【项目】云备份系统笔记

服务端：包含多个文件，每个文件代表不同的模块和功能

cloud.conf：配置文件包含

热点文件的时间（30，超过30s不再访问，就不再是热点文件）

服务器的ip和端口（绑定监听）

下载请求的前缀（"/download/"）

压缩文件的后缀（.lz）

压缩文件的路径（"./packdir/"，不再是热点文件会主动进行压缩存储）

备份文件的路径（"./backdir/"，用户端传过来需要保存的文件都在这个文件夹中，超过一定时间不被访问，就会被主动压缩，并且将压缩文件方法哦packdir中)

上传文件的备份信息文件（"./cloud.dat" ，存放了已经被备份下来文件的基本信息，文件名）

config.hpp:

就包含一个类，config，是读取配置文件的类，因为配置文件只有一份，所以可以采用单例模式，把config类的构造函数私有化，只能通过一个公共成员函数getinstance（）来创建对象（new config（）），在类的内部可以调用私有化构造函数，构造函数里面再调用读取配置文件的函数，用自己实现的工具类读取配置文件，将读到的内容放到一个字符串中，然后再将字符串用Json进行序列化，然后给类中的成员变量进行赋值，类中的成员变量就包含了cloud.conf里面包含的信息，一一对应。然后实现了获取每个成员变量的成员函数。

注意：

static Config *GetInstance(){if (_instance == nullptr){_mutex.lock();if (_instance == nullptr){_instance = new Config();}_mutex.unlock();}return _instance;}

1. 限制实例化：单例模式将类的构造函数设为私有，以防止外部直接创建对象。
2. 提供访问点：通过一个静态方法（通常是 getInstance）来提供对该唯一实例的访问。
3. 确保唯一性：使用静态成员变量来存储类的唯一实例，以确保只有一个实例被创建。

所以_instance必须是static修饰，属于整个类且唯一，同样的锁也是一样，只要需要创建这个类的实例，那么多个线程之间用到的是同一把锁。或者说使_mutex成为类级别的资源。

所以这两个成员变量都要在类外面进行初始化，对于_instance可以初始化为nullptr，但是对于锁不需要，因为std::mutex是一个不需要显示初始化的类，在创建时自动处于未锁定状态。所以初始化代码为：

std::mutex Config::_mutex;

为什么进行两次判断是否为nullptr？

第一次：在多线程并发创建实例的情况下，如果其他线程已经创建了，那么该线程可以直接获取实例，不用再次创建。

加锁：如果发现没有实例，就要创建实例，但创建实例的过程只能由一个线程来完成，保证单例模式的原则（不然会有多个线程new config（）），因为配置文件资源是唯一的，对于临界区资源一般都要进行加锁保护（防止数据竞争，线程间对_instance的写操作会干扰，出现未定义行为）。

第二次：防止其他线程已经创建实例后，再次创建实例，因为当多个线程同时进入都判断没有实例，然后都会去竞争锁，如果一个线程竞争到锁，把实例创建之后释放锁，其他线程拿到锁，没发现实例已经创建，就会重复创建，所以必须要进行二次检查。

data.hpp:主要是管理备份文件的基本信息，包含数据管理模块(class DataManager)和文件备份信息结构体(BackupInfo)

BackupInfo：包含以下成员变量和通过绝对路径生成backupinfo的构造函数

        public:bool _pack_flag;  //是否被压缩size_t _fsize;    //文件大小time_t _mtime;    //最近修改时间time_t _atime;    //最近访问时间string _real_path;//绝对路径string _pack_path;//压缩存放的路径string _url;      //请求路径

DataManager:

 DataManager (){    pthread_rwlock_init(&_rwlock,nullptr);               _backup_file=Config::GetInstance()->GetBackUpFile();  InitLoad();   };

构造函数包括：初始化读写锁、初始化基本备份信息文件名、

数据管理模块的初始化：读取基本备份信息文件（如果不存在文件就创建）到字符串，对字符串进行反序列化生成多个backupinfo放入到hash表中进行管理，接下来对基本信息的管理变成了对hash表的管理（包括增删查改的操作），从hash表中读取数据要加读锁，对hash进行写操作要加写锁。

• 读锁 (pthread_rwlock_rdlock)：允许多个线程同时持有读锁，适用于并发读取数据的场景。其他线程不能获取写锁，确保数据在读操作期间不会被修改。

• 写锁 (pthread_rwlock_wrlock)：只能有一个线程持有写锁，其他线程无法持有读锁或写锁。这种锁定机制用于数据修改时，确保没有其他线程在修改期间读取或修改数据。

最后还包括了数据的持久化，即把hash表中backinfo同步到基本备份信息文件当中，当hash表中的数据内容发生变化，就要把数据变化也同步到基本备份信息文件。

hot.hpp:包含一个热点管理的类，class HotManager

private:string _back_dir;  //备份文件的存放目录string _pack_dir;  //备份文件压缩之后的存放目录string _pack_suffix;    //压缩文件的后缀int _hot_time;          //超过多少时间没有访问就是非热点文件要进行压缩

该类的构造函数中，也是获取了配置文件的单例，然后从配置文件中获取备份文件的目录和压缩之后的存放目录、热点时间和压缩文件的后缀，同时创建这两个目录。

在RunModule（）函数中，是一个死循环，会不断去检测备份文件目录中的文件是否是热点文件，即是否超过_hot_time没有被访问了，如果发现不是热点文件了，或者发现备份文件存在，但是内存数据管理并不存在这个文件的基本信息backinfo（其实就是新上传上来的文件），但不管存不存在文件的基本信息，文件存在且访问时间超过了热点时间，那么就要进行压缩，压缩存放的路径可以通过backinfo中的_pack_path获取，同时对backinfo里面的是否压缩字段进行更新，放入hash表中进行管理。同时每次检测可以休眠一秒，因为如果是空目录的话，每次遍历检查都发现没有文件，那么就会消耗cpu资源。

service.hpp:

绑定了请求路径对应的请求方法，如文件的上传、下载和备份文件基本信息的展示。

下载文件：分为正常下载和断点续传，要让http支持断点续传的功能，那么服务端返回给客户端的响应里面就要包含ETag：自定义请求头（文件名-文件最后一次修改时间-文件大小）和Accept-Ranges：bytes请求头，客户端接受到后，就会把ETag的值保存下来，下次再想服务端发送请求时就会携带上If-Range请求头里面的值就是服务端传给客户端的Etag，但如果没有这个请求头就代表正常下载的请求，不会用到断点续传，如果存在If-Range取到对应的ETag值，还要通过url获取hash表中backinfo中的文件信息来判断该文件最近是否被修改过，如果被修改了，还是重新下载，如果没被修改，才是断点续传。

断点续传：客户端发送请求时会携带Range请求头：start-end，代表请求的数据范围，服务端解析出start和end，然后读取文件中对应范围的数据写入到响应的正文（response的body）当中，然后带上响应头Content-Range：bytes start-end/fsize，同时设置响应状态码为206，代表服务器成功处理了部分 GET 请求。

常用状态码:

1xx：继续，代表客户端应该继续请求

200：ok，请求成功

204：No Content，没有内容，服务器成功处理，但没有返回内容。

206：Partial Content，服务器成功处理了部分get请求

301：永久重定向，请求的资源被永久移动到了新的URL。

302：临时重定向，资源只是临时被移动

304：未修改，请求的资源没有修改，服务器不会返回任何数据

400：客户端请求的语法错误，服务器无法理解

401：要求用户的身份认证

403：禁止，服务器理解客户端的请求，但拒绝执行请求

404：服务器没有找到资源，也可能是服务器拒绝请求

500：服务器内部错误，无法完成请求

501：服务器不具备完成请求的功能

客户端：

cloud.hpp：包含一个backup类，里面实现了备份的功能，也就是备份模块。

bool RunModule(){while (true){FileUtil fu(_back_dir.c_str());vector<string> arry;fu.ScanDirectory(&arry);for (auto& file : arry){if (IsNeedUpload(file)){if (Upload(file) == true){_data->Insert(file, GetFileId(file));}}}Sleep(1);}}

客户端生成一个备份文件夹，只要是放入这个文件夹中的文件，会被备份模块进行管理，该模块会去遍历这个文件夹，把遍历到的文件名放到一个容器中，再对容器进行遍历，也就是对指定文件夹下的所有文件进行遍历，看是否需要上传文件到服务器进行备份，判断的逻辑为：距离上一次修改文件的时间是否已经过去了三秒，如果超过了3秒就把文件进行上传，但存在两种情况，一种情况是文件是新添加进来的需要进行上传备份，内存中不存在这个文件的备份信息，上传文件之后会将备份信息加载到内存用hash表进行管理，一种情况是文件已经被上传过了，内存中已经存在这个文件的备份信息，但是这个文件期间被修改过了，也需要重新上传，所以可以通过备份信息里面的文件标识来判断文件是否被修改过，因为文件标识中包含了文件最后一次修改的时间，如果文件被修改了，那么文件标识就会不同，可以重新上传。

data.hpp:包含一个DataManager的类，进行数据管理，是数据管理模块。

string _back_file;
unordered_map<string, string> _table;

 备份文件名和进行备份信息管理的hash表

InitLoad()：从备份信息文件中读取备份信息，信息是以key val\n构成的字符串，key是文件名，val是文件标识（文件名+文件大小+最后一次修改时间），进行反序列化之后存入hash表中，同样以文件名作为key，文件标识作为val，完成数据管理的初始化。

Storage()：把hash表中数据持久化（要进行自定义序列化）到备份信息文件当中，每次对hash进行了更新或者新增的操作都要更新备份信息文件。