C/C++大文件/数据网络传输方法总结

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在C/C++网络编程中不免会遇到需要传输大数据、大文件的情况，而由于socket本身缓冲区的限制，大概一次只能发送4K左右的数据，所以在传输大数据时客户端就需要进行分包，在目的地重新组包。而实际上已有一些消息/通讯中间件对此进行了封装，提供了直接发送大数据/文件的接口；除此之外，利用共享目录，ftp，ssh等系统命令来实现大文件/数据也不失为一种好的方法。

1.基础的基于socket进行传输

基础的基于socket进行传输关键在于控制，需要自己行分包和组包。

原理很简单那，我们就直接看一下代码吧。

   // file_server.c -- socket文件传输服务器端示例代码   // /  #include<netinet in.h="">   #include<sys types.h="">   #include<sys socket.h="">   #include<stdio.h>   #include<stdlib.h>   #include<string.h>   #define HELLO_WORLD_SERVER_PORT    6666 #define LENGTH_OF_LISTEN_QUEUE     20 #define BUFFER_SIZE                1024 #define FILE_NAME_MAX_SIZE         512 int main(int argc, char **argv)  {  // set socket's address information   // 设置一个socket地址结构server_addr,代表服务器internet的地址和端口  struct sockaddr_in   server_addr;  bzero(&server_addr, sizeof(server_addr));  server_addr.sin_family = AF_INET;  server_addr.sin_addr.s_addr = htons(INADDR_ANY);  server_addr.sin_port = htons(HELLO_WORLD_SERVER_PORT);  // create a stream socket   // 创建用于internet的流协议(TCP)socket，用server_socket代表服务器向客户端提供服务的接口  int server_socket = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);  if (server_socket < 0)  {  printf(Create Socket Failed!
);  exit(1);  }  // 把socket和socket地址结构绑定   if (bind(server_socket, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr)))  {  printf(Server Bind Port: %d Failed!
, HELLO_WORLD_SERVER_PORT);  exit(1);  }  // server_socket用于监听   if (listen(server_socket, LENGTH_OF_LISTEN_QUEUE))  {  printf(Server Listen Failed!
);  exit(1);  }  // 服务器端一直运行用以持续为客户端提供服务   while(1)  {  // 定义客户端的socket地址结构client_addr，当收到来自客户端的请求后，调用accept  // 接受此请求，同时将client端的地址和端口等信息写入client_addr中  struct sockaddr_in client_addr;  socklen_t          length = sizeof(client_addr);  // 接受一个从client端到达server端的连接请求,将客户端的信息保存在client_addr中  // 如果没有连接请求，则一直等待直到有连接请求为止，这是accept函数的特性，可以  // 用select()来实现超时检测   // accpet返回一个新的socket,这个socket用来与此次连接到server的client进行通信  // 这里的new_server_socket代表了这个通信通道  int new_server_socket = accept(server_socket, (struct sockaddr*)&client_addr, &length);  if (new_server_socket < 0)  {  printf(Server Accept Failed!
);  break;  }  char buffer[BUFFER_SIZE];  bzero(buffer, sizeof(buffer));  length = recv(new_server_socket, buffer, BUFFER_SIZE, 0);  if (length < 0)  {  printf(Server Recieve Data Failed!
);  break;  }  char file_name[FILE_NAME_MAX_SIZE + 1];  bzero(file_name, sizeof(file_name));  strncpy(file_name, buffer,  strlen(buffer) > FILE_NAME_MAX_SIZE ? FILE_NAME_MAX_SIZE : strlen(buffer));  FILE *fp = fopen(file_name, r);  if (fp == NULL)  {  printf(File:    %s Not Found!
, file_name);  }  else {  bzero(buffer, BUFFER_SIZE);  int file_block_length = 0;  while( (file_block_length = fread(buffer, sizeof(char), BUFFER_SIZE, fp)) > 0)  {  printf(file_block_length = %d
, file_block_length);  // 发送buffer中的字符串到new_server_socket,实际上就是发送给客户端  if (send(new_server_socket, buffer, file_block_length, 0) < 0)  {  printf(Send File:   %s Failed!
, file_name);  break;  }  bzero(buffer, sizeof(buffer));  }  fclose(fp);  printf(File:    %s Transfer Finished!
, file_name);  }  close(new_server_socket);  }  close(server_socket);  return 0;  }  </string.h></stdlib.h></stdio.h></sys></sys></netinet>

 //  // file_client.c  socket传输文件的client端示例程序   // ///  #include<netinet in.h="">                         // for sockaddr_in  #include<sys types.h="">                          // for socket  #include<sys socket.h="">                         // for socket  #include<stdio.h>                              // for printf  #include<stdlib.h>                             // for exit  #include<string.h>                             // for bzero  #define HELLO_WORLD_SERVER_PORT       6666 #define BUFFER_SIZE                   1024 #define FILE_NAME_MAX_SIZE            512 int main(int argc, char **argv)  {  if (argc != 2)  {  printf(Usage: ./%s ServerIPAddress
, argv[0]);  exit(1);  }  // 设置一个socket地址结构client_addr, 代表客户机的internet地址和端口  struct sockaddr_in client_addr;  bzero(&client_addr, sizeof(client_addr));  client_addr.sin_family = AF_INET; // internet协议族  client_addr.sin_addr.s_addr = htons(INADDR_ANY); // INADDR_ANY表示自动获取本机地址  client_addr.sin_port = htons(0); // auto allocated, 让系统自动分配一个空闲端口  // 创建用于internet的流协议(TCP)类型socket，用client_socket代表客户端socket  int client_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);  if (client_socket < 0)  {  printf(Create Socket Failed!
);  exit(1);  }  // 把客户端的socket和客户端的socket地址结构绑定   if (bind(client_socket, (struct sockaddr*)&client_addr, sizeof(client_addr)))  {  printf(Client Bind Port Failed!
);  exit(1);  }  // 设置一个socket地址结构server_addr,代表服务器的internet地址和端口  struct sockaddr_in  server_addr;  bzero(&server_addr, sizeof(server_addr));  server_addr.sin_family = AF_INET;  // 服务器的IP地址来自程序的参数   if (inet_aton(argv[1], &server_addr.sin_addr) == 0)  {  printf(Server IP Address Error!
);  exit(1);  }  server_addr.sin_port = htons(HELLO_WORLD_SERVER_PORT);  socklen_t server_addr_length = sizeof(server_addr);  // 向服务器发起连接请求，连接成功后client_socket代表客户端和服务器端的一个socket连接  if (connect(client_socket, (struct sockaddr*)&server_addr, server_addr_length) < 0)  {  printf(Can Not Connect To %s!
, argv[1]);  exit(1);  }  char file_name[FILE_NAME_MAX_SIZE + 1];  bzero(file_name, sizeof(file_name));  printf(Please Input File Name On Server.    );  scanf(%s, file_name);  char buffer[BUFFER_SIZE];  bzero(buffer, sizeof(buffer));  strncpy(buffer, file_name, strlen(file_name) > BUFFER_SIZE ? BUFFER_SIZE : strlen(file_name));  // 向服务器发送buffer中的数据，此时buffer中存放的是客户端需要接收的文件的名字  send(client_socket, buffer, BUFFER_SIZE, 0);  FILE *fp = fopen(file_name, w);  if (fp == NULL)  {  printf(File:    %s Can Not Open To Write!
, file_name);  exit(1);  }  // 从服务器端接收数据到buffer中   bzero(buffer, sizeof(buffer));  int length = 0;  while(length = recv(client_socket, buffer, BUFFER_SIZE, 0))  {  if (length < 0)  {  printf(Recieve Data From Server %s Failed!
, argv[1]);  break;  }  int write_length = fwrite(buffer, sizeof(char), length, fp);  if (write_length < length)  {  printf(File:    %s Write Failed!
, file_name);  break;  }  bzero(buffer, BUFFER_SIZE);  }  printf(Recieve File:     %s From Server[%s] Finished!
, file_name, argv[1]);  // 传输完毕，关闭socket   fclose(fp);  close(client_socket);  return 0;  }  </string.h></stdlib.h></stdio.h></sys></sys></netinet>

2.使用现有的通讯中间件

2.1 ActiveMQ 传送文件接口

为了解决传输大文件的问题，ActiveMQ在jms规范之外引入了jms streams的概念。PTP模式下，连到同一个destination的两端，可以通过broker中转来传输大文件。

发送端使用connection.createOutputStream打开一个输出流，往流里写文件。

OutputStream out =connection.createOutputStream(destination);

接收端则简单的使用connection.createInputStream拿到一个输入流，从中读取文件数据即可。

InputStream in = connection.createInputStream(destination)

详见：https://activemq.apache.org/jms-streams.html

2.2 ZeroMQ 接口

ZeroMQ没有直接提供传送文件的接口。但ZeroMQ中send（void * data, size_t len）接口已经做好了封装，可以send任意大小的数据。代码如下：

zmq::context_t ctx(1);
zmq::socket_t sock(ctx, ZMQ_REQ);sock.connect(tcp://192.168.20.111:20310);sock.send(pData,len);//数据大小没有限制，可以直接发送任意大小的数据char reply[100];
sock.recv (reply,100);sock.disconnect(addr);

接收端如下：

m_context = new zmq::context_t(1);m_socket = new zmq::socket_t (*m_context, ZMQ_REP);m_socket->bind (tcp://*:20310);zmq::message_t request;// Wait for next request from clientm_socket->recv (&request) // request可以接受发送来的任意大小的数据m_socket->send(ok,2);

是不是很简单呢？

3.基于共享文件、ftp、scp等

这就不细说了。要么就是写共享目录，要么就是调用系统命令。

4.总结

1)直接基于socket编程难度较高，所以不推荐。

2）使用现有的库方便，但需要学习。一般推荐。

3）共享文件、ftp、scp等难度低，简单易用，在符合使用场景时是首选。（但一些自命不凡的程序员或许会对你嗤之以鼻，考虑之...）