Linux(CentOS)/Windows-C++ 云备份项目(服务器网络通信模块,业务处理模块设计，断点续传设计)-编程知识

此模块将网络通信模块和业务处理模块进行了合并

网络通信通过httplib库搭建完成
业务处理：
- 文件上传请求：备份客户端上传的文件，响应上传成功
- 客户端列表请求：客户端请求备份文件的请求页面，服务器响应
- 文件下载请求：通过展示的文件列表，点击下载，服务器响应下载的文件数据

文章目录

1. 网络通信模块设计
2. 业务处理模块设计
- 文件上传业务处理 /upload请求
- 展示备份文件页面 / /listshow请求
- 文件下载业务处理 /download
- - 断点续传原理：
3. 服务器代码：
4. 代码位置

1. 网络通信模块设计

文件下载Http请求部分如下：通过分隔符可以取到文件数据和文件的其他信息，文件信息和文件内容之间空行隔开。这个解析过程httplib库已经封装完毕
在这里插入图片描述

网络通信请求设计：

文件上传：服务器收到/upload 是为文件上传
展示页面：服务器收到/listshow是服务器所有备份文件展示
响应 HTTP/1.1 200 OK + 构造html正文界面
文件下载：服务器收到/download/文件名为文件下载请求
响应 HTTP/1.1 200 OK +文件数据（正文）

2. 业务处理模块设计

文件上传业务处理 /upload请求

#pragma once
#include "backups.hpp"
#include "./httplib/httplib.h"
#include "./config/config.hpp"
extern CloudBackups::DataMange *dataMange;
namespace CloudBackups
{class Server{private:int port;std::string ip;std::string download_prefix;httplib::Server server;// 上传文件static void Upload(const httplib::Request &request, httplib::Response &response){LOG(INFO, "upload begin");// POST请求，文件数据在http正文中，分区存储bool ret = request.has_file("file"); // 判断有无上传文件字段if (ret == false){LOG(ERROR, "request error!");response.status = 400;return;}// 获取数据const auto &file = request.get_file_value("file");std::string backdir = Config::GetInstance()->GetBackDir();// 保存文件std::string filepath = backdir + FileUtil(file.filename).filename(); // 实际路径+文件名FileUtil stream(filepath);stream.setContent(file.content);// 更新文件信息Json文件BackupInfo info(filepath);dataMange->Insert(info);LOG(INFO, "upload success");}// 展示页面static void ListShow(const httplib::Request &request, httplib::Response &response){}// 下载文件static void Download(const httplib::Request &request, httplib::Response &response){}public:Server(){Config *config = Config::GetInstance();port = config->GetServerPort();ip = config->GetServerIp();download_prefix = config->GetDownloadPrefix();LOG(INFO, "init server success");}bool RunMoudle(){LOG(INFO, "server running");// 搭建Http服务器server.Post("/upload", Upload); // 文件上传server.Get("/list", ListShow);  // 展示页面server.Get("/", ListShow);      // 网页根目录也是展示页面std::string download_url = download_prefix + "(.*)";server.Get(download_url, Download); // 下载文件,正则表达式捕捉要下载的文件if (server.listen(ip, port) == false){LOG(FATAL, "server listen failed! ip=" + ip);return false;}return true;}};
}

单元测试运行截图

// #include "util/fileutil.hpp"
#include <vector>
#include "util/json.hpp"
#include "config/config.hpp"
#include "backups.hpp"
#include "hot.hpp"
#include "server.hpp"
CloudBackups::DataMange *dataMange;
void ServerUtilTest()
{CloudBackups::Server server;dataMange = new CloudBackups::DataMange();server.RunMoudle();
}
int main(int argc, char const *argv[])
{ServerUtilTest();return 0;
}

在这里插入图片描述
上传文件的信息Json如下：

展示备份文件页面 / /listshow请求

#pragma once
#include "backups.hpp"
#include "./httplib/httplib.h"
#include "./config/config.hpp"
extern CloudBackups::DataMange *dataMange;
namespace CloudBackups
{class Server{private:int port;std::string ip;std::string download_prefix;httplib::Server server;// 上传文件static void Upload(const httplib::Request &request, httplib::Response &response){}// 展示页面static void ListShow(const httplib::Request &request, httplib::Response &response){LOG(INFO, "list show begin");// 获取所有文件信息std::vector<BackupInfo> array;dataMange->GetAll(array);// 根据所有文件信息构建http响应std::stringstream ss;ss << R"(<!DOCTYPE html><html lang="cn"><head><meta charset="UTF-8"><meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0"><title>download list</title></head><body>)";ss << R"(<h1 align="center">Download List</h1>)";for (auto &info : array){std::string filename = FileUtil(info.real_path).filename();ss << R"(<tr><td><a href=")" << info.url << R"(">)" << filename << "</a></td>";ss << R"(<td align="right"> )" << convertTimeStamp2TimeStr(info.mtime) << "  </td>";ss << R"(<td align="right">)" << info.size / 1024 << "Kb</td></tr>";ss << "<br>";}ss << "</body></html>";response.body = ss.str();response.set_header("Content-Type", "text/html");response.status = 200;LOG(INFO, "list show end");}// 下载文件static void Download(const httplib::Request &request, httplib::Response &response){}public:Server(){Config *config = Config::GetInstance();port = config->GetServerPort();ip = config->GetServerIp();download_prefix = config->GetDownloadPrefix();LOG(INFO, "init server success");}bool RunMoudle(){LOG(INFO, "server running");// 搭建Http服务器server.Post("/upload", Upload); // 文件上传server.Get("/list", ListShow);  // 展示页面server.Get("/", ListShow);      // 网页根目录也是展示页面std::string download_url = download_prefix + "(.*)";server.Get(download_url, Download); // 下载文件,正则表达式捕捉要下载的文件if (server.listen(ip, port) == false){LOG(FATAL, "server listen failed! ip=" + ip);return false;}return true;}};
}

在这里插入图片描述

文件下载业务处理 /download

http的ETag头部字段：存储了一个资源的唯一标识

客户端第一次请求文件时会收到响应信息。

客户端第二次下载时，客户端会把这个信息发送给服务器，让这个服务器根据这个标识判断这个资源有没有被修改锅。如果没修改过。客户端直接使用缓存区的资源。如果改过则重新修改

http对ETag字段没有定义，这里设定：
ETags：文件名称-文件大小-最后修改时间构成

ETags字段也用于断点续传，断点续传也需要保证文件没有被修改

http协议的Accept-Ranges:bytes字段用于表示支持断点续传。数据以字节结尾

Content-Type：字段决定了浏览器如何处理响应正文，用来区分下载还是html显示。
Content-Type：application/octet-stream常用于文件下载

断点续传原理：

文件下载时由于异常而中断，如果从头下载效率较低，需要将之前传输过的数据效率太低。断点续传的目的为了提高上传效率

实现：客户端在下载时需要记录当前下载的位置。当下载中断时，下次断点续传时将下载起始位置发送给服务器。服务器收到后仅仅回传客户端需要的数据即可

如果下载文件后这个文件在服务器上被修改了，这时候需要将文件重新下载

http中断点续传关键点在于告诉服务器下载区间范围，服务器上要检测这个文件是否被修改。
http协议的Accept-Ranges:bytes字段用于表示支持断点续传
ETag文件唯一标识符，客户端收到响应会保存这个信息

请求：

GET /download/test.txt HTTP/1.1
If-Range:“服务端在下载时响应ETag字段搭配使用判断文件是否被修改，常用于恢复下载”
Range: bytes=100-200(区间范围) 这个字段用来告诉客户端需要的数据范围

响应：

HTTP/1.1 206(服务器处理部分get请求) Paritial Content
ETag:”xxxx“（响应资源的版本标识符，判断文件是否被修改）
Content-Range: bytes 100-200(范围)
Accept-Ranges: bytes 字段用于表示支持断点续传

正文就是对应区间的数据

真正实现时：cpp-httplib会自动根据请求Range字段对response.body进行切片返回，封装实现。直接把response.body全部设置为文件所有内容即可

#pragma once
#include "backups.hpp"
#include "../httplib/httplib.h"
#include "../config/config.hpp"
extern CloudBackups::DataMange *dataMange;
namespace CloudBackups
{class Server{private:int port;std::string ip;std::string download_prefix;httplib::Server server;// ETag为设计者自行指定 ETags：文件名称-文件大小-最后修改时间 构成static std::string GetETag(BackupInfo info){std::string etag = FileUtil(info.real_path).filename();etag += "-";etag += std::to_string(info.size);etag += "-";etag += std::to_string(info.mtime);return etag;}// 下载文件static void Download(const httplib::Request &request, httplib::Response &response){// 1. 获取客户端请求资源的路径 request.path// 2. 根据路径获取文件备份信息BackupInfo info;if (dataMange->GetByUrl(request.path, info) == false){LOG(WARNING, "file /download not found");response.status = 404;return;}// 3. 判断文件是否被压缩,被压缩的话需要先解压缩，删除压缩包，修改备份信息if (info.packflag == true){// 被压缩,解压到backdir目录浏览FileUtil tool(info.pack_path);tool.unzip(info.real_path);// 删除压缩包tool.removeFile();info.packflag = false;// 修改配置文件dataMange->UpDate(info);}//  4. 读取文件数据放入body中FileUtil tool(info.real_path);tool.getContent(response.body);// 判断断点续传bool retrans = false; // 标记断点续传std::string befetag;if (request.has_header("If-Range")){// 断点续传 服务端在下载时响应ETag字段搭配使用判断文件是否被修改befetag = request.get_header_value("If-Range");if (befetag == GetETag(info)){// 文件没修改过retrans = true;}}// 没有If-Range字段或者If-Range字段与ETag不匹配，重新下载if (retrans == false){// 正常下载//  5. 设置响应头部字段ETag Accept-Range字段response.set_header("ETag", GetETag(info));response.set_header("Accept-Ranges", "bytes");response.set_header("Content-Type", "application/octet-stream");response.status = 200;}else{// 断点续传，了解区间范围response.set_header("ETag", GetETag(info));response.set_header("Accept-Ranges", "bytes");response.status = 206; // cpp-httplib会自动根据请求Range字段对response.body进行切片返回，封装实现}LOG(INFO, "download success");}public:Server(){Config *config = Config::GetInstance();port = config->GetServerPort();ip = config->GetServerIp();download_prefix = config->GetDownloadPrefix();// 创建文件夹FileUtil tool;tool.mkdir(Config::GetInstance()->GetBackDir());tool.mkdir(Config::GetInstance()->GetPackfileDir());LOG(INFO, "init server success");}bool RunMoudle(){LOG(INFO, "server running");// 搭建Http服务器server.Post("/upload", Upload); // 文件上传server.Get("/list", ListShow);  // 展示页面server.Get("/", ListShow);      // 网页根目录也是展示页面std::string download_url = download_prefix + "(.*)";// LOG(INFO, "DEBUG:" + download_url);server.Get(download_url, Download); // 下载文件,正则表达式捕捉要下载的文件if (server.listen(ip, port) == false){LOG(FATAL, "server listen failed! ip=" + ip);return false;}return true;}};
}

3. 服务器代码：

#include <vector>
#include "../util/json.hpp"
#include "../config/config.hpp"
#include "backups.hpp"
#include "hot.hpp"
#include "server.hpp"
#include <thread>
CloudBackups::DataMange *dataMange;
void ServerRun()
{CloudBackups::Server server;dataMange = new CloudBackups::DataMange();server.RunMoudle();
}
void HotRun()
{dataMange = new CloudBackups::DataMange();CloudBackups::HotMange hot;hot.RunModule();
}
int main(int argc, char const *argv[])
{// 启动热点管理模块std::thread hot_thread(HotRun);std::thread server_thread(ServerRun);hot_thread.join();server_thread.join();return 0;
}