Android多线程断点续传原理及如何实现

来源：长沙it培训|发布时间：2017-04-01|浏览量：

　　断点续传就是在上传或者下载的过程中，将上传或者下载分成几个部分，断点上传和下载的思路是记录断点，然后根据记录重新进行续传。

　　原理

　　其实断点续传的原理很简单，从字面上理解，所谓断点续传就是从停止的地方重新下载。

　　断点：线程停止的位置。

　　续传：从停止的位置重新下载。

　　用代码解析就是：

　　断点：当前线程已经下载完成的数据长度。

　　续传：向服务器请求上次线程停止位置之后的数据。

　　原理知道了，功能实现起来也简单。每当线程停止时就把已下载的数据长度写入记录文件，当重新下载时，从记录文件读取已经下载了的长度。而这个长度就是所需要的断点。

　　续传的实现也简单，可以通过设置网络请求参数，请求服务器从指定的位置开始读取数据。

　　而要实现这两个功能只需要使用到HttpURLconnection里面的setRequestProperty方法便可以实现。

public void setRequestProperty(String field, String newValue)

　　如下所示，便是向服务器请求500-1000之间的500个byte：

conn.setRequestProperty("Range", "bytes=" + 500 + "-" + 1000);

　　以上只是续传的一部分需求，当我们获取到下载数据时，还需要将数据写入文件，而普通发File对象并不提供从指定位置写入数据的功能，这个时候，就需要使用到RandomAccessFile来实现从指定位置给文件写入数据的功能。

public void seek(long offset)

　　如下所示，便是从文件的的第100个byte后开始写入数据。

raFile.seek(100);

　　而开始写入数据时还需要用到RandomAccessFile里面的另外一个方法

public void write(byte[] buffer, int byteOffset, int byteCount)

　　该方法的使用和OutputStream的write的使用一模一样…

　　以上便是断点续传的原理。

　　多线程断点续传

　　而多线程断点续传便是在单线程的断点续传上延伸的，而多线程断点续传是把整个文件分割成几个部分，每个部分由一条线程执行下载，而每一条下载线程都要实现断点续传功能。

　　为了实现文件分割功能，我们需要使用到HttpURLconnection的另外一个方法：

　　public  int  getContentLength(）

　　当请求成功时，可以通过该方法获取到文件的总长度。

　　每一条线程下载大小 = fileLength / THREAD_NUM

　　如下图所示，描述的便是多线程的下载模型：

图

　　在多线程断点续传下载中，有一点需要特别注意：

　　由于文件是分成多个部分是被不同的线程的同时下载的，这就需要，每一条线程都分别需要有一个断点记录，和一个线程完成状态的记录;

　　如下图所示：

　　图

　　只有所有线程的下载状态都处于完成状态时，才能表示文件已经下载完成。

　　实现记录的方法多种多样，我这里采用的是JDK自带的Properties类来记录下载参数。

　　断点续传结构

　　通过原理的了解，便可以很快的设计出断点续传工具类的基本结构图

　　图

　　IDownloadListener.java

package com.arialyy.frame.http.inf;import java.net.HttpURLConnection; 　　/** * 在这里面编写你的业务逻辑 */public interface IDownloadListener { /** * 取消下载 */ public void onCancel(); 　　/** * 下载失败 */ public void onFail(); 　　/** * 下载预处理,可通过HttpURLConnection获取文件长度 */ public void onPreDownload(HttpURLConnection connection); 　　/** * 下载监听 */ public void onProgress(long currentLocation); 　　/** * 单一线程的结束位置 */ public void onChildComplete(long finishLocation); 　　/** * 开始 */ public void onStart(long startLocation); 　　/** * 子程恢复下载的位置 */ public void onChildResume(long resumeLocation); 　　/** * 恢复位置 */ public void onResume(long resumeLocation); 　　/** * 停止 */ public void onStop(long stopLocation); 　　/** * 下载完成 */ public void onComplete();}

　　该类是下载监听接口

　　DownloadListener.java

import java.net.HttpURLConnection; 　　/** * 下载监听 */public class DownloadListener implements IDownloadListener { 　　@Override public void onResume(long resumeLocation) { 　　} 　　@Override public void onCancel() { 　　} 　　@Override public void onFail() { 　　} 　　@Override public void onPreDownload(HttpURLConnection connection) { 　　} 　　@Override public void onProgress(long currentLocation) { 　　} 　　@Override public void onChildComplete(long finishLocation) { 　　} 　　@Override public void onStart(long startLocation) { 　　} 　　@Override public void onChildResume(long resumeLocation) { 　　} 　　@Override public void onStop(long stopLocation) { 　　} 　　@Override public void onComplete() { 　　}        }

　　下载参数实体

/**   * 子线程下载信息类   */  private class DownloadEntity {    //文件总长度    long fileSize;    //下载链接    String downloadUrl;    //线程Id    int threadId;    //起始下载位置    long startLocation;    //结束下载的文章    long endLocation;    //下载文件    File tempFile;    Context context;      public DownloadEntity(Context context, long fileSize, String downloadUrl, File file, int threadId, long startLocation, long endLocation) {      this.fileSize = fileSize;      this.downloadUrl = downloadUrl;      this.tempFile = file;      this.threadId = threadId;      this.startLocation = startLocation;      this.endLocation = endLocation;      this.context = context;    }  }

 

　　该类是下载信息配置类，每一条子线程的下载都需要一个下载实体来配置下载信息。

　　下载任务线程

/**  * 多线程下载任务类  */ private class DownLoadTask implements Runnable {   private static final String TAG = "DownLoadTask";   private DownloadEntity dEntity;   private String configFPath;     public DownLoadTask(DownloadEntity downloadInfo) {     this.dEntity = downloadInfo;     configFPath = dEntity.context.getFilesDir().getPath() + "/temp/" + dEntity.tempFile.getName() + ".properties";   }     @Override   public void run() {     try {       L.d(TAG, "线程_" + dEntity.threadId + "_正在下载【" + "开始位置 : " + dEntity.startLocation + "，结束位置：" + dEntity.endLocation + "】");       URL url = new URL(dEntity.downloadUrl);       HttpURLConnection conn = (HttpURLConnection) url.openConnection();       //在头里面请求下载开始位置和结束位置       conn.setRequestProperty("Range", "bytes=" + dEntity.startLocation + "-" + dEntity.endLocation);       conn.setRequestMethod("GET");       conn.setRequestProperty("Charset", "UTF-8");       conn.setConnectTimeout(TIME_OUT);       conn.setRequestProperty("User-Agent", "Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 8.0; Windows NT 5.2; Trident/4.0; .NET CLR 1.1.4322; .NET CLR 2.0.50727; .NET CLR 3.0.04506.30; .NET CLR 3.0.4506.2152; .NET CLR 3.5.30729)");       conn.setRequestProperty("Accept", "image/gif, image/jpeg, image/pjpeg, image/pjpeg, application/x-shockwave-flash, application/xaml+xml, application/vnd.ms-xpsdocument, application/x-ms-xbap, application/x-ms-application, application/vnd.ms-excel, application/vnd.ms-powerpoint, application/msword, */*");       conn.setReadTimeout(2000); //设置读取流的等待时间,必须设置该参数       InputStream is = conn.getInputStream();       //创建可设置位置的文件       RandomAccessFile file = new RandomAccessFile(dEntity.tempFile, "rwd");       //设置每条线程写入文件的位置       file.seek(dEntity.startLocation);       byte[] buffer = new byte[1024];       int len;       //当前子线程的下载位置       long currentLocation = dEntity.startLocation;       while ((len = is.read(buffer)) != -1) {         if (isCancel) {           L.d(TAG, "++++++++++ thread_" + dEntity.threadId + "_cancel ++++++++++");           break;         }           if (isStop) {           break;         }           //把下载数据数据写入文件         file.write(buffer, 0, len);         synchronized (DownLoadUtil.this) {           mCurrentLocation += len;           mListener.onProgress(mCurrentLocation);         }         currentLocation += len;       }       file.close();       is.close();         if (isCancel) {         synchronized (DownLoadUtil.this) {           mCancelNum++;           if (mCancelNum == THREAD_NUM) {             File configFile = new File(configFPath);             if (configFile.exists()) {               configFile.delete();             }               if (dEntity.tempFile.exists()) {               dEntity.tempFile.delete();             }             L.d(TAG, "++++++++++++++++ onCancel +++++++++++++++++");             isDownloading = false;             mListener.onCancel();             System.gc();           }         }         return;       }         //停止状态不需要删除记录文件       if (isStop) {         synchronized (DownLoadUtil.this) {           mStopNum++;           String location = String.valueOf(currentLocation);           L.i(TAG, "thread_" + dEntity.threadId + "_stop, stop location ==> " + currentLocation);           writeConfig(dEntity.tempFile.getName() + "_record_" + dEntity.threadId, location);           if (mStopNum == THREAD_NUM) {             L.d(TAG, "++++++++++++++++ onStop +++++++++++++++++");             isDownloading = false;             mListener.onStop(mCurrentLocation);             System.gc();           }         }         return;       }         L.i(TAG, "线程【" + dEntity.threadId + "】下载完毕");       writeConfig(dEntity.tempFile.getName() + "_state_" + dEntity.threadId, 1 + "");       mListener.onChildComplete(dEntity.endLocation);       mCompleteThreadNum++;       if (mCompleteThreadNum == THREAD_NUM) {         File configFile = new File(configFPath);         if (configFile.exists()) {           configFile.delete();         }         mListener.onComplete();         isDownloading = false;         System.gc();       }     } catch (MalformedURLException e) {       e.printStackTrace();       isDownloading = false;       mListener.onFail();     } catch (IOException e) {       FL.e(this, "下载失败【" + dEntity.downloadUrl + "】" + FL.getPrintException(e));       isDownloading = false;       mListener.onFail();     } catch (Exception e) {       FL.e(this, "获取流失败" + FL.getPrintException(e));       isDownloading = false;       mListener.onFail();     }   }

　　这个是每条下载子线程的下载任务类，子线程通过下载实体对每一条线程进行下载配置，由于在多断点续传的概念里，停止表示的是暂停状态，而恢复表示的是线程从记录的断点重新进行下载，所以，线程处于停止状态时是不能删除记录文件的。

　　下载入口

/**  * 多线程断点续传下载文件，暂停和继续  *  * @param context     必须添加该参数，不能使用全局变量的context  * @param downloadUrl   下载路径  * @param filePath     保存路径  * @param downloadListener 下载进度监听 {@link DownloadListener}  */ public void download(final Context context, @NonNull final String downloadUrl, @NonNull final String filePath,            @NonNull final DownloadListener downloadListener) {   isDownloading = true;   mCurrentLocation = 0;   isStop = false;   isCancel = false;   mCancelNum = 0;   mStopNum = 0;   final File dFile = new File(filePath);   //读取已完成的线程数   final File configFile = new File(context.getFilesDir().getPath() + "/temp/" + dFile.getName() + ".properties");   try {     if (!configFile.exists()) { //记录文件被删除，则重新下载       newTask = true;       FileUtil.createFile(configFile.getPath());     } else {       newTask = false;     }   } catch (Exception e) {     e.printStackTrace();     mListener.onFail();     return;   }   newTask = !dFile.exists();   new Thread(new Runnable() {     @Override     public void run() {       try {         mListener = downloadListener;         URL url = new URL(downloadUrl);         HttpURLConnection conn = (HttpURLConnection) url.openConnection();         conn.setRequestMethod("GET");         conn.setRequestProperty("Charset", "UTF-8");         conn.setConnectTimeout(TIME_OUT);         conn.setRequestProperty("User-Agent", "Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 8.0; Windows NT 5.2; Trident/4.0; .NET CLR 1.1.4322; .NET CLR 2.0.50727; .NET CLR 3.0.04506.30; .NET CLR 3.0.4506.2152; .NET CLR 3.5.30729)");         conn.setRequestProperty("Accept", "image/gif, image/jpeg, image/pjpeg, image/pjpeg, application/x-shockwave-flash, application/xaml+xml, application/vnd.ms-xpsdocument, application/x-ms-xbap, application/x-ms-application, application/vnd.ms-excel, application/vnd.ms-powerpoint, application/msword, */*");         conn.connect();         int len = conn.getContentLength();         if (len < 0) { //网络被劫持时会出现这个问题           mListener.onFail();           return;         }         int code = conn.getResponseCode();         if (code == 200) {           int fileLength = conn.getContentLength();           //必须建一个文件           FileUtil.createFile(filePath);           RandomAccessFile file = new RandomAccessFile(filePath, "rwd");           //设置文件长度           file.setLength(fileLength);           mListener.onPreDownload(conn);           //分配每条线程的下载区间           Properties pro = null;           pro = Util.loadConfig(configFile);           int blockSize = fileLength / THREAD_NUM;           SparseArray<Thread> tasks = new SparseArray<>();           for (int i = 0; i < THREAD_NUM; i++) {             long startL = i * blockSize, endL = (i + 1) * blockSize;             Object state = pro.getProperty(dFile.getName() + "_state_" + i);             if (state != null && Integer.parseInt(state + "") == 1) { //该线程已经完成               mCurrentLocation += endL - startL;               L.d(TAG, "++++++++++ 线程_" + i + "_已经下载完成 ++++++++++");               mCompleteThreadNum++;               if (mCompleteThreadNum == THREAD_NUM) {                 if (configFile.exists()) {                   configFile.delete();                 }                 mListener.onComplete();                 isDownloading = false;                 System.gc();                 return;               }               continue;             }             //分配下载位置             Object record = pro.getProperty(dFile.getName() + "_record_" + i);             if (!newTask && record != null && Long.parseLong(record + "") > 0) {    //如果有记录，则恢复下载               Long r = Long.parseLong(record + "");               mCurrentLocation += r - startL;               L.d(TAG, "++++++++++ 线程_" + i + "_恢复下载 ++++++++++");               mListener.onChildResume(r);               startL = r;             }             if (i == (THREAD_NUM - 1)) {               endL = fileLength;//如果整个文件的大小不为线程个数的整数倍，则最后一个线程的结束位置即为文件的总长度             }             DownloadEntity entity = new DownloadEntity(context, fileLength, downloadUrl, dFile, i, startL, endL);             DownLoadTask task = new DownLoadTask(entity);             tasks.put(i, new Thread(task));           }           if (mCurrentLocation > 0) {             mListener.onResume(mCurrentLocation);           } else {             mListener.onStart(mCurrentLocation);           }           for (int i = 0, count = tasks.size(); i < count; i++) {             Thread task = tasks.get(i);             if (task != null) {               task.start();             }           }         } else {           FL.e(TAG, "下载失败，返回码：" + code);           isDownloading = false;           System.gc();           mListener.onFail();         }       } catch (IOException e) {         FL.e(this, "下载失败【downloadUrl:" + downloadUrl + "】\n【filePath:" + filePath + "】" + FL.getPrintException(e));         isDownloading = false;         mListener.onFail();       }     }   }).start(); }

 

　　注释已经很完整了，需要注意两点

　　1、恢复下载时：已下载的文件大小 = 该线程的上一次断点的位置 - 该线程起始下载位置;

　　2、为了保证下载文件的完整性，只要记录文件不存在就需要重新进行下载;

　　最终效果：

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