断点续传原理分析

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炒香菇的书呆子

发布于 2024-10-12 23:55:58

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发布于 2024-10-12 23:55:58

，文件的传输是一项至关重要的功能，也是资源共享的基础。无论是HTTP、FTP等协议，都支持文件的传输。然而，由于网络的不稳定性或其他原因，文件传输过程中可能会中断。为了解决这个问题，断点续传技术应运而生。

一、断点续传的基本概念

断点续传是指在文件传输过程中，当传输中断或失败时，可以从中断的地方继续传输，而不必重新开始。这种技术广泛应用于下载和上传任务中，特别是在下载大文件时，断点续传显得尤为重要。

断点续传的实现可以分为两部分：断点和续传。断点的由来是在文件传输过程中，将一个文件分成多个部分，同时进行多个部分的传输。当某个时间点，任务被暂停了，此时传输暂停的位置就是断点。续传就是当一个未完成的传输任务再次开始时，会从上次的断点继续传输。

二、断点续传的核心原理

断点续传的核心原理主要包括以下几点：

RandomAccessFile（文件任意位置保存）：
- RandomAccessFile类允许读写一个文件的内容，并且可以从文件的任意位置开始读写。
- 方法seek(long pos)：将文件指针移动到指定的位置pos，之后的读写操作将从该位置开始。
HttpURLConnection.setRequestProperty（任意位置请求返回剩余文件）：
- HttpURLConnection类用于设置HTTP请求的属性。
- setRequestProperty(String key, String value)方法可以设置请求头。
- 在断点续传中，通过设置Range请求头，可以告诉服务器从文件的哪个位置开始传输数据。例如：setRequestProperty("Range", "bytes=" + start + "-" + end)。
记录传输进度：
- 在传输过程中，需要记录每个部分的传输进度，以便在中断后能够从中断的位置继续传输。
- 这通常通过数据库或文件来实现。

三、断点续传的实现步骤

下面以HTTP断点续传为例，详细分析断点续传的实现步骤。

建立数据库：
- 建立一个数据库来保存文件的下载信息，包括文件的URL、开始大小、最终大小以及下载进度等。

   public class DownloadInfo {
       private int id;
       private String url; // 下载链接
       private long start; // 开始大小
       private long end; // 最终大小
       private long progress; // 下载进度
   }

下载服务类：
- 创建一个下载服务类DownloadService，用于处理下载逻辑。
- 利用Service多次启动只调用onStartCommand()方法，处理开始或暂停下载逻辑。

   public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId) {
       if (intent.getAction().equals(ACTION_START)) {
           FileInfo fileInfo = (FileInfo) intent.getSerializableExtra(TAG_FILEINFO);
           mFileInfoThread = new FileInfoThread(fileInfo, mHandler);
           mFileInfoThread.start();
       } else if (intent.getAction().equals(ACTION_PAUSE)) {
           if (mDownloadThread != null) {
               mDownloadThread.setPause(true);
           }
       }
       return super.onStartCommand(intent, flags, startId);
   }

文件信息线程：
- 创建一个文件信息线程FileInfoThread，用于获取下载文件的大小，并建立对应大小的保存文件路径。

   try {
       URL url = new URL(mFileInfo.getUrl());
       HttpURLConnection conn = (HttpURLConnection) url.openConnection();
       conn.setConnectTimeout(3000);
       conn.setRequestMethod("GET");
       int length = -1;
       if (conn.getResponseCode() == HttpURLConnection.HTTP_OK) {
           length = conn.getContentLength();
       }
       if (length < 0) {
           return;
       }
       File dir = new File(DownloadService.DOWNLOAD_PATH);
       if (!dir.exists()) {
           dir.mkdir();
       }
       File file = new File(dir, mFileInfo.getFileName());
       RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(file, "rwd");
       raf.setLength(length);
       mFileInfo.setLength(length);
       mHandler.obtainMessage(DownloadService.MSG_FILEINFO, mFileInfo).sendToTarget();
   } catch (Exception e) {
       e.printStackTrace();
   }

文件下载线程：
- 创建一个文件下载线程DownloadThread，用于从指定的位置开始下载文件。
- 判断下载进度是否有保存，若无，则插入一条记录。
- 设置网络请求Range参数，从请求位置返回数据。
- 通过RandomAccessFile从进度保存位置写入文件。

   if (!mDatabaseOperation.isExists(downloadInfo.getUrl(), downloadInfo.getId())) {
       mDatabaseOperation.insert(downloadInfo);
   }
   long start = downloadInfo.getStart() + downloadInfo.getProgress();
   connection.setRequestProperty("Range", "bytes=" + start + "-" + downloadInfo.getEnd());
   RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(file, "rwd");
   raf.seek(start);
   InputStream inputStream = connection.getInputStream();
   byte[] buffer = new byte[1024];
   int len;
   while ((len = inputStream.read(buffer)) != -1) {
       raf.write(buffer, 0, len);
   }
   raf.close();
   inputStream.close();

广播更新UI进度：
- 使用BroadcastReceiver来更新UI进度，以便用户可以看到下载进度。

四、代码示例

下面是一个使用Python的requests库实现断点续传的示例代码：

import os
import requests

def download_file(url, file_path):
    # 检查文件是否已存在，如果存在则获取已传输的文件大小
    file_size = 0
    if os.path.exists(file_path):
        file_size = os.path.getsize(file_path)
    
    # 发送带有已传输文件大小的请求
    headers = {'Range': 'bytes={}-'.format(file_size)}
    r = requests.get(url, headers=headers, stream=True)
    
    # 写入文件
    with open(file_path, 'ab') as f:
        for chunk in r.iter_content(chunk_size=1024):
            if chunk:
                f.write(chunk)
    print('文件下载完成!')

# 测试断点续传
url = 'http://example.com/file.txt'
file_path = 'file.txt'
download_file(url, file_path)

在这个示例中，download_file函数接收一个URL和文件路径作为参数，并使用GET请求发送带有Range头的请求。服务器将从已传输文件大小的位置开始返回数据，然后将数据写入文件的末尾（使用'ab'模式打开文件）。这样，即使在传输过程中中断，下次继续传输时也可以从中断的地方恢复传输。

五、总结

断点续传技术是一种非常实用的文件传输技术，它能够在文件传输中断后从中断的位置继续传输，大大提高了文件传输的效率和可靠性。本文详细分析了断点续传的原理，并提供了相应的代码示例。希望这些内容能够帮助读者更好地理解和实现断点续传技术。

随着网络技术的不断发展，断点续传技术也在不断完善和扩展。例如，一些下载工具不仅支持HTTP断点续传，还支持FTP断点续传，甚至支持多线程断点续传。这些技术的出现，使得文件传输更加高效和可靠。

原创声明：本文系作者授权腾讯云开发者社区发表，未经许可，不得转载。

如有侵权，请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。

腾讯技术创作特训营S9

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