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云备份项目--服务端编写

article 2025/1/7 13:43:38

文章目录

7. 数据管理模块
- 7.1 如何设计
- 7.2 完整的类
8. 热点管理
- 8.1 如何设计
- 8.2 完整的类
9. 业务处理模块
- 9.1 如何设计
- 9.2 完整的类
- 9.3 测试
- - 9.3.1 测试展示功能

完整的代码–gitee链接

7. 数据管理模块

TODO: 读写锁？普通锁？

7.1 如何设计

需要管理哪些数据：

文件大小
文件最后一次修改时间
文件最后一次访问时间
文件的实际存放路径
文件是否被压缩
文件压缩包存放路径
url的资源路径path（URL路径（如http://www.example.com/path/to/file的路径path就是是/path/to/file）

如何管理数据：

用于数据信息访问：使用哈希表，使用urlPath作为key值
使用json序列化将信息保存在文件中
读写锁，为了提高访问效率

7.2 完整的类

/* 文件管理数据模块, 这里有文件的所有信息
, 用到了JsonUtil.hpp, FileUtil.hpp, Config.hpp */

#ifndef __MY_DATA_MANGER__
#define __MY_DATA_MANGER__
#include "Config.hpp"
#include <iostream>
#include <unordered_map>
#include <pthread.h>
#include <string>
#include <vector>
#include <mutex>

namespace cloud
{
struct BackupInfo
{   
    // 传入文件名, 初始化结构体
    BackupInfo(const std::string& fileName);

    BackupInfo(); 

    // 当前文件的状态是否ok, ok 返回true
    bool isOk();

    bool isPacked;              // 文件是否被压缩（true表示被压缩了）
    size_t fileSz;              // 文件大小
    time_t lastMTime;           // 文件最后一次修改时间
    time_t lastATime;           // 文件最后一次访问时间
    std::string ulFilePath;     // 上传文件存放的路径(这里要精确到哪个路径下哪个文件，如./files/fileName.txt)
    std::string rarFilePath;    // 压缩文件存放的路径(这里要精确到哪个路径下哪个文件，如./rars/fileName.lz)
    std::string urlPath;        // url的资源路径path
    bool biStatus = true;       // 当前文件的状态是否ok
private:
    // 构造函数使用该函数
    bool init(const std::string& fileName);
};

class DataManager
{
private:
    std::unordered_map<std::string, BackupInfo> _hash;       // 通过key:url来映射BackupInfo
    std::string _backup;                                     // 备份的信息文件的路径
    pthread_rwlock_t _rwlock;
    std::mutex _mtx;
public:
    DataManager();

    // 将bi添加到哈希表中
    bool insertInfo(const BackupInfo& bi);

    // 根据bi修改哈希表中的值
    bool updateInfo(const BackupInfo& bi); 

    // 通过urlPath获得一个文件信息, 放到info中
    bool get1FromURL(const std::string& urlPath, BackupInfo* info);

    // 通过该文件的路径(本地路径)获得文件信息, 放到info中
    bool get1FromPath(const std::string& path, BackupInfo* info);

    // 获取所有文件信息, 放到数组中
    bool getAllInfo(std::vector<BackupInfo>* vBi);

    // 保存备份文件, 将所有文件的信息保存下来
    bool strorageBackup();

    // 加载配置文件, 将其放到_hash中
    bool loadBackup();
};
}
#endif

8. 热点管理

8.1 如何设计

需要完成的功能: 对服务器上备份的文件进行检测，哪些文件长时间没有被访问，则认为是非热点文件，则压缩存储，节省磁盘空间。

遍历所有的文件
检测文件的最后一次访问时间
与当前时间进行相减得到差值，这个差值如果大于设定好的非热点判断时间则认为是非热点文件，则进行压缩存放到压缩路径中，删除源文件
修改数据管理模块对应的文件信息（压缩标志–>true）

8.2 完整的类

/* 
热点管理模块, 
检测压缩文件存放的路径中所有的文件是否长时间未访问, 
并做相应的压缩处理。
*/
#ifndef __MY_HOTSPOT__MANAGER__
#define __MY_HOTSPOT__MANAGER__
#include "DataManager.hpp"
#include "Config.hpp"
#include <time.h>
#include <unistd.h>

extern cloud::DataManager* dm;
namespace cloud
{
class HotspotManager
{
private:
    std::string _ulPath;      // 上传文件存放的路径(这里指的是文件夹)
    std::string _rarPath;     // 压缩文件存放的路径(这里指的是文件夹)
    std::time_t _hotTime;     // 热点时间
public:
    HotspotManager();

    ~HotspotManager();

    // 提供主要功能: 检测是否是热点+非热点删除并压缩+更改配置文件信息
    bool runHotspotManager();

private:
    // 检测是否是热点文件, 是返回true
    bool checkHot(const std::string& path);

    // 将文件压缩到指定位置
    bool compressAndMov(const std::string& path, cloud::FileUtil& fu);

    // 删除文件
    bool removeFile(cloud::FileUtil& fu);

    // 更新文件的信息, 并进行持久化操作
    bool updateAndStorage(const std::string& path);
};

} 

#endif

9. 业务处理模块

9.1 如何设计

搭建网络通信服务器：借助httplib完成
业务请求处理
1. 文件上传请求：备份客户端上传的文件，响应上传成功
2. 文件列表展示请求：客户端浏览器请求一个备份文件的展示页面，响应页面
3. 文件下载请求：通过展示页面，点击下载，响应客户端要下载的文件数据

前置知识：

ETag：

HTTP中的ETag（Entity Tag）是一个与特定版本的资源相关的标识符。它是一种机制，用于确定客户端缓存的副本是否是最新的。

客户端第一次下载文件的时候，会收到这个响应信息，第二次下载，就会将这个信息发送给服务器，想要让服务器根据这个唯一标识判断
这个资源有没有被修改过，如果没有被修改过，直接使用原先缓存的数据，不用重新下载了

Accept-Ranges:

Accept-Ranges允许客户端在下载过程中恢复中断的下载，或者只下载资源的一部分，这可以提高下载效率，尤其是在处理大文件时。其值设置为bytes表示服务器支持基于字节的请求

断点续传

第一次请求：

客户端发起 HTTP GET 请求一个文件。
服务器处理请求，返回文件内容以及相应的 Header，其中包括 Etag（例如：627-4d648041f6b80）（假设服务器支持 Etag 生成并已开启了 Etag）状态码为 200。

第二次请求（断点续传）：

客户端发起 HTTP GET 请求一个文件，同时发送 If-Range（该头的内容就是第一次请求时服务器返回的 Etag：627-4d648041f6b80）。
服务器判断接收到的 Etag 和计算出来的 Etag 是否匹配，如果匹配，那么响应的状态码为 206；否则，状态码为 200。

请求
GET /download/a.txt http/1.1
Content-Length: 123
If-Range: "⽂件唯⼀标识"		服务端在下载时响应的etag字段”用于服务端判断这个文件与原先下载的文件是否一致
Range: bytes=89-999			这个字段用于告诉服务器客户端需要的数据区间范围

响应
HTTP/1.1 206 Partial Content
Content-Length:123
Content-Range: bytes 89-999/100000
Content-Type: application/octet-stream
ETag: "inode-size-mtime⼀个能够唯⼀标识⽂件的数据"
Accept-Ranges: bytes

9.2 完整的类

/* 提供业务处理的功能, 处理来自客户端的各种请求 */
#ifndef __MY_SERVICE__
#define __MY_SERVICE__
#include "DataManager.hpp"
#include "httplib.h"

extern cloud::DataManager* dm;         // 用于管理数据

namespace cloud
{
class Service
{
private:
    int _srvPort;                    // 服务器端口号
    std::string _srvIp;              // 服务器ip
    std::string _urlDownPre;         // url下载路径前缀
public:
    Service();

    ~Service();

    // 进行业务处理
    void runService();

private:
    // 处理上传文件
    static void uploadHandler(const httplib::Request& req, httplib::Response& rsp);

    // 处理下载文件
    static void downloadHandler(const httplib::Request& req, httplib::Response& rsp);

    // 处理显示操作
    static void listHandler(const httplib::Request& req, httplib::Response& rsp);

    // 将时间戳转换为可读的
    static std::string timeToStr(time_t t);

    // 获取ETag, 文件名-文件大小-最后一次修改时间
    static std::string getETag(const BackupInfo& bi);
};
}
#endif

9.3 测试

9.3.1 测试展示功能

此时的backup.data如下

[
	{
		"fileSz" : 0,
		"isPacked" : false,
		"lastATime" : 1735651729,
		"lastMTime" : 1735651729,
		"rarFilePath" : "./rars/testtest.txt.lz",
		"ulFilePath" : "./files/testtest.txt",
		"urlPath" : "/download/testtest.txt"
	},
	{
		"fileSz" : 3083,
		"isPacked" : false,
		"lastATime" : 1735649756,
		"lastMTime" : 1735131288,
		"rarFilePath" : "./rars/Config.hpp.lz",
		"ulFilePath" : "./files/Config.hpp",
		"urlPath" : "/download/Config.hpp"
	}
]