socket程式設計實現檔案傳輸功能

這節我們來完成 socket 檔案傳輸程式，這是一個非常實用的例子。要實現的功能為：client 從 server 下載一個檔案並儲存到本地。

編寫這個程式需要注意兩個問題：
1) 檔案大小不確定，有可能比緩衝區大很多，呼叫一次 write()/send() 函數不能完成檔案內容的傳送。接收資料時也會遇到同樣的情況。

要解決這個問題，可以使用 while 迴圈，例如：

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

//Client 程式碼
int nCount;
while( (nCount = recv(clntSock, buffer, BUF_SIZE, 0)) > 0 ){
    fwrite(buffer, nCount, 1, fp);
}

對於 Server 端的程式碼，當讀取到檔案末尾，fread() 會返回 0，結束回圈。

對於 Client 端程式碼，有一個關鍵的問題，就是檔案傳輸完畢後讓 recv() 返回 0，結束 while 迴圈。

注意：讀取完緩衝區中的資料 recv() 並不會返回 0，而是被阻塞，直到緩衝區中再次有資料。

2) Client 端如何判斷檔案接收完畢，也就是上面提到的問題——何時結束 while 迴圈。

最簡單的結束 while 迴圈的方法當然是檔案接收完畢後讓 recv() 函數返回 0，那麼，如何讓 recv() 返回 0 呢？recv() 返回 0 的唯一時機就是收到FIN包時。

FIN 包表示資料傳輸完畢，計算機收到 FIN 包後就知道對方不會再向自己傳輸資料，當呼叫 read()/recv() 函數時，如果緩衝區中沒有資料，就會返回 0，表示讀到了”socket檔案的末尾“。

這裡我們呼叫 shutdown() 來傳送FIN包：server 端直接呼叫 close()/closesocket() 會使輸出緩衝區中的資料失效，檔案內容很有可能沒有傳輸完畢連線就斷開了，而呼叫 shutdown() 會等待輸出緩衝區中的資料傳輸完畢。

本節以Windows為例演示檔案傳輸功能，Linux與此類似，不再贅述。請看下面完整的程式碼。

伺服器端 server.cpp：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <winsock2.h>
#pragma comment (lib, "ws2_32.lib")  //載入 ws2_32.dll

#define BUF_SIZE 1024

int main(){
    //先檢查檔案是否存在
    char *filename = "D:send.avi";  //檔名
    FILE *fp = fopen(filename, "rb");  //以二進位制方式開啟檔案
    if(fp == NULL){
        printf("Cannot open file, press any key to exit!n");
        system("pause");
        exit(0);
    }

    WSADATA wsaData;
    WSAStartup( MAKEWORD(2, 2), &wsaData);
    SOCKET servSock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

    sockaddr_in sockAddr;
    memset(&sockAddr, 0, sizeof(sockAddr));
    sockAddr.sin_family = PF_INET;
    sockAddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
    sockAddr.sin_port = htons(1234);
    bind(servSock, (SOCKADDR*)&sockAddr, sizeof(SOCKADDR));
    listen(servSock, 20);

    SOCKADDR clntAddr;
    int nSize = sizeof(SOCKADDR);
    SOCKET clntSock = accept(servSock, (SOCKADDR*)&clntAddr, &nSize);

    //迴圈傳送資料，直到檔案結尾
    char buffer[BUF_SIZE] = {0};  //緩衝區
    int nCount;
    while( (nCount = fread(buffer, 1, BUF_SIZE, fp)) > 0 ){
        send(clntSock, buffer, nCount, 0);
    }

    shutdown(clntSock, SD_SEND);  //檔案讀取完畢，斷開輸出流，向用戶端傳送FIN包
    recv(clntSock, buffer, BUF_SIZE, 0);  //阻塞，等待用戶端接收完畢

    fclose(fp);
    closesocket(clntSock);
    closesocket(servSock);
    WSACleanup();

    system("pause");
    return 0;
}

用戶端程式碼：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <WinSock2.h>
#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")

#define BUF_SIZE 1024

int main(){
    //先輸入檔名，看檔案是否能建立成功
    char filename[100] = {0};  //檔名
    printf("Input filename to save: ");
    gets(filename);
    FILE *fp = fopen(filename, "wb");  //以二進位制方式開啟（建立）檔案
    if(fp == NULL){
        printf("Cannot open file, press any key to exit!n");
        system("pause");
        exit(0);
    }

    WSADATA wsaData;
    WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData);
    SOCKET sock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);

    sockaddr_in sockAddr;
    memset(&sockAddr, 0, sizeof(sockAddr));
    sockAddr.sin_family = PF_INET;
    sockAddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
    sockAddr.sin_port = htons(1234);
    connect(sock, (SOCKADDR*)&sockAddr, sizeof(SOCKADDR));

    //迴圈接收資料，直到檔案傳輸完畢
    char buffer[BUF_SIZE] = {0};  //檔案緩衝區
    int nCount;
    while( (nCount = recv(sock, buffer, BUF_SIZE, 0)) > 0 ){
        fwrite(buffer, nCount, 1, fp);
    }
    puts("File transfer success!");

    //檔案接收完畢後直接關閉通訊端，無需呼叫shutdown()
    fclose(fp);
    closesocket(sock);
    WSACleanup();
    system("pause");
    return 0;
}

在D槽中準備好send.avi檔案，先執行 server，再執行 client：
Input filename to save: D:recv.avi↙
//稍等片刻後
File transfer success!

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

注意 server.cpp 第42行程式碼，recv() 並沒有接收到 client 端的資料，當 client 端呼叫 closesocket() 後，server 端會收到FIN包，recv() 就會返回，後面的程式碼繼續執行。