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.

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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:

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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。

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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。

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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

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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:

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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:
多线程下载描述
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:
多线程记录
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
这里写图片描述

IDownloadListener.java

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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

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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

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/**
* 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

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/**
* 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

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/**
* 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();
}

其实也没啥好说的,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

最终效果

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