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這次想來講講斷點(diǎn)續(xù)傳，以前沒相關(guān)需求，所以一直沒去接觸，近階段了解了之后，其實(shí)并不復(fù)雜，那么也便來寫一篇記錄一下，分享給大伙，也方便自己后續(xù)查閱。
提問
Q1：如果你的 app 需要下載大文件，那么是否有方法可以縮短下載耗時(shí)？
Q2：如果你的 app 在下載大文件時(shí)，程序因各種原因被迫中斷了，那么下次再重啟時(shí)，文件是否還需要重頭開始下載？
Q3：你的 app 下載大文件時(shí)，支持暫停并恢復(fù)下載么？即使這兩個(gè)操作分布在程序進(jìn)程被殺前后。
理論基礎(chǔ)
講之前，先來通俗的解釋下什么是斷點(diǎn)續(xù)傳：
說得白一點(diǎn)，其實(shí)也就是下載文件時(shí)，不必重頭開始下載，而是從指定的位置繼續(xù)下載，這樣的功能就叫做斷點(diǎn)續(xù)傳。
既然如此，那么要實(shí)現(xiàn)斷點(diǎn)續(xù)傳的關(guān)鍵點(diǎn)其實(shí)也就是兩點(diǎn)：
- 如何告知服務(wù)端，從指定的位置下載
- 如何知道客戶端想要的指定位置是多少
是吧，理論上來講，當(dāng)這兩點(diǎn)都可以做到的時(shí)候，自然就可以實(shí)現(xiàn)斷點(diǎn)續(xù)傳了。那么，要如何做到呢？
其實(shí)，也很簡單，并不需要我們自己去寫一些什么，HTTP 協(xié)議本身就支持?jǐn)帱c(diǎn)續(xù)傳了，所以借助它就可以實(shí)現(xiàn)告知服務(wù)端，從指定位置下載的功能了。
而另一點(diǎn)，就更簡單了，文件是下載到客戶端設(shè)備上的，那么只要獲取到這份下載到一半的文件，看一下它目前的大小，也就知道需要讓服務(wù)端從哪開始繼續(xù)下載了。
那么，下面就介紹一下涉及到的相關(guān)理論：
Range & Content-Length & Content-Range & If-Range
這些都是 HTTP 包中 Header 頭部的一些字段信息，其中 Range 和 If-Range 是請求頭中的字段，Content-Length 和 Content-Range 是響應(yīng)頭中的字段。
Range
當(dāng)請求頭中出現(xiàn) Range 字段時(shí)，表示告知服務(wù)端，客戶端下載該文件想要從指定的位置開始下載，至于 Range 字段屬性值的格式有以下幾種：
| 格式 | 含義 |
|---|---|
| Range:bytes=0-500 | 表示下載從0到500字節(jié)的文件，即頭500個(gè)字節(jié) |
| Range:bytes=501-1000 | 表示下載從500到1000這部分的文件，單位字節(jié) |
| Range:bytes=-500 | 表示下載最后的500個(gè)字節(jié) |
| Range:bytes=500- | 表示下載從500開始到文件結(jié)束這部分的內(nèi)容 |
當(dāng) app 想實(shí)現(xiàn)縮短大文件的下載耗時(shí)，可以開啟多個(gè)下載線程，每個(gè)線程只負(fù)責(zé)文件的一部分下載，當(dāng)所有線程下載結(jié)束后，將每個(gè)線程下載的文件按順序拼接成一個(gè)完整的文件，這樣就可以達(dá)到縮短下載大文件的耗時(shí)目的了。
那么，此時(shí)，就可以使用 Range:bytes=501-1000 這種格式了，每個(gè)線程在各自的請求頭字段中，以這種格式加入相對應(yīng)的信息即可達(dá)到目的了。
如果 app 想實(shí)現(xiàn)斷點(diǎn)續(xù)傳，文件下載到一半被迫中斷，下次啟動還可以繼續(xù)接著上次進(jìn)度下載時(shí)，那么此時(shí)可以使用 Range:bytes=500- 這種格式了，只要先獲取本地那份文件目前的大小，通過在請求頭中加入 Range 字段信息即可。
Content-Length
Content-Length 字段出現(xiàn)在響應(yīng)頭中，用于告知客戶端此次下載的文件大小。
一般，如果客戶端需要實(shí)現(xiàn)下載進(jìn)度實(shí)時(shí)更新時(shí)，就需要知道文件的總大小和目前下載的大小，后者可以通過對本地文件的操作得知，前者一般就是通過響應(yīng)頭中的 Content-Length 字段得知。
另外，如果想要實(shí)現(xiàn)多線程同時(shí)分段下載大文件功能時(shí)，顯然在下載前，客戶端需要先知道文件總大小，才可以做到動態(tài)進(jìn)行分段，因此一般在下載前都會先發(fā)送一個(gè)不需要攜帶 body 信息請求，用于先獲取響應(yīng)頭中的 Content-Length 字段來得知文件總大小。
但有一點(diǎn)需要注意：Content-Length 只表示此鏈接中下載的文件大小
什么意思，也就是說，如果這條鏈接是一次性將整個(gè)文件下載下來的，那么 Content-Length 就表示這個(gè)文件的總大小。
但，如果這條鏈接指定了 Range，表明了只是下載文件的指定部分的內(nèi)容，那么此時(shí) Content-Length 表示的就只是這一部分的大小。
所以，如果客戶端實(shí)現(xiàn)了下載進(jìn)度實(shí)時(shí)更新功能時(shí)，需要注意一下。因?yàn)槿绻募菙帱c(diǎn)續(xù)傳的，那么進(jìn)度條的分母就不能用每次 HTTP 鏈接中的 Content-Length。要么下載前先發(fā)一條獲取用于文件總大小的請求，然后一直維護(hù)著這個(gè)數(shù)據(jù)，要么就使用 Content-Range 字段。
Content-Range
Content-Range 字段也是出現(xiàn)在響應(yīng)頭中，用于告知客戶端此鏈接下載的文件是哪個(gè)部分的，以及文件的總大小。
比如，當(dāng)客戶端在請求頭中指定了 Range:bayes=501-1000 來下載一個(gè)總大小為 2000 字節(jié)文件的中間一部分內(nèi)容時(shí)，此時(shí)，響應(yīng)頭中的 Content-Range 字段信息如下：
Content-Range:bytes 501-1000/2000
斜杠前表示此鏈接下載的文件是哪一部分，斜杠后表示文件的總大小。
If-Range
斷點(diǎn)續(xù)傳，說白點(diǎn)也就是分多次下載，既然不是一次性下載，那么就無法保證多次下載的間隔。
也就是說，有可能出現(xiàn)這種場景，這次由于某些原因只下載的一部分，而下次重啟繼續(xù)下載，但可能等到過了很多天后才重啟去繼續(xù)下載，如果在這期間，服務(wù)端的這份文件更新了怎么辦？
只要不是一次性下載的，那么就有可能會出現(xiàn)這種場景，顯然，這時(shí)候，就不希望斷點(diǎn)續(xù)傳了，而是要讓客戶端直接重頭開始下載，畢竟文件都已經(jīng)發(fā)生更新了，不是同一份了，再繼續(xù)恢復(fù)下載也沒有什么意義。
那么，客戶端要如何知道服務(wù)端的文件是否發(fā)生變化，要重頭下載呢？
這時(shí)就可以結(jié)合 If-Range 字段來實(shí)現(xiàn)了，這個(gè)也是在請求頭中的字段，跟 Range 字段一起使用，它的作用是給 Range 字段生效設(shè)置了一些條件，只有滿足這些條件，Range 才能生效。
也就是說，只有先滿足 If-Range，那么才能通過 Range 來實(shí)現(xiàn)斷點(diǎn)續(xù)傳。
那它的條件值可以設(shè)置為哪些呢？有兩種，Last-Modified 或者 ETag，這兩個(gè)也都是響應(yīng)頭中的字段。
具體可以參考這篇文章：MDN If-Range
抓包示例
以上就是斷點(diǎn)續(xù)傳相關(guān)的理論基礎(chǔ)，下面抓個(gè)包，看看請求頭和響應(yīng)頭中的信息，來總結(jié)一下理論基礎(chǔ)。
首先先發(fā)起一個(gè)請求，設(shè)置了不攜帶 BODY 信息，這樣就可以在下載前先獲取到文件的總大小。至于怎么設(shè)置不攜帶 BODY 信息，不同的網(wǎng)絡(luò)框架不同，具體下節(jié)代碼示例中說明。
這是下載中斷后，重啟想要繼續(xù)下載時(shí)發(fā)起的請求信息，請求頭中指定了 Range:bytes=12341380- 表示本地已經(jīng)下載了這么多，需要從這里開始繼續(xù)往下下載。
響應(yīng)頭中返回了這部分的內(nèi)容，并在 Content-Length 和 Content-Range 字段中給出了相關(guān)信息。
代碼示例
理論基礎(chǔ)掌握了，那么下面就是來看看代碼怎么實(shí)現(xiàn)。不管用什么語言，使用了什么網(wǎng)絡(luò)框架，要寫的代碼都有兩個(gè)部分：
- 文件處理操作
- 添加請求頭信息操作
文件處理操作有兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，一是獲取文件大小，二是以追加的方式寫文件。添加請求頭的操作則是參考各自網(wǎng)絡(luò)框架的指示即可。
下面介紹了三種示例，分別是 C++&libcurl，Android&HttpURLConnection，Android&OkHttp。&前面是語言，后面是所使用的網(wǎng)絡(luò)框架。
C++&libcurl
//引入libcurl庫
#include <curl\curl.h>
#pragma comment(lib,"libcurl.lib")
//文件操作庫
#include <sys/stat.h>
#include <fstream>
char* mLocalFilePath;//下載到本地的文件
//獲取已下載部分的大小，如果沒有則返回0
curl_off_t getLocalFileLength()
{
curl_off_t ret = 0;
struct stat fileStat;
ret = stat(mLocalFilePath, &fileStat);
if (ret == 0)
{
return fileStat.st_size;//返回本地文件已下載的大小
}
else
{
return 0;
}
}
//下載前先發(fā)送一次請求，獲取文件的總大小
double getDownloadFileLength()
{
double rel = 0, downloadFileLenth = 0;
CURL *handle = curl_easy_init();
curl_easy_setopt(handle, CURLOPT_URL, mDownloadFileUrl);
curl_easy_setopt(handle, CURLOPT_HEADER, 1); //只需要header頭
curl_easy_setopt(handle, CURLOPT_NOBODY, 1); //不需要body
if (curl_easy_perform(handle) == CURLE_OK) {
curl_easy_getinfo(handle, CURLINFO_CONTENT_LENGTH_DOWNLOAD, &downloadFileLenth);
}
else {
downloadFileLenth = -1;
}
rel = downloadFileLenth;
curl_easy_cleanup(handle);
return rel;
}
//文件下載
CURLcode downloadInternal()
{
//1. 獲取本地已下載的大小，有則斷點(diǎn)續(xù)傳
curl_off_t localFileLenth = getLocalFileLength();
//2. 以追加的方式寫入文件
FILE *file = fopen(mLocalFilePath, "ab+");
CURL* mHandler = curl_easy_init();
if (mHandler && file)
{
//3. 設(shè)置url
curl_easy_setopt(mHandler, CURLOPT_URL, mDownloadFileUrl);
//4. 設(shè)置請求頭 Range 字段信息，localFileLength 不等于0時(shí)，值大小就表示從哪開始下載
curl_easy_setopt(mHandler, CURLOPT_RESUME_FROM_LARGE, localFileLenth);
//5. 設(shè)置接收數(shù)據(jù)的處理函數(shù)和存放變量
curl_easy_setopt(mHandler, CURLOPT_WRITEFUNCTION, writeFile);
curl_easy_setopt(mHandler, CURLOPT_WRITEDATA, file);
// 6. 發(fā)起請求
CURLcode rel = curl_easy_perform(mHandler);
fclose(file);
return rel;
}
curl_easy_cleanup(mHandler);
return CURLE_FAILED_INIT;
}
writeFile 函數(shù)和下載進(jìn)度通知的函數(shù)我都沒貼，用過 libcurl 的應(yīng)該都知道怎么寫，或者網(wǎng)上搜一下，資料很多。上面就是將斷點(diǎn)續(xù)傳的幾個(gè)關(guān)鍵函數(shù)貼出來，理清楚了即可。
Android&HttpURLConnection
Android&OkHttp
由于最近都在忙 C++ 的項(xiàng)目了，Android 暫時(shí)還沒時(shí)間自己寫個(gè) demo 測試一下，所以先給幾篇網(wǎng)上找的鏈接占個(gè)坑，后續(xù)抽個(gè)時(shí)間自己再來寫個(gè) demo。
之所以列了這兩點(diǎn)，是因?yàn)楦杏X目前 Android 中網(wǎng)絡(luò)框架大多都是用的 OkHttp 了，而下載文件還有很多都是用的 HttpURLConnection，所以這兩個(gè)都想研究一下，怎么寫斷點(diǎn)續(xù)傳。
Android使用OKHttp3實(shí)現(xiàn)下載(斷點(diǎn)續(xù)傳、顯示進(jìn)度)
兩篇我都有大概過了下，其實(shí)斷點(diǎn)續(xù)傳原理不難，真的蠻簡單的，所以實(shí)現(xiàn)上基本也大同小異，就是不同的網(wǎng)絡(luò)框架的 api 用法不同而已。以及，如何維護(hù)本地已下載文件的大小的思路，有的是直接去獲取文件對象查看，有的則是手動自己建個(gè)數(shù)據(jù)庫維護(hù)。
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