Изпращане на файлове през poco stream socket

Първото нещо, което трябва да кажа е, че тази публикация е силно вдъхновена от отговора на [Remy Lebeau][1]https://stackoverflow.com/users/65863/remy-lebeau на въпроса тук:

Изпращане на двоичен файл през TCP/IP връзка.

Използвам poco библиотеки и C++.

Заглавката на съобщението

Целта е да изпратите голям двоичен файл през интернет. Така че, за да постигна това, използвам следната заглавка на съобщението:

class FileDesc
{
  size_t file_size = 0;
  size_t chunk_size = 0;
  size_t file_name_len = 0;
  char file_name[0];

public:

  FileDesc(size_t file_sz, size_t buf_sz) 
    : file_size(ByteOrder::toNetwork(file_sz)), 
      chunk_size(ByteOrder::toNetwork(buf_sz)) {}

  size_t get_file_size() const { return ByteOrder::fromNetwork(file_size); }

  size_t get_chunk_size() const { return ByteOrder::fromNetwork(chunk_size); }

  string get_file_name() const 
  {
    const auto len = get_file_name_len();
    string ret; ret.reserve(len + 1);
    for (size_t i = 0; i < len; ++i)
      ret.push_back(file_name[i]);
    return ret;
  }

  size_t get_file_name_len() const 
  {
    return ByteOrder::fromNetwork(file_name_len); 
  }

  size_t size() const 
  {
    return sizeof(*this) + ByteOrder::fromNetwork(file_name_len);
  }

  static shared_ptr<FileDesc> allocate(size_t file_sz, size_t buf_sz, 
                       const string & name)
  {
    const auto n = name.size();
    const size_t sz = sizeof(FileDesc) + n;
    shared_ptr<FileDesc> ret((FileDesc*) malloc(sz), free);
    new (ret.get()) FileDesc(file_sz, buf_sz);
    memcpy(ret->file_name, name.data(), n);
    ret->file_name_len = ByteOrder::toNetwork(n);
    return ret;
  }
};

Файлът ще бъде изпратен на парчета с фиксирана дължина, с изключение вероятно на последния. Този хедър се изпраща в началото на предаването. Частта изпращач уведомява частта получател, че ще бъде изпратен файл от file_size байта, на парчета с размер chunk_size и че името на файла има file_name_len знака. В края на това съобщение се изпраща името на файла чрез масива char file_name, чиято дължина е променлива и зависи от дължината на името на файла. Статичният метод allocate отговаря за разпределянето на този хедър с достатъчен размер за съхраняване на пълното име на файла.

Рутината на изпращача

Ето кода за изпращащата част:

bool send_file(StreamSocket & sock, const string & file_name, long buf_size)
{
  stringstream s;

  ifstream file(file_name, ios::binary | ios::ate);
  if (not file.is_open() or not file.good()) // verify file reading
    {
      s << "cannot open file " << file_name;
      throw domain_error(s.str());
    }
  long file_size = file.tellg();
  if (file_size == 0)
    {
      s << "file " << file_name << " has zero bytes";
      throw domain_error(s.str());
    }
  file.seekg(0);

  unique_ptr<char[]> chunk(new char[buf_size]);

  auto desc_ptr = FileDesc::allocate(file_size, buf_size, file_name);

    // send the file description
  int status = sock.sendBytes(desc_ptr.get(), desc_ptr->size());
  if (status != desc_ptr->size())
    return false;

  do // now send the file
    {
      long num_bytes = min(file_size, buf_size);
      file.read(chunk.get(), num_bytes);

      char * pbuf = chunk.get();
      auto n = num_bytes;
      while (n > 0)
      {
        status = sock.sendBytes(pbuf, n);
        pbuf += status;
        n -= status;
      }

      file_size -= num_bytes;
    } 
  while (file_size > 0);

  char ok;  // now I wait for receiving part notifies reception
  status = sock.receiveBytes(&ok, sizeof(ok)); 

  return ok == 0;
}

send_file(sock, file_name, buf_size) отваря файла file_name и изпраща съдържанието му през poco сокета sock на парчета с размер buf_len. Така че ще извърши file_size/buf_len предавания плюс първоначалното предаване на файловия дескриптор.

Приемната част

Страната на получателя инстанцира poco ServerSocket както следва:

  ServerSocket server_socket(addr);
  auto sock = server_socket.acceptConnection();
  auto p = receive_file(sock, 256);

receive_file(sock, 256) изразява, че в сокета sock ще бъде получен файл, чиято максимална дължина е 256 байта (достатъчно за моето приложение). Тази рутина, която е обратна част на send_file(), записва файла и се изпълнява по следния начин:

pair<bool, string> 
receive_file(StreamSocket & sock, size_t max_file_name_len)
{
  stringstream s;
  size_t buf_sz = sizeof(FileDesc) + max_file_name_len;
  unique_ptr<char[]> buffer(new char[buf_sz]);
  int num = sock.receiveBytes(buffer.get(), buf_sz);
  FileDesc * msg = reinterpret_cast<FileDesc*>(buffer.get());
  if (msg->size() > num)
    return make_pair(false, "");

  long chunk_size = msg->get_chunk_size();
  if (chunk_size == 0)
    throw domain_error("chunk size is zero");

  const string file_name = msg->get_file_name();

  ofstream file(file_name, ios::binary);
  if (not file.is_open() or not file.good())
    {
      s << "cannot create file" << file_name;
      throw domain_error(s.str());
    }

  long file_size = msg->get_file_size();
  unique_ptr<char[]> chunk(new char[chunk_size]);

  do
    {   // num_bytes is the quantity that I must receive for this chunk
      auto num_bytes = min(file_size, chunk_size); 
      char * pbuf = chunk.get();
      long n = num_bytes; 
      while (n > 0)
       {
         num = sock.receiveBytes(pbuf, n, 0); // <-- here is potentially the problem
         if (num == 0) // connection closed?
           return make_pair(file_size == 0, file_name);

         pbuf += num;
         n -= num;
       }

      file.write(chunk.get(), num_bytes);
      file_size -= num_bytes;
    }
  while (file_size > 0);

  char ok;
  num = sock.sendBytes(&ok, sizeof(ok)); // notify reception to sender

  return make_pair(true, file_name);
}

receive_file() връща pair<bool,string>, където first показва, че приемането е извършено правилно, а second името на файла.

Проблемът

Поради причина, която не успявам да разбера, понякога, когато num = sock.receiveBytes(pbuf, n, 0) получава по-малко байтове от очакваното n и цикълът успява да прочете остатъка, само последното приемане, съответстващо на последните изпратени блокове.

Любопитно е, че досега проблемът ми се случва само когато използвам loopback (127.0.0.1), което е доста практично за тестване, защото тествам всичко на моята машина. Напротив, когато предаването е между два различни партньора, всичко работи добре, което разбира се не означава, че всичко е правилно.

Така че ще бъда много благодарен, ако някой може да ми помогне да критикувам внедряването ми и евентуално да посочи къде е проблемът