Likt's Blog

天空一直都在，是云来了又去。

0%

学习P2P知识，并搭建一个局域网p2p下载器

发表于 分类于 阅读次数： Valine：
本文字数： 8.7k 阅读时长 ≈ 16 分钟
搭建一个局域网p2p下载器……

一、实验目的

  1. 学习p2p知识，并搭建一个局域网p2p下载器
  2. 使用p2p下载器进行文件的传输

二、实验环境

  • IDEA【p2p_bootstrap，p2p_node】
  • postman

三、实验步骤

1. 拉库

①git clone https://gitee.com/daitoulin/p2p_bootstrap.git

②git clone https://gitee.com/daitoulin/p2p_node.git

2. 具体操作

1）path类

  • java.nio.file.Path类是Java7引入的一个新类，用于表示文件系统的路径。提供了对文件路径的高级抽象，使得处理文件路径变得更加简单和一致。

  • 平台无关性：Windows用\，Linux/unix使用/

  • 提供了一系列静态工厂方法和实例方法，用来创建和操作路径。

  • path类和filesystem紧密集成，可以轻松获取文件系统的相关信息。

  • 在p2p_node文件夹下src/main/java/com.example.p2pshare.cotroller/下创建PathExample类，实践代码理解java.nio.file.Path类的使用，常见的一些方法的含义。这里需要注意一下resolvedpath=path.resolve("subdir/newfile.txt")

  • 如果这个subdir放在距离很远的文件夹会如何结果。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
package com.example.p2pshare.cotroller;
import org.springframework.http.codec.multipart.PartHttpMessageWriter;

import java.nio.file.Path;
import java.nio.file.Paths;

public class PathExample {
    public static void main(String[] args) {
        //创建路径
        Path path=Paths.get("D:/BlockChain/IdeaProjects/testfile/Lee.txt");

        //获取父路径
        Path parent=path.getParent();
        System.out.println("Parent:"+parent);

        //获取文件名
        Path fileName=path.getFileName();
        System.out.println("File name:"+fileName);

        //解析相对路径
        Path resolvePath=path.resolve("E:/newnewLee.txt");
        System.out.println("Resloved path:"+resolvePath);

        //规范化路径
        Path normalizedPath=path.normalize();
        System.out.println("Normalized path:"+normalizedPath);

        //转换为绝对路径
        Path absolutePath=path.toAbsolutePath();
        System.out.println("Absolute path:"+absolutePath);

        //转换为file对象
        java.io.File file=path.toFile();
        System.out.println("File object:"+file);
    }
}

运行结果如下：

image-20240923235743654

2）file类

java.io.File类用于表示文件系统中的文件和目录，一组方法来创建、删除、重命名文件或目录，以及获取文件的各种属性，如文件大小、最后修改时间。File类只能操作文件或文件夹本身，不能读写文件里面的数据。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
package com.example.p2pshare.cotroller;
import java.io.File;
import java.io.IOException;

public class FileExample {
    public static void main(String[] args) {
        //创建file对象
        File file=new File("D:/BlockChain/IdeaProjects/testfile/Lee.txt");

        //输出文件信息
        System.out.println("File exists:"+file.exists());
        System.out.println("Is directory:"+file.isDirectory());
        System.out.println("Is file:"+file.isFile());
        System.out.println("Path:"+file.getPath());
        System.out.println("Name:"+file.getName());
        System.out.println("Parent:"+file.getParent());
        System.out.println("Absolute path:"+file.getAbsolutePath());
        System.out.println("Length:"+file.length());
        System.out.println("Last modified:"+file.lastModified());

        try {
            //创建文件或目录
            File newFile=new File("E:/Likt/test/lee3.txt");
            boolean created=newFile.createNewFile();
            System.out.println("Created new file:"+created);

            File newDir=new File("E:/Likt/test/newdir/");
            boolean dirCreated=newDir.mkdir();
            System.out.println("Created new directory:"+dirCreated);

            //列出目录中的文件
            File dir=new File("E:/Likt/test/");
            String[] files=dir.list();
            for (String fileName:files){
                System.out.println("File in directory:"+fileName);
            }
        }catch (IOException e){
            System.err.println("An IOException occurred:"+e.getMessage());
        }
    }
}

运行结果如下：

image-20240924004102309

3）InputStream和OutPutStream流简介

  • 处理字节流的基本类。分别用于读取写入字节数据。

  • InputStream是一个抽象类，用于从源读取字节数据。所有的字节输入流都继承自InputStream。其常见的子类有：

  • FileInputStream从文件系统中的文件读取字节。从文件系统中的一个文件读取字节，打开一个从文件系统中的指定文件到应用程序的输入字节流。

  • FileOutputStream用于将数据写入文件系统中的文件。它创建一个向文件系统中指定文件提供输出的文件输出流。

  • ByteArrayInputStream从字节数组读取字节

  • ObjectInputStream用于反序列化对象

  • BUfferedInputStream为其他输入流添加缓冲功能，提高读取效率。

  • PipedInputStream用于线程间的通信，与PipedOutputStream配合使用。

  • OutputStream同样是一个抽象类，向目的地写入字节数据。其子类与InputStream类似。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
package com.example.p2pshare.cotroller;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Path;
import java.nio.file.Paths;

@RestController
public class TestController {
    public static void main(String[] args) {
        String sourceFilePath = "D:\\BlockChain\\IdeaProjects\\testfile\\Lee.txt";
        String destinationFolderPath = "D:\\BlockChain\\IdeaProjects\\testfile\\test2\\";
        Path sourcePath = Paths.get(sourceFilePath);//源文件路径
        Path destFolderPath = Paths.get(destinationFolderPath);//目标文件夹路径
        Path destFilePath = destFolderPath.resolve(sourcePath.getFileName());//目标文件的地址；这里还是相对路径的问题
        try {
                copyFileToFolder(sourcePath, destFilePath);
        }catch (IOException e){
            System.out.println("这里异常了一下");
            e.printStackTrace();
        }
    }
    public static void copyFileToFolder(Path sourcePath,Path destFilePath) throws IOException{
            //检查源文件是否存在
        if(!Files.exists(sourcePath)){
            throw new IOException("源文件不存在："+sourcePath);
        }
        if(!Files.isDirectory(destFilePath.getParent())){
            throw new IOException("目标文件不存在："+destFilePath.getParent());
        }
        try(FileInputStream fis =new FileInputStream(sourcePath.toFile());
            FileOutputStream fos=new FileOutputStream(destFilePath.toFile())
        ){
            //创建一个字节数组来存储文件内容
            byte[] buffer= new byte[1024];//使用较大的缓冲区
            int bytesRead;
            //循环读取文件内容直到读完
            while ((bytesRead=fis.read(buffer))!=-1){
                //写入到目标文件
                fos.write(buffer,0,bytesRead);
            }
        }
    }

}

这里在main函数调用copyFileToFolder函数的时候添加了捕获异常的处理，否则IDEA会不让进行编译。

当目标文件夹不存在时：

image-20240924211113414

当创建完毕：

image-20250112172529573

会发现lee.txt被复制到了目标文件夹test2中：

image-20240924211310721

4）使用springboot框架实现P2P节点的IP发现

拉取引导节点：git clone https://gitee.com/daitoulin/p2p_bootstrap.git

修改配置文件application.properties

1
2
3
4
#引导节点IP:点开terminal输入ipconfig查看本地WLAN的IP地址
bootstrap.ip= 10.39.203.64
#引导节点端口
bootstrap.port=8883

edit configurations:

image-20240924213208543

run application

image-20240924213357651

对等节点：

同样修改配置文件application.properties

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
server.port=8888
#引导节点IP:点开terminal输入ipconfig查看本地WLAN的IP地址
bootstrap.ip= 10.39.203.64
#引导节点端口
bootstrap.port=8883
node.ip= 10.39.203.64
node.port = 8887
spring.servlet.multipart.max-request-size=200MB
spring.servlet.multipart.max-file-size=200MB
share.file.path=D:/BlockChain/IdeaProjects/p2p_node/sharefiles

run application【同上】出现Bootstrapped? true和引导节点取得连接

image-20240924214623015

至此，完成了P2P下载器的节点发现功能。

5）使用springboot框架完成两个节点内的文件传输

①先启动引导节点

②启动对等节点

③postman的使用：指定IP，端口（p2p_node节点配置文件中service port 8888），指定接口，参数 进行文件的传输【post，get，request，body：form-data，raw-json】

6）常见接口

  1. @RequestParam:将参数跟随在url的问号后面

  2. @RequestMapping可以支持get及post传参,将@RequestMapping改为@PostMapping然后使用get传参会发现失败。

    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    @RequestMapping("/testParam")
    public ResponseEntity<JSONResult>testParam(@RequestParam("username")String username){
        JSONResult json=JSONResult.getInstance();
        json.setCode("200");
        json.setMsg("用户名为："+username);
        json.setContent("");
        return new ResonseEntity<JSONResult>(json,HttpStatus.OK);

    }

    image-20240924222212001

    修改之后，GET传参失败，证实了上述说明：

    image-20240924222501455

  3. @RequestBody：将参数转为json放在请求体中

  4. @PathVariable：/test/{username}，绑定最后一个斜杆后面的字符串

    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    @RequestMapping("/testPathVariable/{username}")
    public ResponseEntity<JSONResult> testPathVariable(@PathVariable("username") String username){
        JSONResult json = JSONResult.getInstance();
       
        json.setCode("200");
        json.setMsg("用户名为：" + username);
        json.setContent("");
        return new ResponseEntity<JSONResult>(json, HttpStatus.OK);
    }

    image-20240924223720919

  5. /uploadFile:参数multipartFile选择file

    • 不加任何注释的：将自动转为Java实体类，一般前端以form-data形式传递
    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    10
    11
    12
    13
    14
    @PostMapping("/uploadFile")
    public ResponseEntity<JSONResult> testUpload(MultipartFile multipartFile) throws IOException {
        JSONResult json = JSONResult.getInstance();
       
        String fileName = multipartFile.getOriginalFilename();
        Path targetLocation = Paths.get(shareFilePath, fileName);
       
        // 保存文件到指定位置
        multipartFile.transferTo(targetLocation);
        json.setCode("200");
        json.setMsg("上传成功");
        json.setContent("");
        return new ResponseEntity<JSONResult>(json, HttpStatus.OK);
    }

    在POSTMAN中使用uploadFile接口上传文件成功：参数multipartFile选择file,添加要上传的文件。

    image-20240924225659175

    在HTML页面中查看确认上传成功：

    image-20240924225727420

    image-20240924225814855

  6. selectIp:查询IP

    image-20240926230749038

    image-20240924230352265

  7. queryDocument查询文件，F12查看如下：

    image-20240924230547313

    image-20240924231053189

  8. /findDocument:

    image-20240926232515380

  9. /downloadFile以JSON形式上传ip,fileName下载文件失败了（将前端传输的文件名进行拼接，对指定的ip进行请求，收到返回的byte数组，存入本地指定目录）注意：下载的文件不能为空

    image-20240924234930913

    后面发现是配置文件中sharesfiles路径后面少了一个斜杠【表示共享文件夹，少了斜杠之后变成一个文件的路径了，故无法下载到文件】

    image-20240926000142444

    image-20240926000054087

  10. /download/{fileName}：将指定的文件读取转为byte数组并返回

    image-20240926233431075

四、实验结果与讨论

  1. 引导节点、对等节点启动成功

    image-20240927000052117

  2. P2P下载器实现文件的上传下载

    image-20240927000248147

五、总结

  1. P2P下载器是一类用于获取大文件或数据的应用程序，利用点对点技术(P2P)实现高效的下载过程。与传统的中心化下载方式不同，P2P下载器允许用户从多个源同时下载文件，提高了下载速度和资源利用率。

  2. Spring Boot 应用程序通常遵循分层架构设计原则，其中最常见的是三层架构：Controller、Service 和 Repository。每一层都有其特定的责任。①controller层：在Spring MVC中，控制器通常由带有@RestController或@Controller注解的类实现。②service层：通常由带有@Service注解的类实现。③Repository层：通常由带有@Repository注解的类实现，并且经常使用Spring Data JPA或其他ORM框架来简化数据库操作。

  3. springboot框架实现 本地文件的传输、节点的IP发现、节点间的文件传输。

  4. 使用Spring Boot可以快速搭建P2P网络的服务端，包括节点管理、资源分配、用户认证等功能。

  5. 通过接口进行功能的访问，每个接口有相对应的参数。

  6. downloadFile接口是通过读取字节流下载，其文件要求不为空否则失败。

  7. 引导节点中sharefiles的路径

    share.file.path=D:/BlockChain/IdeaProjects/p2p_node/sharefiles/注意这是一个文件夹的路径，最后的一个斜杠如果漏了会变成文件路径，文件下载会失败。同时要注意到斜杆的方向。

-------------本文结束感谢您的阅读-------------