Linux系统下利用共享内存模拟迅雷下载

原创已于 2022-09-25 15:04:15 修改

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#linux #运维 #服务器

于 2022-09-25 14:59:50 首次发布

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我的思路比较简单，具体总结如下：

1、服务器端启动，直接将所有文件上传至共享内存区

2、在服务器端本次共模拟两个文件，视频文件 1.mp4、图片1.jpg，两个文件各开辟一块过程内存区

3、文件资源名字通过映射发送至两端

4、客户端启动，通过文件名字自主选择要下载的文件资源

5、主函数中由父进程创建两个兄弟进程，由父进程发送自定义信号，指挥其子进程进行下载

这里总结一下我遇到的比较大的问题：

1、如果上传文本文件，在客户端获取文件大小比较简单，strlen（）函数直接搞定，因为文本文件中存储的其实可以看成一个比较的字符串而已。

但是音视频以及图片类型的二进制文件，strlen（）函数则无法运用，我也尝试了不少方法，例如循序判断字符，lseek等等，都无济于事。所这里我再次开辟了一块共享内存区存储文件的大小。

2、如何通过父进程指挥其子进程去下载呢？

我是通过注册自定义信号SIGUSR1和SIGUSR2，然后通过kill（getpid（），执行函数）传递信号，去指挥子进程下载。

3、其他细微问题这里便不再赘述，都是一些变量未初始化、函数参数忘记使用、未删除映射区、未删除共享内存关联等等小问题。

废话不多说，上代码！

服务器端：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <sys/shm.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/mman.h>
#include <fcntl.h>
#include <error.h>
#include <string.h>
#include <time.h>
#include <signal.h>

#define SHMKEY01 100//1.jpg的共享内存区
#define SHMKEY02 200//1.mp4的共享内存区
#define SHMKEY03 300//1.txt的共享内存区
#define SIZE 4096000

int shmid,shmid02,shmid03;
char *buf = NULL;//共享内存1
char *buf02 = NULL;//共享内存2
int fp;//文件描述符1
int fp02;//文件描述符2
int fp03;//文件描述符3
int fd;//内存映射

static int num01=0;
static int num02=0;

typedef struct
{
	int n1;
	int n2;
}NUM;
NUM info[1];
NUM *buf03 = NULL;//共享内存3

int main(int argc,char *argv[])
{
	printf("文件正在上传服务器，请稍后...\n");
	sleep(3);
	printf("文件上传成功！\n");
	shmid = shmget(SHMKEY01, SIZE, 0664 | IPC_CREAT);
	if(shmid==-1)
	{
	       	printf("servre()...shmget() fail!\n");
		exit(1);
	}
	printf("server() shmid=%d\n",shmid);
	buf = (char *)shmat(shmid, NULL, 0);
	if(NULL == buf)
	{
		perror("error");
		exit(1);
	}
	fp = open("/home/lianpan/0924/homework/1.jpg",O_RDONLY);//上传图片1.jpg				
	int ret01 = read(fp,buf,SIZE);
	printf("当前服务器获取到文件1.jpg共%d个字节\n",ret01);
	info[0].n1 = ret01;

	shmid02 = shmget(SHMKEY02, SIZE, 0664 | IPC_CREAT);
	if(shmid02 == -1)
	{
	       	printf("servre()...shmget() fail!\n");
		exit(1);
	}
	printf("server() shmid02=%d\n",shmid02);
	buf02 = (char *)shmat(shmid02, NULL, 0);
	if(NULL == buf02)
	{
		perror("error");
		exit(1);
	}
	fp02 = open("/home/lianpan/0924/homework/1.mp4",O_RDONLY);//上传视频1.mp4
	int ret02 = read(fp02,buf02,SIZE);
	printf("当前服务器获取到文件1.mp4共%d个字节\n",ret02);
	info[0].n2 = ret02;

	shmid03 = shmget(SHMKEY03, 4, 0664 | IPC_CREAT);
	if(shmid03 == -1)
	{
	       	printf("servre()...shmget() fail!\n");
		exit(1);
	}
	printf("server() shmid03=%d\n",shmid03);
	buf03 = (NUM *)shmat(shmid03, NULL, 0);
	if(NULL == buf03)
	{
		perror("error");
		exit(1);
	}
	*buf03 = info[0];

	fd = open("readme.txt",O_RDWR|O_CREAT,0664);//readme.txt文件映射到共享内存区
	if(-1 == fd)
	{
		perror("内存映射失败");
		exit(-1);
	}
	int len = lseek(fd,0,SEEK_END);
	printf("当前服务器获取到文件readme.txt为%d个字节大小\n",len);
	system("ipcs -m");
//	printf("info[0].n1=%d,info[0].n2=%d\n",info[0].n1,info[0].n2);
	char *p = NULL;
	p = mmap(NULL,len,PROT_READ|PROT_WRITE,MAP_SHARED,fd,0);//将文件映射到共享内存
	if(p == MAP_FAILED)
	{
		perror("mmap error");
		exit(1);
	}
//	printf("文件read.txt的内容为：\n%s\n",p);

	munmap(p,len);//关闭映射区
	close(fp);//关闭文件描述符
	close(fp02);
	shmdt(buf);
	shmdt(buf02);
	sleep(15);

	return 0;
}

客户端：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h> 
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <sys/shm.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/mman.h>
#include <fcntl.h>
#include <error.h>
#include <string.h>
#include <time.h>
#include <signal.h>
#include <pthread.h>

#define SHMKEY01 100//1.jpg的共享内存区
#define SHMKEY02 200//1.mp4的共享内存区
#define SHMKEY03 300//1.txt的共享内存区
#define SIZE 4096000

int shmid,shmid02,shmid03;//共享内存返回值
int pid;//父子进程
char *buf = NULL;//共享内存1
char *buf02 = NULL;//共享内存2
//char *buf03 = NULL;//共享内存3
int fp;//文件描述符1
int fp02;//文件描述符2
int fp03;//文件描述符3
int fd;//内存映射
int len;//映射区内容大小
int num1 = 0;//接收文件大小
int num2 = 0;//接收文件大小

typedef struct
{
	int n1;
	int n2;
}NUM;
NUM *buf03 = NULL;

void client01()
{
	shmid = shmget(SHMKEY01, SIZE, 0);
	if(shmid==-1)
	{
	       	printf("servre()...shmget() fail!\n");
		exit(1);
	}
	printf("server() shmid=%d\n",shmid);
	buf = (char *)shmat(shmid, NULL, 0);
	if(NULL == buf)
	{
		perror("error");
		exit(1);
	}
	/*
	int mm=0;
	for(int j=0;;j++)
	{
		if(*(buf+j) == EOF)
			break;
		else 
			mm++;
	
	}
	printf("mm=%d\n",mm);
	int mmm = strlen(buf);
	printf("mmm=%d\n",mmm);
	*/
	fp = open("1.jpg",O_RDWR|O_CREAT,0777);
	int ret = write(fp,buf,num1);
	int n = lseek(fp,0,SEEK_END);
	printf("文件1.jpg的大小为：%d\n",n);
	if(ret == -1)
	{
		perror("write error");
		exit(1);
	}
	else
		printf("由共享内存区buf写入到文件1.jpg大小为：%d\n",n);
	close(fp);//此时就可以关闭文件描述符
}

void client02()
{
	shmid02 = shmget(SHMKEY02, SIZE, 0);
	if(shmid02 == -1)
	{
	       	printf("servre()...shmget() fail!\n");
		exit(1);
	}
	printf("server() shmid02=%d\n",shmid02);
	buf02 = (char *)shmat(shmid02, NULL, 0);
	if(NULL == buf02)
	{
		perror("error");
		exit(1);
	}
	fp02 = open("1.mp4",O_RDWR|O_CREAT,0777);		
	int ret = write(fp02,buf02,num2);
	int m = lseek(fp02,0,SEEK_END);
	printf("文件1.mp4的大小为：%d\n",m);
	if(ret == -1)
	{
		perror("write error");
		exit(1);
	}
	else
		printf("由共享内存区buf02写入到文件2.txt大小为：%d\n",ret);
	close(fp02);
}

void client03()
{
	shmid03 = shmget(SHMKEY03, 4, 0664 | IPC_CREAT);
	if(shmid03 == -1)
	{
	       	printf("servre()...shmget() fail!\n");
		exit(1);
	}
	printf("server() shmid03=%d\n",shmid03);
	buf03 = (NUM *)shmat(shmid03, NULL, 0);
	if(NULL == buf03)
	{
		perror("error");
		exit(1);
	}
//	printf("%d\n",buf03->n1);	
//	printf("%d\n",buf03->n2);	
	
}
	//内存映射
void mmaptest(void)
{
	fd = open("../readme.txt",O_RDWR|O_CREAT,0664);//readme.txt文件映射到共享内存区
	if(-1 == fd)
	{
		perror("内存映射失败");
		exit(-1);
	}
	int len = lseek(fd,0,SEEK_END);
//	printf("当前获取到文件readme.txt为%d个字节大小\n",len);
	char *p = NULL;
	p = mmap(NULL,len,PROT_READ|PROT_WRITE,MAP_SHARED,fd,0);//将文件映射到共享内存
	if(p == MAP_FAILED)
	{
		perror("mmap error");
		exit(1);
	}
//	printf("文件readme.txt的内容为：\n%s\n",p);
}

int main(int argc,char *argv[])
{
	client03();//内存共享获取文件大小
	num1 = buf03->n1;//结构体元素赋值全局变量
	num2 = buf03->n2;
//	printf("%d\n",num1);	
//	printf("%d\n",num2);	
	char ch;
	int SHMKEY04 = 400;
	shmid03 = shmget(SHMKEY04,4,IPC_CREAT | 0777);
	if(shmid03 == -1)
	{
	       	printf("main...shmget() fail!\n");
		exit(1);
	}
	printf("创建共享内存成功 shmid03=%d\n",shmid03);
	int *p = NULL;
	int j=0;
	p = (int *)shmat(shmid03,NULL,0);
	*p = 1;

	signal(SIGUSR1,client01);//注册自定义信号1
	signal(SIGUSR2,client02);//注册自定义信号2
//	signal(SIGUSR3,client02);

	mmaptest();
	printf("请选择您要下载的文件资源：\n1、1.jpg\n2、1.mp4\n");
	scanf("%c",&ch);
	switch(ch)
	{
		case '1':
			pid = fork();
			if(pid == 0)
			{
				printf("我是第一个子进程\n");
				if(*p == 1)
				{
					printf("文件正在下载中，请等待...\n");
					static int n=6;
					for(int j=0;j<5;j++)
					{
						printf("目前下载进程...%d%%\n",n);
						n += 13;
						usleep(500000);
					}
					printf("目前下载进程...100%%\n");
					printf("文件下载成功,请返回查看！\n");
					kill(getpid(),SIGUSR1);
					*p = 0;
					sleep(1);
				}
			}
			else if(pid > 0)
			{
		//		printf("我是父进程\n");
			}
			break;
		case '2':
			pid = fork();
			if(pid == 0)
			{
				printf("我是第二个子进程\n");
				static int n=7;
				if(*p == 1)
				{
					printf("文件正在下载中，请等待...\n");
					for(int j=0;j<5;j++)
					{
						printf("目前下载进程...%d%%\n",n);
						n += 13;
						usleep(500000);
					}
					printf("目前下载进程...100%%\n");
					printf("文件下载成功,请返回查看！\n");
					kill(getpid(),SIGUSR2);
					*p = 0;
					sleep(1);
				}
			}
			else if(pid > 0)
			{
		//		printf("我是父进程\n");
			}
			break;
		default:
			break;
	}

	shmctl(shmid,IPC_RMID,0);//删除共享内存区
	shmctl(shmid02,IPC_RMID,0);
	shmctl(shmid03,IPC_RMID,0);
	munmap(p,len);//删除映射区

	return 0;
}