开始行动
0x0C-开始行动
写在最前方
- 对于线程的概念以及意义，我说一些
- 现在我只说，一个多线程的技术对于C语言程序而言就像，原本只有你一个人在干活，现在突然有许多人愿意追随你，变成了以你为核心的多人合作模式，共同完成同一个任务。
- 导致的结果就是，这个任务被切分成多个模块，有可能很多人一起做同一个模块，有可能某些模块只有一个人在做，这就带来了什么问题呢？
- "我" 对这个任务的掌控力度变低了，试想本来就是我一个人在开发这个程序，程序的每部分都是我一个字符一个字符敲上去的，自然了解程序的每个部分。但是现在，突然多了一些人来和你一起完成这个任务，必然导致有一部分程序代码不是由你亲自写下去的，虽然你指示他们怎么做，做出什么样的功能。
- 但是毕竟不是你亲自写的，所以他们在协调工作的时候，很大可能性会出现问题，这个问题在多线程变成里面就是资源争夺问题，也就是同一个内存块， 在同一时刻被多于一个的线程访问，那么该如何处理呢？
- C语言到现在已经支持多线程(然而零零散散的，虽然C11标准支持多线程库)了，并没有办法实际用在编程里，我一般使用 各平台的 API 或者 Glib 进行多线程编程，前者是不需要配置环境直接上手，缺点就是无法跨平台(万恶的Windows)。后者则是需要配置环境，且这个库说实话的确很臃肿，对于我们即将写的这个备份程序有些杀鸡用牛刀。
好吧，如果硬要说的官方一点那就是：
- 应用程序，进程，线程的区别：
- 应用程序是一组数据和指令。
- 多进程就相当于启动了多个应用程序，彼此之间独立(虚拟内存)
- 进程就是应用程序运行起来的名称，两者的区别在于进程是有状态的，即它会变。
- 线程和进程十分相似，都有状态，但是它的状态比进程少，并且线程之间可以十分轻易的共享数据，而这点是多进程无法比拟的(进程间共享数据开销极大)。
- 状态指的就是程序运行起来产生的一些值，因为是运行后产生的所以形象的叫他们状态，例如寄存器里的值，栈(而不是堆，线程并没有自己的堆)的值
看完上面的解释，就准备开始着手写程序了
写在中间
- 首先我使用的是 Visual Studio 2013作为编译器
- 创建 Win32控制台应用程序
- 记得创建C源文件
如果不小心点成C++也没事，改成.c就行。
创建一个入口源文件
Entery.c，用于放置main函数#include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main(int argc, char* argv[]) { system("pause"); /* 因为Windows的命令行命令对大小写不敏感，所以命令无所谓大小写,从环境变量的配置就能知道这一点 */ return 0; } 因为等一下需要构造一个字符显示界面模拟GUI的功能，故添加`#include <stdlib.h>` 当然并不是只因为这个原因。但是现在是为了使用其中的`system()`函数调用系统命令。好，那么接下来...
等一下，要直接写程序了吗？程序功能呢？程序结构呢？从哪里开始写呢？
- 这些都没有考虑啊！！
所以，停下来我们好好构思构思！
- 问题：
- 我们要做什么？ ： 一个多线程的备份程序
- 我们要怎么做？ ： 这个问题有点大，应该拆开
- 我们从哪里开始做？ ： 这个问题比较好回答。
回答：
- 略
- 我们要实现把某个路径备份到某个特定路径
- 首先要实现路径的设置，也就是说由键盘输入路径
- 得到了路径之后，要得到该路径下所有文件夹和文件的信息(在*nix下这俩玩意儿都是一个东西)
- 行了就这么简单
- 先从输出所有文件和文件夹的结构开始
问题：
- 怎么得到文件和文件夹的信息？
回答：
- MSDN放在网上，虽然现在不提供离线版本了，但是也没有被墙啊。所以不懂的时候就一个字，查API文档！对于十分基本的API， MSDN甚至会给出示例代码。恰好，这就是一个。
- 问题：
题外话
- 其实会写这个程序没什么大不了，重要的是学习能力，一个自我学习的能力，就比如当我不知道一个东西，也无从下手的情况下，我应该进行联想，联想可能与他相关的各种方面，并且亲自去查，不厌其烦的查，遍地撒网，重点捞鱼。
首先我们需要实现一个功能，就是遍历输出路径下的所有文件夹和文件
在这之前，我们先设计一下界面，稍后...
3, 2, 1，出现！while(1) { system("cls"); /* 系统的清屏命令 */ do{ puts("-------------------------------------------------"); puts("-------------------------------------------------"); puts("That is a System Back Up Software for Windows! "); puts("List of the software function : "); puts("1. Back Up "); puts("2. Set Back Up TO-PATH "); puts("3. Read Me "); puts("4. Exit "); puts("-------------------------------------------------"); puts("Your Select: "); fscanf(stdin, "%d", &select); getchar(); /* 读取上方 fscanf 留在流里面的换行符 '\n' */ }while ((select < 1) || (select > 4)); /* 如果选择无效 */ system("cls"); switch(select) { case 1 : break; case 2 : break; case 3 : break; case 4 : exit(0); /* 退出程序 */ default : break; }/** switch(select) **/ }/** while(1) **/ system("pause"); return 0;突然出现的这一段代码就是设计的界面，其实很简单，看看就懂了，不再多说。
英文莫怪。
紧接着，我们来实现第一个功能，显示结构，让我们吧这个功能函数叫做
show_structure新建头文件
showFiles.h/*头文件包裹一定要切记*/ #ifndef INCLUDE_SHOWFILES_H #define INCLUDE_SHOWFILES_H /* 代码写在里面，这样就不会发生重定义，也能节省资源 */ #endif新建源文件
showFiles.c- 记得包含头文件`#include <showFiles.h>`showFiles.h稍后进行解释#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <Windows.h> /* Windows API */ #include <string.h> /* 字符串函数 */ #include <tchar.h> /* _ftprintf */ #include <setjmp.h> /* setjmp, longjmp */ #define TRY_TIMES 3 /* 重新尝试获取的最大次数 */ #define MIN_PATH_NAME _MAX_PATH /* 最小的限制 */ #define LARGEST_PATH_NAME 32767 /* 路径的最大限制 */ /* 我们需要在这里面包含函数的声明 */ /** 加上文档注释，不太喜欢死板的硬套，选择自己觉得重要的信息记录吧 * @version 1.0 2015/09/28 * @author wushengxin * @param from_dir_name 源目录，即用于扫描的目录 depth 递归的深度，用于在屏幕上格式化输出，每次增加 4 * @function 用于输出显示目录结构的，可以改变输出流 */ void show_structure(const char * from_dir_name, int depth);题外话，在Visual Studio中，会强制要求你使用他们编写的安全函数,例如
fscanf_s，如果你不想用的话，那就将它关闭吧，具体怎么操作，就当是一个小问题留给你自己。showFiles.c先不写太多，这里比较重要的是写法/* 首先是需要的一系列变量 */ int times = 0; /* 用来配合 setjmp和longjmp重新获取句柄HANDLE的 */ /** 操作时获取文件夹，文件信息的的必要变量 **/ HANDLE file_handle; WIN32_FIND_DATAA file_data; LARGE_INTEGER file_size;file_handle: 文件的句柄，后期操作的主要对象file_data: 文件的信息，各种属性file_size: 文件的大小有可能非常大，需要使用特定的结构体保存
到这里我们停下来，因为下一步我们要去实现获取路径的操作。
- 问题：
- 我们要怎么样获取路径
- 我们获取到的路径要怎么存储
- 存储的路径要符合什么格式
回答：
- 有两个路径：备份的来源路径，备份的目的路径。前者用键盘输入，后者在程序内部首先指定一个。
- 这里有两种方案：用系统栈存，用堆存
- 前者是方便的内存管理，完全不用程序员操心，但是栈的大小比较小，一般只有几兆而已，这也是为什么递归容易爆栈的原因。速度较快
- 后者是近似巨大的内存上限，对于32位系统的Windows应用程序而言，可以有
2~3GB的分配空间(4GT机制)，64位就更为可怕了(Windows8 最大有512GB, Windows7 最大有192GB，服务器系列大概是1~2TB)。速度较慢 - 不熟练的程序员应该尽可能选择前者。
- 这里采用后者，前者的代码也会一并附上。
对于微软API处理自己的Windows路径，一般要求末尾以
/或者\结尾，前者在C语言中不是转义，所以比较好存储，如果需要使用后者，可以选择如此\\就行了。char dir_path_1[PATH_MAX] = "../"; char dir_path_2[PATH_MAX] = "..\\"; /* 两种效果一致，且占的空间也相同 */
- 注意
- 这里有涉及到一个问题，那就是Windows下的路径限制，在
windef.h中定义了一个常量PATH_MAX的值为260，也就是说最大的路径长路为260字节，但是如果我们的路径名超过了这个长度怎么办呢？ - 这里直接给出了解决办法，就是添加前缀
\\?\,这样长度限制就增加到了32767了 - 此处不予以实现，日后遇见情况的话可以当作一个解决的办法。
- 这里有涉及到一个问题，那就是Windows下的路径限制，在
- 问题：
解决了上一个关于路径的问题，我们就需要考虑一下如何设计实现这个功能，首先要达到模块化的目的，即尽量减少每个函数的功能。
- 问题
- 都需要什么功能？
- 回答
- 一个主要的函数用来递归(也可以用循环，循环的好处就也在于不容易爆栈)
- 一个用来专门给路径分配空间的函数
- 一个用来释放分配空间的函数
- 一个对输入的路径进行处理的函数，让路径变得规范
- 问题
showFiles.h变个魔术3, 2, 1，添加了如下代码/** * @version 1.0 2015/09/28 * @author wushengxin * @param src 外部传进来的，用于向所分配空间中填充的路径 * @function 用于在堆上为存储的路径分配空间。 */ char * make_path(const char * src); /* * @version 1.0 2015/09/28 * @author wushengxin * @param src 外部传进来的，是由 make_path 所分配的空间，将其释放 * @function 用于释放 make_path 分配的内存空间 */ void rele_path(char * src); /* * @version 1.0 2015/09/28 * @author wushengxin * @param src_path 用于 FindFirstFile() src_file 用于添加找到的目录名，形成新的目录路径 * @function 用于调整用户从键盘输入的路径字符串，使他们变得一致，便于处理 */ void adjust_path(char * __restrict src_path, char * __restrict src_file); /* * @version 1.0 2015/09/28 * @author wushengxin * @param src 外部传入的，用于调整 * @function 用于替换路径中的 / 为 \ 的 */ void repl_str(char * src);具体功能在文档里已经写的很清楚了，唯一要解释的就是最后两个函数，本来是一体的，后来被我拆开成了两个函数，为了也是功能更加清晰
倒数第二个函数
adjust_path的作用是将路径处理成符合 Windows 函数FindFirstFile的要求.aspx)可以具体看看。showFiles.c继续show_structure的实现shows_tructuresize_t length = strlen(from_dir_name); char * dir_buf = make_path(from_dir_name); //路径 char * dir_file_buf = make_path(from_dir_name); //文件 if (dir_buf == NULL || dir_file_buf == NULL) return; /* 如果分配失败就结束函数 */ adjust_path(dir_buf, dir_file_buf); /* 调整路径和文件格式到标准格式 */ repl_str(dir_buf); repl_str(dir_file_buf);这是调用
WINDOWS API之前的所有操作，来一一实现他们首先是分配空间给路径
make_path:24 lines·对于这个函数的功能便是，为需要存储的路径分配空间。
int times = 0; size_t len_of_src = strlen(src); /* 需要分配的长度 */ size_t len_of_dst = MIN_PATH_NAME; if (len_of_src > MIN_PATH_NAME - 10) /* \\?\ //* 8个字符 */ { /* 这里用了10这个神奇的垃圾数，所以必须做一点注释，以防忘记 */ len_of_dst = LARGEST_PATH_NAME; if (len_of_src > LARGEST_PATH_NAME - 10) { fprintf(stderr, "The Path Name is larger than 32767, Which is not Support!\n%s", src); return NULL; } } setjmp(alloc_jmp); /* alloc_jmp to here */ char * loc_buf = malloc(len_of_dst + 1); if (loc_buf == NULL) { fprintf(stderr, "ERROR OCCUR When malloc the memory at %s\n Try the %d th times", __LINE__, times+1); if (times++ < TRY_TIMES) longjmp(alloc_jmp, 0); /* alloc_jmp from here */ return NULL; } //sprintf(loc_buf, "\\\\?\\%s", src); /* 作为日后的扩展 */ strcpy(loc_buf, src); return loc_buf;对于
10这个数的考虑是，至少留出8个空位给所说的字符，加2凑整。对于函数
malloc，在这里没有进行包裹，是因为这只是一个预热的功能，后期在实现备份的时候，会对它进行包装，也使得错误处理的代码隐藏，让函数功能更加清晰。adjust_path:16 lines其次是调整路径的函数，功能就是调整路径
size_t length = strlen(src_path); /* 两个参数的长度在此函数调用之前必定一致 */ if (length == 1) /* 处理情况为，当用户输入的是根目录的情况 例如: C */ { strcat(src_file, ":/"); } else if (src_path[length - 1] != '\\' && src_path[length - 1] != '/') { strcat(src_file, "/"); } else { src_path[length - 1] = '/'; } strcpy(src_path, src_file); strcat(src_path, "/*"); return;当用户输入的是一个字符的根目录，我们要将其处理为
C:/这样的形式当用户输入的是不带
/结尾的，我们需要将其添加上/当用户输入以
\结尾的路径时，将其替换为/,虽然后方又全部换成了\将目录处理为带
/*结尾的，以达到 API 的要求src_file用于将目录下的子目录名连接。生成新的目录。src_path用于递交给 API 扫描目录下的所有文件和文件夹。repl_str:7 linessize_t length = strlen(src); for (size_t i = 0; i <= length; ++i) { if (src[i] == '/') src[i] = '\\'; } return;不再赘述这个函数的功能
到此处，所有在第一个 Windows API 之前调用的函数都实现了，接下来要做什么？
当然是调用API函数啦
show_structure/* 开始调用 Windows API 获取路径下的文件和文件夹信息 */ setjmp(get_hd_jmp); fileHandle = FindFirstFileA(dir_buf, &fileData); if (fileHandle == INVALID_HANDLE_VALUE) /* 如果无法获取句柄超过上限次数，就退出 */ { fprintf(stderr, "The Handle getting Failure! \n"); if (times++ < TRY_TIMES) longjmp(get_hd_jmp, 0); return; }对于这一段代码的解释，其实核心就是第二句代码，其中的函数
FindFirstFileA需要解释一下。在 Windows API 文档 MSDN 中介绍的是
FindFirstFile，但是某些情况下(定义了UNICODE宏，不知道有没有记错)，这个官方提供的接口会被定义(#define)成FindFirstFileW，如果使用char *的 ANSI 字符串当成参数的话是会获取句柄失败的！并且另一个参数使用的file_data类型也是 ANSI 的WIN32_FIND_DATAA所以这里显式地选择调用
FindFirstFileA而不是让 Windows 帮我们选择。接下来我们要做的事情就是，遍历这个目录下的所有文件和文件夹，提取出来他们的信息：
do{ char * tmp_dir_file_buf = make_path(dir_file_buf); if (fileData.dwFileAttributes & FILE_ATTRIBUTE_DIRECTORY) { /* 如果是文件夹 */ fprintf(stderr, "%*s%s\t<DIR>\t\n", depth, "", fileData.cFileName); if (strcmp(fileData.cFileName, ".") == 0 || /* . 和 .. 便是当前文件夹和上一级文件夹, 世界上所有系统都一样 */ strcmp(fileData.cFileName, "..") == 0) continue; strcat(tmp_dir_file_buf, fileData.cFileName); /* 将文件名连接到当前文件夹路径之后，形成文件路径 */ show_structure(tmp_dir_file_buf, depth + 4); } else { fileSize.LowPart = fileData.nFileSizeLow; /* 输出大小 */ fileSize.HighPart = fileData.nFileSizeHigh; fprintf(stderr, "%*s%s \t%ld bytes\t\n", depth, "", fileData.cFileName, fileSize.QuadPart); } rele_path(tmp_dir_file_buf); /* 这个的实现稍后放出 */ } while (FindNextFileA(fileHandle, &fileData));代码是仿照 MSDN 提供的 官方例子.aspx)改写的。
其中第五句代码，用到了前方提到过的格式化输出的一个不常用的技巧，占位，忘记的可以回去看看在第一章
采用的方法是递归，循环的方法留给看者自己实现，思路很简单，用一个队列或者栈存放所有找到的目录和文件，依次取出直到栈或者队列为空。
以及最后一段的代码，用于收尾：
FindClose(fileHandle); rele_path(dir_buf); rele_path(dir_file_buf); return;rele_path:4 linesfree(src); src = NULL; return;
最后在
Entry.c的main函数中，在switch的case 1标签范围内，加上一些获取和处理输入的函数 : (因为这里只会使用一次，故采用的是系统栈而不是在堆上分配)char tmp[_MAX_PATH]; ... case 1 : scanf("%s", tmp); printf("Enter : %s\n", tmp); getchar(); /* 前方提到过，作用是清理标准输入流 */ show_structure(tmp, 0); system("pause"); break;
现在编译运行
- 成功了！对自己的代码很有信心，嗯！
- 中文路径也是可以的，别怕
- 对于超过
260字符的路径没有测试，大概能猜到是不行的。但是解决方案上方也有提到。 - 这就是预热的函数，比较详细，后方代码就不会如此赘述，而是更加简洁干练的上代码和解释
写在最后面
- 总结一个词，代码横陈，但是逻辑还算清晰
- 只是一个预热的作用，正片代码只是为了提前让思路更加清晰，且能测试出Windows API的某些潜在缺陷以及要求。
- 下面将开始真正的进入功能的编写。
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