字
    struct sockaddr_in sockAddr;
    memset(&sockAddr, 0, sizeof(sockAddr));  //每个字节都用0填充
    sockAddr.sin_family = PF_INET;  //使用IPv4地址
    sockAddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");  //具体的IP地址
    sockAddr.sin_port = htons(1234);  //端口
    bind(servSock, (struct sockaddr*)&sockAddr, sizeof(sockAddr));

    //进入监听状态
    listen(servSock, 20);

    //接收客户端请求
    struct sockaddr_in clntAddr;
    socklen_t nSize = sizeof(clntAddr);
    int clntSock = accept(servSock, (struct sockaddr*)&clntAddr, &nSize);

    //循环发送数据，直到文件结尾
    char buffer[BUF_SIZE] = {0};  //缓冲区
    int nCount;
    while( (nCount = fread(buffer, 1, BUF_SIZE, fp)) > 0 ){
        send(clntSock, buffer, nCount, 0);
    }

    shutdown(clntSock, SHUT_WR);  //文件读取完毕，断开输出流，向客户端发送FIN包
    recv(clntSock, buffer, BUF_SIZE, 0);  //阻塞，等待客户端接收完毕

    fclose(fp);
    close(clntSock);
    close(servSock);

    system("read");
    return 0;
}

客户端 client.c：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>

#define BUF_SIZE 1024

int main(){
    //先输入文件名，看文件是否能创建成功
    char filename[100] = {0};  //文件名
    printf("Input filename to save: ");
    gets(filename);
    FILE *fp = fopen(filename, "wb");  //以二进制方式打开（创建）文件
    if(fp == NULL){
        printf("Cannot open file, press any key to exit!\n");
        system("read");
        exit(0);
    }

    //向服务器发起请求
    struct sockaddr_in sockAddr;
    memset(&sockAddr, 0, sizeof(sockAddr));  //每个字节都用0填充
    sockAddr.sin_family = PF_INET;
    sockAddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
    sockAddr.sin_port = htons(1234);

    //创建套接字
    int sock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
    connect(sock, (struct sockaddr*)&sockAddr, sizeof(sockAddr));
	
    //循环接收数据，直到文件传输完毕
    char buffer[BUF_SIZE] = {0};  //文件缓冲区
    int nCount;
    while( (nCount = recv(sock, buffer, BUF_SIZE, 0)) > 0 ){
        fwrite(buffer, nCount, 1, fp);
    }
    puts("File transfer success!");
	
    //文件接收完毕后直接关闭套接字，无需调用shutdown()
    fclose(fp);
    close(sock);
    system("read");
    return 0;
}

在当前目录中准备好 send 文件，先运行 server，再运行 client：

Input filename to save: recv

稍等片刻后：

File transfer success!
sh: 1: read: arg count

显示当前目录可以看到 recv，大小和 send 相同。

$ ll -h
total 76K
drwxrwxr-x 2 book book 4.0K 8月   1 10:42 ./
drwxrwxr-x 7 book book 4.0K 8月   1 10:01 ../
-rwxrwxr-x 1 book book 9.2K 8月   1 10:30 client*
-rwxrwxr-x 1 book book 1.4K 8月   1 10:30 client.c*
-rw-rw-r-- 1 book book  14K 8月   1 10:42 recv
-rwxrwxr-x 1 book book  14K 8月   1 10:28 send*
-rwxrwxr-x 1 book book  14K 8月   1 10:41 server*
-rwxrwxr-x 1 book book 1.7K 8月   1 10:41 server.c*

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

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