客户端与服务器通信项目2

4、模块划分

4.1、服务器模块及功能
1、读取文件列表：获取服务器文件列表机文件详细信息
2、读取服务器配置：读取服务器名称与最大可连接数量
3、修改服务器配置：获取客户端发送的信息，并写入配置文件
4、开始传输文件：向客户端发送文件
5、暂停传输文件：暂停向客户端发送文件
6、停止传输文件：停止向客户端发送文件
7、多线程：同时响应多个客户端的连接，并处理响应的请求
4.2、客户端模块及功能
1、获取文件列表：接收服务器发送的文件列表信息，并打印
2、读取服务器配置：接收服务器发送的配置信息，并打印
3、修改服务器配置：输入配置信息，并发送给服务器
4、开始传输文件：从服务器下载文件
5、暂停传输文件：暂停从服务器下载文件
6、停止传输文件：停止从服务器下载文件
7、多线程：监听标准输入流，在文件传输过程中读取指令

5、结构体定义

5.1、描述客户端发送指令的结构体

typedef enum
{
    
	GET_FILE_LIST = 1,		//获取服务器文件列表
	GET_SER_CONFIG,			//获取服务器配置
	SET_SER_CONFIG,			//设置服务器配置
	FILE_TRANS_START,		//开始文件传输
	FILE_TRANS_PAUSE,		//暂停文件传输
	FILE_TRANS_STOP,		//停止文件传输
}cmd_type;

5.2、客户端与服务器之间的通信协议结构体

typedef struct protocol
{
    
	int length;				//整个文件的长度
	int cmd;				//对应数值的含义
	char name[NAME_LEN];	//只有当命令为0x02时，该字段才生效
}protocol；

5.3、描述服务器配置的结构体

typedef struct server_config
{
    
	char name[NAME_LEN];		//服务器名称
	int client_max;				//可连接最大客户端数量
}server_config;

5.4、描述传输文件信息的结构体

typedef struct file_info
{
    
	char name[NAME_LEN];		//传输文件名
	int length;					//传输文件大小
}file_info;

5.5、描述文件传输状态

typedef enum
{
    
	FILE_STATE_START = 1,	//开始传输
	FILE_STATE_PAUSE,		//暂停传输
	FILE_STATE_STOP，		//结束传输
}file_state;

6、获取服务器文件列表

6.1、静态库
在本项目中，将获取服务器文件列表的功能以静态库的形式进行封装。链接时，链接器将从文件中取得所需的代码，复制到生成的可执行文件中，与程序运行的似乎无关
使用静态链接库的特点是可执行文件中包含了库代码的完整拷贝，但当多次使用时就会出现多份冗杂拷贝
6.2、功能实现
通常，我们在Linux系统中，都是使用ls命令来获取当前目录文件列表。本项目中，需要实现客户端发送指令获取服务器目录的文件列表，即需要将命令ls的返回值存储在缓冲区，然后发送给客户端。
（1）opendir()输入并打开当前目录，返回存放目录信息的结构体。
（2）readdir()循环读取目录，依次返回指向目录子项的指针，每次返回一个，读取一个子项则目录指针后移一位，直到目录结尾或出错
（3）逐个读取目录子项的信息，存放在stat结构体中。
（4）按序将子项信息以一定的格式存入缓冲区中
（5）closedir()关闭当前目录
最后，服务器将存放文件列表信息的缓冲区发送给客户端，客户端收到进行打印

7、服务器配置

在本项目中，该功能分为两部分，一部分是获取服务器配置，一部分是修改服务器配置。主要通过对文件的读写进行操作。为了保证每次修改后的配置在重启后仍然生效，项目中将服务器配置信息，保存在服务器配置文件中，放在服务器目录下。
7.1、获取服务器配置
当客户端发送指令需要获取服务器配置时候，服务器接收指令并执行getconfig()函数，读取配置文件内容：

name = 132
client_max = 9

（1）使用fgets()函数读取一行字符串
（2）strstr()函数来定位“=”在字符串中的位置
（3）将“=”后面的内容以字符串或者数字的形式存放到结构体“server_config”中
最后服务器将“server_config”结构体中的内容发送给客户端，客户端接收到服务器的配置信息后，打印在终端
7.2、修改服务器配置
当客户端需要修改服务器配置，并发送待配置的信息时，服务器接收指令，并执行“setconfig”函数，使用sprintf()函数将接收到的配置信息格式化后存入到字符串中，并写入文件
注：在修改服务器配置前，需要验证待配置参数的有效性
（1）最大可连接客户端数量不能超过系统设定的值，本设计中不能超过10
（2）最大可连接客户端数不能小于当前已连接的客户端数

8、文件传输

8.1、文件传输开始
（1）客户端发送开始传输的命令和待传输的文件名给服务器。当上一次文件传输结束时，客户端会提示输入新的文件名。当上一次文件传输未完成时，默认传输上一次的文件。
（2）服务器接收到开始传输的命令和待传输的文件名。
（3）首先判断文件名是否有效，若本地无该文件，则文件名无效，清空文件信息结构体返回给客户端；若该文件存在，则计算待传输的文件大小返回给客户端。当重新传输新文件时，大小为完整的文件字节数。当继续传输原来的文件时，大小为上一次未传输的字节数。
（4）客户端与服务器相互确认后开始进行文件的收发。当接收新文件时，文件以附加的方式打开。当接收的为上一次未传输完的文件时，文件以只写方式打开。
（5）当数据发送、接收完成，则文件传输成功
8.2、文件传输暂停
当客户端与服务器之间传输文件时，客户端的主线程处于忙碌的状态。此时，子线程用于处理标准输入流。当接收到暂停命令时，文件状态file_state置为FILE_STATE_PAUSE。客户端保存文件信息，并发送暂停指令给服务器。服务器接收到指令后暂停文件传输
8.3、文件传输停止
当客户端与服务器之间传输文件时，客户端的主线程处于忙碌的状态。此时，子线程用于处理标准输入流。当接收到停止命令时，文件状态file_state置为FILE_STATE_STOP。客户端清空文件信息，并发送停止指令给服务器。服务器接收到指令后停止文件传输。

9、多线程

在本项目中，服务器开启多线程是为了响应不同客户端连接，每当有一个新的客户端建立连接，并且当前连接数小于最大可连接客户端数量，便开启一个线程，用于和客户端之间的交互。每个线程处理一个客户端与服务器之间的通信，互不干扰。当该客户端与服务器之间的连接中断，线程也就会关闭。客户端开启多线程是为了在文件传输过程中读取标准输入流，防止数据的频繁收发阻塞了指令的读取。
9.1、创建线程

int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr, void*(start_rountine)(void*), void *arg);
1、thread：存放新线程的ID到该参数所指向的缓存区中
2、attr：线程的属性，默认为NULL
3、start_routine：指定新线程的处理函数，也就是新线程启动之后需要执行的代码，线程处理函数执行完毕之后，新线程终止
4、arg：用于给start_routine传递实参

创建多线程，将特定的函数指定为线程来运行
9.2、互斥量
互斥量本质上就是一把锁，在访问共享资源前对互斥量进行加锁，在访问完成后释放互斥量上的锁。对互斥量进行加锁后，任何其他试图再次对互斥量加锁的线程都会被阻塞，直到当前线程释放该互斥锁。（初始化、锁定互斥、解锁互斥、销毁互斥）

pthread_mutex_t fastmutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;	//初始化
int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);			//锁定互斥
int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);		//解锁互斥
int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex);		//销毁互斥

9.3、SELECT读取标准输入
当客户端在进行文件传输时，主线程处于忙碌状态，这时子线程就采用了select()函数来实现非阻塞读取标准输入。
（1）使用结构体timeval设置超时时间
（2）FD_ZERO()清空待检查的文件描述符
（3）FD_SET()设置文件描述符关联标准输入
（4）select()在超时时间系统内系统不断监听套接口状态。此时用于接收文件传输暂停或终止命令。返回-1表示出错，返回0表示超时，返回正数表示发生状态变化的文件描述符的个数