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c++ - 通过 TCP 套接字发送文件 C++ | 视窗

问题描述

我想在 Windows 上通过 C++ 中的 TCP 套接字发送文件，一切正常，但是我不能发送这样的大文件，我知道 TCP 作为任何协议都有它的局限性，比如我不能发送超过 64KB每个数据包，我的方法适用于小文件大小（测试全部高达 12KB），但我想发送 LARGE 文件，如 ubuntu 或 windows 的 iso 图像，它们肯定大于 12 个完全打包的数据包等。

服务器

int filesize = 0;
int err = recv(conn, (char*)&filesize, sizeof(filesize), 0);
if (err <= 0)
{
    printf("recv: %d\n", WSAGetLastError());
    clean(conn);
}
printf("recv %d bytes [OK]\n", err);

char* buffer = new char[filesize];
ZeroMemory(buffer, filesize);
err = recv(conn, buffer, filesize, MSG_WAITALL);
if (err <= 0)
{
    printf("recv: %d\n", WSAGetLastError());
    clean(conn);
}
printf("recv %d bytes [OK]\n", err);

ofstream file("a.txt", ios::binary);
file.write(buffer, filesize);
delete[] buffer;
file.close();

客户

ifstream file("a.txt", ios::binary);
file.seekg(0, ios::end);
int size = file.tellg();
file.seekg(0, ios::beg);
char* buffer = new char[size];
file.read(buffer, size);
file.close();

int* fsize = &size;
int err = send(client, (char*)fsize, sizeof(int), 0);
if (err <= 0)
{
    printf("send: %d\n", WSAGetLastError());
}
printf("send %d bytes [OK]\n", err);

err = send(client, buffer, size, 0);
if (err <= 0)
{
    printf("send: %d\n", WSAGetLastError());
}
printf("send %d bytes [OK]\n", err);
delete[] buffer;

双方的所有值都已初始化，并且错误处理做得很好，如果我有问题，我会说的。我决定使用 MSG_WAITALL 因为我想这适合这种情况，请更正我的代码以接收/发送，如果可能的话重构它，如果有解释会更好，这样每个人都可以学习更好地编码，谢谢)))

标签： c++winsockwinsock2winsockets

解决方案

应该从您的问题下面的评论中删除的一个主要观点是，send并且recv是善变的。仅仅因为你写send(buffer with 100 bytes)并不意味着它会发送 100 个字节。它可以发送 25 个字节或 99 个字节，或者完全失败。由您决定获取返回值并计算仍需要发送的内容。

也一样recv。如果你写recv(buffer with 100 bytes)是因为你期望 100 个字节，它只能抓取 25 个字节或 99 个字节，或者完全失败。同样，由您决定使用该返回值并计算仍需要接收的内容。

文件 I/O 完全不同。如果您想将 100 个字节写入文件，那么如果方法没有失败，则保证会写入这 100 个字节。因此，当使用过文件 I/O 的人转向套接字 I/O 时，通常最终会混淆为什么事情没有正确发送或接收。

套接字编程中比较棘手的部分之一是知道您需要接收多少数据。您通过首先发送文件的长度来解决这个问题。服务器将知道读取该值，然后继续读取直到满足该值。

一些协议，如 HTTP，将使用分隔符（在 HTTP 的情况下\r\n\r\n）在数据包结束时发出信号。所以，作为一个套接字程序员，你会recv一直循环直到这 4 个字节被读取。

我整理了一个关于如何完成发送和接收大文件的示例（这将处理最长为 9,223,372,036,854,775,807 的文件）。这不是纯C++，因为时间不够，我在一些地方作弊。出于同样的原因，我使用了一些仅限 Windows 的结构。

那么让我们来看看它：

int64_t GetFileSize(const std::string& fileName) {
    // no idea how to get filesizes > 2.1 GB in a C++ kind-of way.
    // I will cheat and use Microsoft's C-style file API
    FILE* f;
    if (fopen_s(&f, fileName.c_str(), "rb") != 0) {
        return -1;
    }
    _fseeki64(f, 0, SEEK_END);
    const int64_t len = _ftelli64(f);
    fclose(f);
    return len;
}

///
/// Recieves data in to buffer until bufferSize value is met
///
int RecvBuffer(SOCKET s, char* buffer, int bufferSize, int chunkSize = 4 * 1024) {
    int i = 0;
    while (i < bufferSize) {
        const int l = recv(s, &buffer[i], __min(chunkSize, bufferSize - i), 0);
        if (l < 0) { return l; } // this is an error
        i += l;
    }
    return i;
}

///
/// Sends data in buffer until bufferSize value is met
///
int SendBuffer(SOCKET s, const char* buffer, int bufferSize, int chunkSize = 4 * 1024) {

    int i = 0;
    while (i < bufferSize) {
        const int l = send(s, &buffer[i], __min(chunkSize, bufferSize - i), 0);
        if (l < 0) { return l; } // this is an error
        i += l;
    }
    return i;
}

//
// Sends a file
// returns size of file if success
// returns -1 if file couldn't be opened for input
// returns -2 if couldn't send file length properly
// returns -3 if file couldn't be sent properly
//
int64_t SendFile(SOCKET s, const std::string& fileName, int chunkSize = 64 * 1024) {

    const int64_t fileSize = GetFileSize(fileName);
    if (fileSize < 0) { return -1; }

    std::ifstream file(fileName, std::ifstream::binary);
    if (file.fail()) { return -1; }

    if (SendBuffer(s, reinterpret_cast<const char*>(&fileSize),
        sizeof(fileSize)) != sizeof(fileSize)) {
        return -2;
    }

    char* buffer = new char[chunkSize];
    bool errored = false;
    int64_t i = fileSize;
    while (i != 0) {
        const int64_t ssize = __min(i, (int64_t)chunkSize);
        if (!file.read(buffer, ssize)) { errored = true; break; }
        const int l = SendBuffer(s, buffer, (int)ssize);
        if (l < 0) { errored = true; break; }
        i -= l;
    }
    delete[] buffer;

    file.close();

    return errored ? -3 : fileSize;
}

//
// Receives a file
// returns size of file if success
// returns -1 if file couldn't be opened for output
// returns -2 if couldn't receive file length properly
// returns -3 if couldn't receive file properly
//
int64_t RecvFile(SOCKET s, const std::string& fileName, int chunkSize = 64 * 1024) {
    std::ofstream file(fileName, std::ofstream::binary);
    if (file.fail()) { return -1; }

    int64_t fileSize;
    if (RecvBuffer(s, reinterpret_cast<char*>(&fileSize),
            sizeof(fileSize)) != sizeof(fileSize)) {
        return -2;
    }

    char* buffer = new char[chunkSize];
    bool errored = false;
    int64_t i = fileSize;
    while (i != 0) {
        const int r = RecvBuffer(s, buffer, (int)__min(i, (int64_t)chunkSize));
        if ((r < 0) || !file.write(buffer, r)) { errored = true; break; }
        i -= r;
    }
    delete[] buffer;

    file.close();

    return errored ? -3 : fileSize;
}

发送和接收缓冲区

在顶部，我们有两种方法可以处理内存中的缓冲区。您可以向它发送任何大小的任何缓冲区（在此处保持合理），并且这些方法将发送和接收，直到传递的所有字节都已传输。

这就是我上面所说的。它占用缓冲区并循环，直到所有字节都已成功发送或接收。在这些方法完成后，您可以保证传输所有数据（只要返回值为零或正数）。

您可以定义“块大小”，它是方法将用于发送或接收数据的数据块的默认大小。我确信可以通过使用比当前设置的值更合适的值来优化这些值，但我不知道这些值是什么。将它们保留为默认值是安全的。我认为以当今计算机的速度，如果您将其更改为其他东西，您不会注意到太大的差异。

发送和接收文件

处理文件的代码本质上与缓冲区代码几乎相同。同样的想法，除了现在我们可以假设如果缓冲区方法的返回值大于零，那么它是成功的。所以代码稍微简单一些。我使用 64KB 的块大小......没有特殊原因。这次，块大小决定了从文件 I/O 操作中读取的数据量，而不是从套接字 I/O 中读取的数据量。

测试服务器和客户端

为了完整起见，我使用下面的代码来测试我在磁盘上的一个 5.3 GB 文件。我基本上只是以一种非常精简的方式重新编写了 Microsoft 的客户端/服务器示例。

#pragma comment(lib, "Ws2_32.lib")
#include <iostream>
#include <winsock2.h>
#include <ws2tcpip.h>
#include <fstream>

DWORD __stdcall ClientProc(LPVOID param) {

    struct addrinfo hints = { 0 }, * result, * ptr;
    hints.ai_family = AF_UNSPEC;
    hints.ai_socktype = SOCK_STREAM;
    hints.ai_protocol = IPPROTO_TCP;

    if (getaddrinfo("127.0.0.1", "9001", &hints, &result) != 0) {
        return ~0;
    }

    SOCKET client = INVALID_SOCKET;
    for (ptr = result; ptr != NULL; ptr = ptr->ai_next) {
        client = socket(ptr->ai_family, ptr->ai_socktype, ptr->ai_protocol);
        if (client == SOCKET_ERROR) {
            // TODO: failed (don't just return, cleanup)
        }
        if (connect(client, ptr->ai_addr, (int)ptr->ai_addrlen) == SOCKET_ERROR) {
            closesocket(client);
            client = INVALID_SOCKET;
            continue;
        }
        break;
    }
    freeaddrinfo(result);

    if (client == SOCKET_ERROR) {
        std::cout << "Couldn't create client socket" << std::endl;
        return ~1;
    }

    int64_t rc = SendFile(client, "D:\\hugefiletosend.bin");
    if (rc < 0) {
        std::cout << "Failed to send file: " << rc << std::endl;
    }

    closesocket(client);

    return 0;
}

int main()
{
    WSADATA wsaData;
    WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData);

    {
        struct addrinfo hints = { 0 };
        hints.ai_family = AF_INET;
        hints.ai_socktype = SOCK_STREAM;
        hints.ai_protocol = IPPROTO_TCP;
        hints.ai_flags = AI_PASSIVE;

        struct addrinfo* result = NULL;
        if (0 != getaddrinfo(NULL, "9001", &hints, &result)) {
            // TODO: failed (don't just return, clean up)
        }

        SOCKET server = socket(result->ai_family, result->ai_socktype, result->ai_protocol);
        if (server == INVALID_SOCKET) {
            // TODO: failed (don't just return, clean up)
        }

        if (bind(server, result->ai_addr, (int)result->ai_addrlen) == INVALID_SOCKET) {
            // TODO: failed (don't just return, clean up)
        }
        freeaddrinfo(result);

        if (listen(server, SOMAXCONN) == SOCKET_ERROR) {
            // TODO: failed (don't just return, clean up)
        }

        // start a client on another thread
        HANDLE hClientThread = CreateThread(NULL, 0, ClientProc, NULL, 0, 0);

        SOCKET client = accept(server, NULL, NULL);

        const int64_t rc = RecvFile(client, "D:\\thetransmittedfile.bin");
        if (rc < 0) {
            std::cout << "Failed to recv file: " << rc << std::endl;
        }

        closesocket(client);
        closesocket(server);

        WaitForSingleObject(hClientThread, INFINITE);
        CloseHandle(hClientThread);
    }
    WSACleanup();
    return 0;
}

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