BT软件下载开发完整版-01

13.4.8 缓冲管理模块的设计和实现缓冲管理模块维护一个大小为16MB的缓冲区（大小可调整），将下载到的数据先保存在缓冲区中，在达到一定的数值时再将数据写入硬盘的文件中。

peer请求数据时，先在缓冲区中寻找，若缓冲区中不存在所请求的数据，则读文件并把请求数据所在的piece预先读入到缓冲区中。

除了管理缓冲区，本模块还负责创建待下载的文件，把下载到的piece写入文件，在peer请求数据时读文件。

本模块由data.h和data.c构成。

data.h#ifndef DATA_H#define DATA_H#include "peer.h"// 每个Btcache结点维护一个长度为16KB的缓冲区,该缓冲区保存一个slice的数据typedef struct _Btcache {unsigned char *buff; // 指向缓冲区的指针int index; // 数据所在的piece块的索引int begin; // 数据在piece块中的起始位置int length; // 数据的长度unsigned char in_use; // 该缓冲区是否在使用中unsigned char read_write; // 是发送给peer的数据还是接收到的数据// 若数据是从硬盘读出,read_write值为0// 若数据将要写入硬盘,read_write值为1unsigned char is_full; // 缓冲区是否满unsigned char is_writed; // 缓冲区中的数据是否已经写入到硬盘中int access_count; // 对该缓冲区的访问计数struct _Btcache *next;} Btcache;Btcache* initialize_btcache_node(); // 为Btcache结点分配内存空间并进行初始化int create_btcache(); // 创建总大小为16K*1024即16MB的缓冲区void release_memory_in_btcache(); // 释放data.c中动态分配的内存int get_files_count(); // 获取种子文件中待下载的文件个数int create_files(); // 根据种子文件中的信息创建保存下载数据的文件// 判断一个Btcache结点中的数据要写到哪个文件以及具体位置，并写入int write_btcache_node_to_harddisk(Btcache *node);// 从硬盘读出一个slice的数据存放到缓冲区中,在peer需要时发送给peer// 要读入的slice的索引，index、begin、length已存到node所指向的结点中int read_slice_from_harddisk(Btcache *node);// 检查一个piece的数据是否正确,若正确则写入硬盘上的文件int write_piece_to_harddisk(int sequence,Peer *peer);// 从硬盘上的文件中读取一个piece存放到p指针所指向的缓冲区中int read_piece_from_harddisk(Btcache *p, int index);// 将整个缓冲区中已下载的数据写入到硬盘上的文件中int write_btcache_to_harddisk(Peer *peer);// 当缓冲区不够用时,释放那些从硬盘上读取的pieceint release_read_btcache_node(int base_count);// 从btcache缓冲区中清除那些未完成下载的piecevoid clear_btcache_before_peer_close(Peer *peer);// 将刚刚从peer处获取的一个slice存放到缓冲区中int write_slice_to_btcache(int index,int begin,int length,unsigned char *buff,int 448449章13 len,Peer *peer);// 从缓冲区获取一个slice,读取的slice 存放到peer 的发送缓冲区中int read_slice_for_send(int index,int begin,int length,Peer *peer);// 以下是为下载和上传最后一个piece 而增加的函数// 最后一个piece 较为特殊,因为它是一个不完整的piece int write_last_piece_to_btcache(Peer *peer);int write_slice_to_last_piece(int index,int begin,int length,unsigned char *buff,int len,Peer *peer);int read_last_piece_from_harddisk(Btcache *p, int index);int read_slice_for_send_last_piece(int index,int begin,int length,Peer *peer); void release_last_piece();#endif每个缓冲区结点的大小为16KB ，默认生成1024个结点，总大小为16MB 。

缓冲区以一个piece （通常为256KB ）为基本单位，也就是临近的16个结点为一组，这16个临近的结点要么全部被使用要么全部空闲。

第1～16个结点存放一个piece ，第17～32个结点存放一个piece ，依此类推。

为了方便处理，所有缓冲区在程序启动时统一申请，在程序结束时一起被释放。

以下是data.c 文件的头部包含的代码，主要包含一些头文件和定义了一些全局变量。

data.c#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <unistd.h> #include <string.h> #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <fcntl.h> #include <malloc.h>#include "parse_metafile.h" #include "bitfield.h" #include "message.h" #include "sha1.h" #include "data.h"extern char *file_name; // 待下载文件的文件名 extern Files *files_head; // 对于多文件种子有效，存放各个文件的路径和长度 extern int file_length; // 待下载文件的总长度 extern int piece_length; // 每个piece 的长度 extern char *pieces; // 存放所有piece 的hash 值 extern int pieces_length; // 缓冲区pieces 的长度extern Bitmap *bitmap; // 指向己方的位图extern int download_piece_num; // 记录已经下载了多少个piece extern Peer *peer_head; // 指向peer 链表#define btcache_len 1024 // 缓冲区中共有多少个Btcache 结点 Btcache *btcache_head = NULL; // 指向一个大小为16MB 的缓冲区 Btcache *last_piece = NULL; // 存放待下载文件的最后一个piece int last_piece_index = 0; // 最后一个piece 的索引，它的值为总piece 数减1 int last_piece_count = 0; // 针对最后一个piece ，记录已下载了多少个slice int last_slice_len = 0; // 最后一个piece 的最后一个slice 的长度int *fds = NULL; // 存放文件描述符 int fds_len = 0; // 指针fds 所指向的数组的长度 int have_piece_index[64]; // 存放刚刚下载到的piece 的索引 int end_mode = 0; // 是否进入了终端模式，终端模式的含义参考BT 协议data.c中各个函数的定义如下。

●Btcache* initialize_btcache_node()功能：创建Btcache结点，分配内存空间并对其成员的值进行初始化。

函数实现代码如下：Btcache* initialize_btcache_node(){Btcache *node;node = (Btcache *)malloc(sizeof(Btcache));if(node == NULL) { return NULL; }node->buff = (unsigned char *)malloc(16*1024);if(node->buff == NULL) { if(node != NULL) free(node); return NULL; }node->index = -1;node->begin = -1;node->length = -1;node->in_use = 0;node->read_write = -1;node->is_full = 0;node->is_writed = 0;node->access_count= 0;node->next = NULL;return node;}●int create-btcadeu功能：创建总大小为16K*1024bit即16MB的缓冲区。

函数实现代码如下：int create_btcache(){int i;Btcache *node, *last; // node指向刚刚创建的结点、last指向缓冲区中最后一个结点for(i = 0; i < btcache_len; i++) {node = initialize_btcache_node();if( node == NULL ) {printf("%s:%d create_btcache error\n",__FILE__,__LINE__);release_memory_in_btcache();return -1;}if( btcache_head == NULL ) { btcache_head = node; last = node; }else { last->next = node; last = node; }}// 为存储最后一个piece申请空间int count = file_length % piece_length / (16*1024);if(file_length % piece_length % (16*1024) != 0) count++;last_piece_count = count; // count为最后一个piece所含的slice数last_slice_len = file_length % piece_length % (16*1024);if(last_slice_len == 0) last_slice_len = 16*1024;last_piece_index = pieces_length / 20 -1; // 最后一个piece的index值while(count > 0) {node = initialize_btcache_node();if(node == NULL) {printf("%s:%d create_btcache error\n",__FILE__,__LINE__);release_memory_in_btcache();return -1;450451章13 }if(last_piece == NULL) { last_piece = node; last = node; } else { last->next = node; last = node; }count--; }for(i = 0; i < 64; i++) { have_piece_index[i] = -1; }return 0; }● void release_memory_in_btcache()功能：释放data.c 文件中动态分配的内存。