如何实现限制上传或下载速度

预备知识

1.gettimeofday函数

作用：

在C语言中可以使用函数gettimeofday()函数来得到时间。它的精度可以达到微妙。

函数原型：

#include<sys/time.h>

int gettimeofday(struct timeval*tv,struct timezone *tz )

返回值：

函数执行成功后返回0，失败后返回-1，错误代码存于errno中。

gettimeofday()会把目前的时间用tv 结构体返回，当地时区的信息则放到tz所指的结构中。

timeval结构体定义为：

struct  timeval{long  tv_sec;/*秒*/long  tv_usec;/*微妙*/
}；

timezone结构体定义为：

struct  timezone{int tz_minuteswest;/*和greenwich 时间差了多少分钟*/int tz_dsttime;/*type of DST correction*/
}

注意：

在gettimeofday()函数中tv或者tz都可以为空。如果为空则就不返回其对应的结构体。

2.nanosleep函数

作用：

挂起调用进程/线程的执行，直到至少经过*req中指定的时间，或者传递触发调用线程中处理程序调用或终止进程的信号。

函数原型：

#include <time.h>

int nanosleep(const struct timespec *req, struct timespec *rem);

struct timespec {time_t tv_sec;        /* 秒 */long   tv_nsec;       /* 纳秒 */
};

返回值：

成功休眠所请求的间隔后，返回0。如果调用被信号处理程序中断或遇到错误，则返回-1，并设置errno指示错误。

限速功能的实现

限速的关键是睡眠，如果发现当前传输速度超过最大传输速度就让进程睡眠。

传输速度=传输字节数/传输时间

如果当前传输速度>最大传输速度

则睡眠时间=(当前传输速度/最大传输速度-1)*当前传输时间

1.传输之前，先获取当前时间的秒数和微秒数并进行记录，每当传输1024字节之后，就判断当前的传输速度

 char buf[1024];//开始传输之前的时间//获取当前时间的秒数和微秒数sess->bw_transfer_start_sec = get_time_sec();sess->bw_transfer_start_usec = get_time_usec();//这是一个循环，所以能实现上传大文件while (1) {//从数据套接字接收数据ret = read(sess->data_fd, buf, sizeof(buf));if (ret == -1) {if (errno == EINTR) {continue;} else {flag = 2;break;}}else if (ret == 0) {flag = 0;break;}//读取了一定数据之后需要判断是否限速limit_rate(sess, ret, 1);//睡醒之后判断是否收到了abor，如果是直接break,其实没有也可以，返回去//的时候read会返回-1，因为已经关闭了数据连接套接字了if (sess->abor_received) {flag = 2;break;}//写入文件中if (writen(fd, buf, ret) != ret) {flag = 1;break;}}

2.判断是否超速，如果超速，进行休眠

当传输了1024字节之后，获取当前时间，通过流过的时间以及在该时间内传输的字节数计算当前的传输速度。

如果没有超过最大传输速度，说明不需要进行休眠限速，但是也要更新时间，以便下次判断。

如果超过最大传输速度，那么计算应该休眠的时间，睡眠时间=（当前传输速度/最大传输速度-1）*当前传输时间，然后进行休眠。

//限速，计算睡眠时间，第二个参数是当前传输的字节数
void limit_rate(session_t *sess, int bytes_transfered, int is_upload)
{//表明处于数据传输的状态sess->data_process = 1;// 睡眠时间=（当前传输速度/最大传输速度-1）*当前传输时间;long curr_sec = get_time_sec();long curr_usec = get_time_usec();//流过的时间，当前所用的传输时间double elapsed;elapsed = (double)(curr_sec - sess->bw_transfer_start_sec);//秒+微秒elapsed += (double)(curr_usec - sess->bw_transfer_start_usec) / (double)1000000;if (elapsed <= (double)0) {//等于0的情况有可能，因为传的太快了elapsed = (double)0.01;}// 计算当前传输速度，传输的量除以传输时间,忽略了传输速度的小数部分unsigned int bw_rate = (unsigned int)((double)bytes_transfered / elapsed);double rate_ratio;//上传if (is_upload) {//当前速度小于上传速度if (bw_rate <= sess->bw_upload_rate_max) {// 不需要限速，也需要更新时间sess->bw_transfer_start_sec = curr_sec;sess->bw_transfer_start_usec = curr_usec;return;}//根据公式进行计算rate_ratio = bw_rate / sess->bw_upload_rate_max;}//下载else {if (bw_rate <= sess->bw_download_rate_max) {//不需要限速 sess->bw_transfer_start_sec = curr_sec;sess->bw_transfer_start_usec = curr_usec;return;}rate_ratio = bw_rate / sess->bw_download_rate_max;}//计算睡眠时间//睡眠时间=（当前传输速度/最大传输速度-1）*当前传输时间��;double pause_time;//需要睡眠的时间pause_time = (rate_ratio - (double)1) * elapsed;//进行睡眠nano_sleep(pause_time);//更新时间，下一次要开始传输的时间更新为当前时间sess->bw_transfer_start_sec = get_time_sec();sess->bw_transfer_start_usec = get_time_usec();}

休眠函数的选择

sleep函数中有说明：

而我们在空闲断开中会使用alarm函数，所以这里就不选择sleep函数，而是选择nanosleep函数。