BT客戶端實現 Peer協議設計

與peer創建tcp鏈接後，首先發送handshake消息進行握手

handshake消息格式以下：

一個字節0x19 + 一個字符串'BitTorrent protocol' + 8 byte 保留字節默認值爲0（draft中對保留字節有定義）

+ 種子文件中info 部分的sha1字，大小爲20個字節 + 20個本身的peer id（從tracker獲取到的peer信息大多沒有peerid，這個可使用本地的peer id）

若是handshake信息協商不上，tcp鏈接將被關閉。

 

BT標準BEP-3中定義了8種peer消息：消息格式爲msg_len(4個字節) + msg_type(1一個字節) + payload

0 - choke  --發送該消息表示本段發送阻塞，對端將不能獲取到piece數據，payload 爲 0

1 - unchoke  --發送該消息表示解阻塞，對端能夠開始發送請求獲取piece數據，payload 爲 0

2 - interested  --發送該消息，表示對對端的pieces數據有興趣，payload 爲 0

3 - not interested  ---發送該消息，表示對對端的pieces數據沒有興趣了，payload 爲 0

4 - have       ---發送該消息，通告對端 本段擁有的pieces，payload爲4個字節的piece index

5 - bitfield  ---發送該消息，通告對端 本段擁有的pieces，爲bit map的方式表示每一個piece index在本端是否擁有。piece index所在bit位爲1，表示擁有。

                     該消息爲handshake成功後的第一個消息。

6 - request   ---piece請求消息，payload爲： index, begin, and length，都是4個字節表示，length通常實現爲0x8000, 最大不能超過0x20000。

7 - piece     ---piece  數據，payload爲： index, begin,data 

8 - cancel    ---發送該消息，表示本端取消了某個piece請求。payload爲：index, begin, and length

 

使用python的異步socket接口實現，爲了減小處理過程被socket阻塞，使用多個線程處理每一個peer。

每一個peer包括3個線程：request timeout timer ，socket send data thread， socket receive data thread，使用select 函數判斷socket是否可讀、可寫。

對socket讀寫操做時使用RLock進行保護，select阻塞進程時不加鎖，避免阻塞其餘線程。

發送數據數據時先寫一個隊列，而後經過set threading.Event 變量出發socket send data thread發送數據，保證發送數據的線程不阻塞

因爲 python沒有結束線程的接口，socket send data thread， socket receive data thread 須要依賴特殊變量的賦值，使socket處理進程結束。

使用同步調用來觸發下載過程運轉，儘可能不使用timer輪詢的方式，能夠下降cpu使用率並加快下載過程。

可是，多線程間的同步調用因爲鎖的存在，會致使性能降低並容易引入信號量死鎖的問題。須要仔細設計好多線程的運行軌跡避免死鎖。

draft BEP中定義的功能暫未實現，peer的上傳流控未實現，peer質量分級未實現。