借助libcurl实现ftp文件上传，断点续传demo梳理。

news2024/9/25 9:38:00

公司业务，需要实现一个ftp大文件上传的功能，简单搭建一个ftp服务器，首先研究demo，以及断点上传的功能。

1：首先了解文件上传相关协议，ftp，sftp或者基于http，其他自己实现等。

2：确定基于ftp实现，搭建简单的ftp服务器并用工具确定服务器正常。

3：基于现有的服务器，了解相关ftp开源库，使用代码实现文件上传最基本的功能。

4：考虑到大文件的传输，首先考虑断点续传功能，后期用线程池/多线程方案进行适配优化。

5：考虑使用场景，适配在windows上进行测试，基于qt。

1：在linux上安装ftp服务器 vsftpd 了解sftp和ftp的区别。

​ sftp基于ssh进行远程传输，基于ssh通道进行数据传输，默认使用22端口。
​ ftp需要单独配置ftp服务器，比如linux上安装vsftpd，windows上安装FileZilla Server，默认使用20/21端口传输
​ 21端口是控制信息端口，20端口一般数据传输端口，可以协商。
​ 主动方式 ftp客户端开放端口给服务器，连接上21端口后，由服务器主动连接开放端口，可能被防火墙阻塞。
​ 被动方式 服务器开放另外的数据端口给客户端，客户端直接连接进行数据传输。

2：ubuntu环境安装ftp服务器后，测试使用。

​ 这里我ubuntu环境使用vsftpd进行安装，安装后正常启动，需要关注配置文件中，/etc/vsftpd.conf，下面的配置，否则一直上传有报错。
​ local_enable=YES
​ write_enable=YES
​ 这里我使用xftp连接我的ftp服务器，21端口，使用ftp进行上传（sftp基于ssh，原理不一样），这次测试成功，即基于工具测试ftp服务器成功。

#ftp服务器上  服务进程已经正常启动
ubuntu@ubuntu:~/test/test1$ ps afx|grep vsftpd
  84952 pts/4    S+     0:00  |           \_ grep --color=auto vsftpd
  83278 ?        Ss     0:00 /usr/sbin/vsftpd /etc/vsftpd.conf

3：分析ftp上传时的端口交互。

​ 要使用代码实现ftp的相关功能，需要 借助相关开源代码 libcurl 或者libftp libssh2 （sftp）
​ 需要根据业务场景，结合上传的文件个数，大小，选择适应的协议进行上传 ftp还是sftp

4：代码实现ftp上传功能测试

因为我比较熟悉linux，首先参考网络，或者libcurl开源库下的example中测试用例，实现最基本的上传文件成功。

这里遇到的问题是，参考网络时，url都是域名，使用自己搭建的ftp时，需要注意url的设置正确，以及这里登陆用户是我自己的账号，根目录也就是/home/用户名，否则会报错。

#include <iostream>
#include <curl/curl.h>

int main() {
    CURL* curl;
    CURLcode res;
    
    // 初始化CURL对象
    curl_global_init(CURL_GLOBAL_ALL);
    curl = curl_easy_init();
    
    if (curl) {
        // 设置远程服务器地址、用户名和密码
        std::string url = "ftp://192.168.189.132/";
        std::string username = "ubuntu";
        std::string password = "123456";
        
        // 设置本地文件路径
        std::string localFile = "/home/ubuntu/ftp_test/1.cpp";
        
        // 配置CURL选项
        curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_UPLOAD, 1L);
        curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_URL, url.c_str());
        curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_USERNAME, username.c_str());
        curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_PASSWORD, password.c_str());
        
        FILE* file = fopen(localFile.c_str(), "rb");
        
        if (file) {
            // 上传文件
            curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_READDATA, file);
            
            res = curl_easy_perform(curl);
            
            if (res == CURLE_OK) {
                std::cout << "文件上传成功" << std::endl;
            } else {
                std::cout << "文件上传失败: " << curl_easy_strerror(res) << std::endl;
            }
            
            fclose(file);
        }
        
        // 清理CURL资源
        curl_easy_cleanup(curl);
    }
    
    // 全局清理
    curl_global_cleanup();
}

5：基于libcurl实现文件上传功能

经过了解，libcurl是最好实现该方案的开源库，暂时确定以该库入手实现功能。

5.1 首先获取libcurl开源库源码，编译完成后，了解相关目录架构，参考example目录下相关demo，了解相关基本接口。
5.2 获取libcurl的windows版本，这里直接从官网获取，基于qt进行测试
5.2.1 首先，获取到release版本后，直接解压在对应目录，需要在qt项目中，链接对应的头文件和lib库，使代码编译能通过。
#在测试的qt项目中 pro文件中增加libcurl库的路径，这里我的路径如下
INCLUDEPATH += E:/curl-8.5.0_3-win32-mingw/include
LIBS += -LE:/curl-8.5.0_3-win32-mingw/lib -lcurl

同时: 代码实现时能正常调用到libcurl的库，但是运行无反应。

需要把libcurl对应的链接库拷贝到qt 项目debug/release运行目录下，取libcurl release版本目录下bin目录下libcurl.dll。

5.2.2 实现简单的界面，测试服务器连接正常，

在这里插入图片描述

服务器连接测试demo：

void MainWindow::on_pb_check_connect_clicked()
{
    QString ftp_server_addr = ftp_addr + ftp_dir;

    CURL *curl;
    CURLcode res;
    curl_global_init(CURL_GLOBAL_DEFAULT);
    curl = curl_easy_init();
    if (curl) {
        // 设置FTP服务器地址和端口
        curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_URL, ftp_addr.toStdString().c_str());
        // 设置用户名和密码
        curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_USERNAME, ftp_username.toStdString().c_str());
        curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_PASSWORD, ftp_passwd.toStdString().c_str());
        // 发起连接请求
        res = curl_easy_perform(curl);

        // 检查连接状态
        if (res == CURLE_OK) {
            ui->Display_Edit->appendPlainText("ftp 测试连接成功 : "+QString(curl_easy_strerror(res)));
        } else {
            ui->Display_Edit->appendPlainText("ftp 测试连接失败 : "+QString(curl_easy_strerror(res)));
        }
        curl_easy_cleanup(curl);
    }
    curl_global_cleanup();
}
5.2.3 测试单个文件上传正常
//用户自定义数据指针  下载总估计值 已下载   上传总值  已上传
static int progressCallback(void *p, double dltotal, double dlnow, double ult,
                   double uln)
{
    Q_UNUSED(p);
    Q_UNUSED(dltotal);
    Q_UNUSED(dlnow);
    double process = (double)uln / ult * 100;
    qDebug()<<"progressCallback :"<<process;
    return 0;
}

//开始一个文件的上传测试  注意进度的打印
void MainWindow::on_pb_start_one_clicked()
{
    ui->Display_Edit->appendPlainText("开始上传一个文件："+ ftp_file);
    //这里实际是基于上面测试连接的基础上  加上真正的上传。
    CURL *curl;
    curl_global_init(CURL_GLOBAL_DEFAULT);
    curl = curl_easy_init();
    if(curl == nullptr)
    {
        ui->Display_Edit->appendPlainText("创建句柄失败，请检查！");
        curl_global_cleanup();
        return;
    }

    FILE* hd_src = fopen(ftp_file.toStdString().c_str(), "rb");
    if (!hd_src) {
        ui->Display_Edit->appendPlainText("打开文件失败:"+ftp_file);
        curl_global_cleanup();
        return;
    }

    //这里是真正的上传目的 注意文件名的拼接
    QString ftp_server_addr = ftp_addr + ftp_dir +"/test";

    curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_UPLOAD, 1L);
    curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_URL, ftp_server_addr.toStdString().c_str());
    curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_USERPWD, QString(ftp_username+":"+ftp_passwd).toStdString().c_str());

    fseek(hd_src, 0L, SEEK_END);
    long fileSize = ftell(hd_src);
    fseek(hd_src, 0L, SEEK_SET);

    curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_READFUNCTION, read_callback);  //读文件的回调
    curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_READDATA, hd_src); //设置要上传的文件的指针
    curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_INFILESIZE_LARGE, (curl_off_t)fileSize);

    // 设置CURLOPT_NOPROGRESS为0，以启用进度回调函数
    // 设置CURLOPT_PROGRESSFUNCTION为progressCallback函数指针，用于获取上传进度
    curl_easy_setopt(curl,CURLOPT_NOPROGRESS , 0L);
    curl_easy_setopt(curl,CURLOPT_PROGRESSFUNCTION , progressCallback);

    CURLcode res;
    res = curl_easy_perform(curl);

    // 检查连接状态
    if (res == CURLE_OK) {
        ui->Display_Edit->appendPlainText("ftp 上传文件成功 : "+ftp_file);
    } else {
        ui->Display_Edit->appendPlainText("ftp 上传文件失败 : "+ftp_file);
    }
    curl_easy_cleanup(curl);
    fclose(hd_src);

    curl_global_cleanup();
}
5.2.4 如果服务器上已经有该文件，并且上传一半，测试断点续传功能正常。

===》这里我阻塞一段时间，参考example下的resume代码，一直无法实现，最后发现获取服务器上文件名称定义的CURL 实例，需要和真正上传文件时CURL实例

static size_t getcontentlengthfunc(void *ptr, size_t size, size_t nmemb,  void *stream)
{
    int r;
    long len = 0;

    char *pptr = (char*)ptr;
    r = sscanf(pptr, "Content-Length: %ld\n", &len);
    if(r)
        *((long *) stream) = len;

    return size * nmemb;
}

static size_t discardfunc(void *ptr, size_t size, size_t nmemb, void *stream)
{
    char * cptr = (char*) ptr;
    qDebug()<<QString::fromUtf8(cptr);
  (void)ptr;
  (void)stream;
  return size * nmemb;
}

static size_t readfunc(char *ptr, size_t size, size_t nmemb, void *stream)
{
    FILE *f = static_cast<FILE *>(stream);
    size_t n;

    if(ferror(f))
        return CURL_READFUNC_ABORT;

    n = fread(ptr, size, nmemb, f) * size;

    return n;
}

//单个文件的断点续传测试 构造断点续传场景
//发现断点续传，这种方案并不可靠，分开构造curl分别获取服务端文件大小，进行续传处理
void MainWindow::on_pb_restart_one_clicked()
{
    CURL *curl = nullptr;
    curl_global_init(CURL_GLOBAL_ALL);
    curl = curl_easy_init();
    if(curl == nullptr)
    {
        ui->Display_Edit->appendPlainText("创建句柄失败，请检查！");
        curl_global_cleanup();
        return;
    }

    FILE* hd_src = fopen(ftp_file.toStdString().c_str(), "rb");
    if (!hd_src) {
        ui->Display_Edit->appendPlainText("打开文件失败:"+ftp_file);
        curl_global_cleanup();
        return;
    }
    //设置上传   url  用户名和密码 默认端口
    QString ftp_server_addr = ftp_addr + ftp_dir +"/test";
    curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_UPLOAD, 1L);
    curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_URL, ftp_server_addr.toStdString().c_str());
    curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_USERPWD, QString(ftp_username+":"+ftp_passwd).toStdString().c_str());

    long uploaded_len = 0;
    curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_HEADERFUNCTION, getcontentlengthfunc);  //相应头部的回调函数
    curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_HEADERDATA, &uploaded_len);             //从头部获取到目标远程文件的大小


    CURLcode res = CURLE_GOT_NOTHING;
    for(int i=0; (i<3)  && (res!= CURLE_OK); ++i)
    {
        curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_NOBODY, 1L);  //只获取响应头信息  而不实际下载响应体
        curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_HEADER, 1L);  //响应头信息包含在返回的数据中 和上面的读数据一致

        res = curl_easy_perform(curl); //这里获取远程服务器文件的大小 
        if(res != CURLE_OK)
            continue;
        curl_easy_cleanup(curl); //获取后，先清理，再重新进行必要的设置，上传成功了。

        curl = curl_easy_init();
        curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_UPLOAD, 1L);
        curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_URL, ftp_server_addr.toStdString().c_str());
        curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_USERPWD, QString(ftp_username+":"+ftp_passwd).toStdString().c_str());

        curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_WRITEFUNCTION, discardfunc);            //这是获取下载的数据？
        curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_READFUNCTION, readfunc);
        curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_READDATA, hd_src);             //发送请求中回调函数的指针

        curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_FTPPORT, "-");   //默认端口
        curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_ACCEPTTIMEOUT_MS, 7000L);
        curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_FTP_CREATE_MISSING_DIRS, 1L);  //自动创建缺失目录
        curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_VERBOSE, 1L);

        ui->Display_Edit->appendPlainText("获取到服务器文件大小为："+QString::number(uploaded_len));
        curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_NOBODY, 0L);  //重新设置
        curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_HEADER, 0L);

        fseek(hd_src, uploaded_len, SEEK_SET); //把hd_src从开始位置偏移uploaded_len长度
        curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_APPEND, 1L); //远程文件存在  则追加
    }

    if(res != CURLE_OK)
    {
        curl_easy_setopt(curl, CURLOPT_APPEND, 0L);
    }

    res = curl_easy_perform(curl); //真正的数据上传

    if(res == CURLE_OK)
        ui->Display_Edit->appendPlainText("断点续传文件成功 ！");
    else
        ui->Display_Edit->appendPlainText("断点续传文件失败 ! "+QString(curl_easy_strerror(res)));

    fclose(hd_src);
    curl_easy_cleanup(curl);
    curl_global_cleanup();
}

6：阻塞问题

1：断点续传一直不生效，发现是设置CURLOPT_NOBODY 和CURLOPT_HEADER 后，就不会触发上传。

===》解决方案是获取服务器上对应文件大小后，先清理对应的CURL * 再进行设置就好

2：模拟断点续传时，手动在linux上把目标文件进行部分内容的删除。

===》断点续传再次触发后，发现和源文件相比，两次上传之间有个换行。

===》解决方案，发现是linux环境手动删除时，自带一个换行符号，把该文件传到window环境上删除换行符后正常。

只是第一版初步的探索demo，技术点已经攻克，下一步优化代码。

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