1. 简介
wget是一个在Linux下常用的命令行工具，用于从网络上下载文件。它支持HTTP、HTTPS和FTP等协议，并且可以递归下载整个网站。本文将介绍如何使用C语言编写一个类似于wget的简化版本，实现基本的文件下载功能。
2. 实现原理
2.1 建立网络连接
首先，我们需要使用C语言中的套接字（socket）库来建立与服务器的网络连接。通过指定服务器的地址和端口号，我们可以创建一个套接字对象，并通过该对象与服务器进行通信。
#include<stdio.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
#include<netinet/in.h>
#include<netdb.h>
int main()
{
int sockfd;
struct sockaddr_in serv_addr;
struct hostent *server;
sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (sockfd < 0)
{
printf("Error opening socket");
return 1;
}
server = gethostbyname("example.com");
if (server == NULL)
{
printf("Error, no such host");
return 1;
}
bzero((char *)&serv_addr, sizeof(serv_addr));
serv_addr.sin_family = AF_INET;
bcopy((char *)server->h_addr, (char *)&serv_addr.sin_addr.s_addr, server->h_length);
serv_addr.sin_port = htons(80);
if (connect(sockfd, (struct sockaddr *)&serv_addr, sizeof(serv_addr)) < 0)
{
printf("Error connecting to server");
return 1;
}
// 建立连接后的操作
// ...
close(sockfd);
return 0;
}
上述代码中，我们首先创建了一个套接字对象sockfd，并指定了目标服务器的地址为"example.com"，端口号为80。然后通过gethostbyname函数获取服务器的地址信息，并将之存储在server结构体中。接着，我们将serv_addr结构体的相关字段填充完整，包括地址族（AF_INET）和端口号（80）。最后，通过connect函数与服务器建立连接。
2.2 发送HTTP请求
在与服务器建立连接后，我们需要发送HTTP请求来获取服务器上的文件。HTTP请求由请求行、请求头和请求体三部分组成。我们需要构建一个符合HTTP协议规范的请求，并将其发送到服务器。
#define MAX_REQUEST_SIZE 2048
char request[MAX_REQUEST_SIZE];
int bytes_sent;
// 构建HTTP请求的函数
void build_request(const char *host, const char *path)
{
snprintf(request, MAX_REQUEST_SIZE, "GET %s HTTP/1.1\r\nHost: %s\r\nConnection: close\r\n\r\n", path, host);
}
// 发送HTTP请求的函数
int send_request(int sockfd)
{
bytes_sent = send(sockfd, request, strlen(request), 0);
if (bytes_sent < 0)
{
printf("Error sending request");
return 1;
}
return 0;
}
int main()
{
// ...
// 构建HTTP请求
build_request("example.com", "/index.html");
// 发送HTTP请求
send_request(sockfd);
// ...
}
上述代码中，我们首先定义了一个大小为MAX_REQUEST_SIZE的字符数组request。build_request函数用于构建HTTP请求，它接受服务器的地址和文件路径作为参数，并将构建好的请求字符串存储在request数组中。send_request函数用于发送HTTP请求，它接受套接字对象sockfd作为参数，并将request数组中的内容发送到服务器。发送成功后，函数返回0，否则返回1。
2.3 接收服务器响应
在发送HTTP请求后，我们需要等待服务器的响应，并将响应中的内容保存到本地文件中。服务器的响应分为响应行、响应头和响应体三部分，我们需要逐步接收这些部分，并将响应体的内容写入到文件中。
#define MAX_RESPONSE_SIZE 2048
char response[MAX_RESPONSE_SIZE];
int bytes_received;
// 接收服务器响应的函数
int receive_response(int sockfd)
{
bytes_received = recv(sockfd, response, MAX_RESPONSE_SIZE - 1, 0);
if (bytes_received < 0)
{
printf("Error receiving response");
return 1;
}
response[bytes_received] = '\0';
return 0;
}
int main()
{
// ...
// 接收服务器响应
receive_response(sockfd);
// 将响应体写入文件
// ...
}
上述代码中，我们首先定义了一个大小为MAX_RESPONSE_SIZE的字符数组response。receive_response函数用于接收服务器的响应，它接受套接字对象sockfd作为参数，并将接收到的数据存储在response数组中。接收成功后，函数返回0，否则返回1。
2.4 文件写入
最后，在接收到服务器的响应后，我们可以将响应体的内容写入到本地文件中，以实现文件下载功能。
FILE *fp;
// 将内容写入文件的函数
void write_to_file(const char *filename)
{
fp = fopen(filename, "wb");
if (!fp)
{
printf("Error opening file");
return;
}
fwrite(response, sizeof(char), bytes_received, fp);
fclose(fp);
}
int main()
{
// ...
// 将响应体写入文件
write_to_file("index.html");
// ...
}
上述代码中，我们首先使用fopen函数创建一个文件指针fp，以写入二进制模式打开一个文件。接着，通过fwrite函数将response数组中的内容写入到文件中，写入的字节数由变量bytes_received指定。最后，通过fclose函数关闭文件。
3. 编译运行
我们可以将上述的代码保存为名为wget.c的文件，然后使用gcc编译器进行编译，并执行生成的可执行文件。
gcc wget.c -o wget
./wget
4. 功能扩展
上述实现的wget工具仅具备最基本的文件下载功能，可以通过进一步扩展来增加其功能。
4.1 支持HTTPS协议
wget工具目前只支持HTTP协议，通过引入第三方库如OpenSSL，我们可以增加对HTTPS协议的支持。
4.2 支持断点续传
wget工具目前每次下载都是从头开始，通过使用HTTP协议中的Range头部字段，我们可以实现断点续传功能，从上一次下载的位置继续下载。
4.3 多线程下载
wget工具目前是单线程下载的，通过使用多线程编程，我们可以实现同时下载多个文件的功能，提高下载效率。
5. 总结
本文介绍了如何使用C语言编写一个简化版本的wget工具，在Linux下实现基本的文件下载功能。我们首先通过套接字库建立与服务器的网络连接，然后发送HTTP请求，接收服务器的响应，最后将响应的内容写入到本地文件中。并且介绍了如何编译和运行该工具，并提出了一些功能扩展的思路。
通过学习本文，我们可以了解到wget工具的基本原理和实现方法，并且可以进一步对其进行扩展和优化。