使用java实现http多线程下载

关键字: java http 下载 多线程
下载工具我想没有几个人不会用的吧，前段时间比较无聊，花了点时间用java写了个简单的http多线程下载程序，纯粹是无聊才写的，只实现了几个简单的功能，而且也没写界面，今天正好也是一个无聊日，就拿来写篇文章，班门弄斧一下，觉得好给个掌声，不好也不要喷，谢谢！

我实现的这个http下载工具功能很简单，就是一个多线程以及一个断点恢复，当然下载是必不可少的。那么大概先整理一下要做的事情：
1、 连接资源服务器，获取资源信息，创建文件
2、 切分资源，多线程下载
3、 断点恢复功能
4、 下载速率统计

大概就这几点吧，那么首先要做的就是连接资源并获取资源信息，我这里使用了JavaSE自带的URLConnection进行资源连接，大致代码如下：

Java代码
String urlStr = “http://www.sourcelink.com/download/xxx”;   //资源地址，随便写的   
URL url = new URL(urlStr);                             //创建URL   
URLConnection con = url.openConnection();               //建立连接   
contentLen = con.getContentLength();                    //获得资源长度   
File file = new File(filename);           //根据filename创建一个下载文件，也会是我们最终下载所得的文件 
String urlStr = “http://www.sourcelink.com/download/xxx”;   //资源地址，随便写的
URL url = new URL(urlStr);                             //创建URL
URLConnection con = url.openConnection();               //建立连接
contentLen = con.getContentLength();                    //获得资源长度
File file = new File(filename);   //根据filename创建一个下载文件，也会是我们最终下载所得的文件


很简单吧，没错就是这么简单，第一步做完了，那么接下来要做第二步，切分资源，实现多线程。在上一步我们已经获得了资源的长度contentLen，那么如何根据这个对资源进行切分呢？假如我们要运行十个线程，那么我们就先把contentLen处以10，获得每块的大小，然后在分别创建十个线程，每个线程负责其中一块的写入，这就需要利用到RandomAccessFile这个类了，这个类提供了对文件的随机访问，可以指定向文件中的某一个位置进行写入操作，大致代码如下：


Java代码
long subLen = contentLen / threadQut;                           //获取每块的大小   
  
//创建十个线程，并启动线程   
for (int i = 0; i < threadQut; i++) {   
    DLThread thread = new DLThread(this, i + 1, subLen * i, subLen * (i + 1) - 1); //创建线程   
    dlThreads[i] = thread;   
    QSEngine.pool.execute(dlThreads[i]);                                //把线程交给线程池进行管理   
} 
            long subLen = contentLen / threadQut;                           //获取每块的大小

            //创建十个线程，并启动线程
            for (int i = 0; i < threadQut; i++) {
                DLThread thread = new DLThread(this, i + 1, subLen * i, subLen * (i + 1) - 1); //创建线程
                dlThreads[i] = thread;
                QSEngine.pool.execute(dlThreads[i]);                                //把线程交给线程池进行管理
            }



在这里使用到了DLThread这个类，我们先来看看这个类的构造方法的定义：

public DLThread(DLTask dlTask, int id, long startPos, long endPos)

第一个参数为一个DLTask，这个类就代表一个下载任务，里面主要保存这一个下载任务的信息，包括下载资源名，本地文件名等等的信息。第二个参数就是一个标示线程的id，如果有10个线程，那么这个id就是从1到10，第三个参数startPos代表该线程从文件的哪个地方开始写入，最后一个参数endPos代表写到哪里就结束。

我们再来看看，一个线程启动后，具体如何去下载，请看run方法：


Java代码
public void run() {   
    System.out.println("线程" + id + "启动......");   
    BufferedInputStream bis = null;                                             //创建一个buff   
    RandomAccessFile fos = null;                                                  
    byte[] buf = new byte[BUFFER_SIZE];                                         //缓冲区大小   
    URLConnection con = null;   
    try {   
        con = url.openConnection();                                             //创建连接，这里会为每个线程都创建一个连接   
        con.setAllowUserInteraction(true);   
        if (isNewThread) {   
            con.setRequestProperty("Range", "bytes=" + startPos + "-" + endPos);//设置获取资源数据的范围，从startPos到endPos   
            fos = new RandomAccessFile(file, "rw");                             //创建RandomAccessFile   
            fos.seek(startPos);                                                 //从startPos开始   
        } else {   
            con.setRequestProperty("Range", "bytes=" + curPos + "-" + endPos);   
            fos = new RandomAccessFile(dlTask.getFile(), "rw");   
            fos.seek(curPos);   
        }   
        //下面一段向根据文件写入数据，curPos为当前写入的未知，这里会判断是否小于endPos，   
        //如果超过endPos就代表该线程已经执行完毕   
        bis = new BufferedInputStream(con.getInputStream());                       
        while (curPos < endPos) {   
            int len = bis.read(buf, 0, BUFFER_SIZE);                   
            if (len == -1) {   
                break;   
            }   
            fos.write(buf, 0, len);   
            curPos = curPos + len;   
            if (curPos > endPos) {   
                readByte += len - (curPos - endPos) + 1; //获取正确读取的字节数   
            } else {   
                readByte += len;   
            }   
        }   
        System.out.println("线程" + id + "已经下载完毕。");   
        this.finished = true;   
        bis.close();   
        fos.close();   
    } catch (IOException ex) {   
        ex.printStackTrace();   
        throw new RuntimeException(ex);   
    }   
} 
    public void run() {
        System.out.println("线程" + id + "启动......");
        BufferedInputStream bis = null;                                             //创建一个buff
        RandomAccessFile fos = null;                                              
        byte[] buf = new byte[BUFFER_SIZE];                                         //缓冲区大小
        URLConnection con = null;
        try {
            con = url.openConnection();                                             //创建连接，这里会为每个线程都创建一个连接
            con.setAllowUserInteraction(true);
            if (isNewThread) {
                con.setRequestProperty("Range", "bytes=" + startPos + "-" + endPos);//设置获取资源数据的范围，从startPos到endPos
                fos = new RandomAccessFile(file, "rw");                             //创建RandomAccessFile
                fos.seek(startPos);                                                 //从startPos开始
            } else {
                con.setRequestProperty("Range", "bytes=" + curPos + "-" + endPos);
                fos = new RandomAccessFile(dlTask.getFile(), "rw");
                fos.seek(curPos);
            }
            //下面一段向根据文件写入数据，curPos为当前写入的未知，这里会判断是否小于endPos，
            //如果超过endPos就代表该线程已经执行完毕
            bis = new BufferedInputStream(con.getInputStream());                   
            while (curPos < endPos) {
                int len = bis.read(buf, 0, BUFFER_SIZE);               
                if (len == -1) {
                    break;
                }
                fos.write(buf, 0, len);
                curPos = curPos + len;
                if (curPos > endPos) {
                    readByte += len - (curPos - endPos) + 1; //获取正确读取的字节数
                } else {
                    readByte += len;
                }
            }
            System.out.println("线程" + id + "已经下载完毕。");
            this.finished = true;
            bis.close();
            fos.close();
        } catch (IOException ex) {
            ex.printStackTrace();
            throw new RuntimeException(ex);
        }
    }



上面的代码就是根据startPos和endPos对文件机型写操作，每个线程都有自己独立的一个资源块，从startPos到endPos。上面的方式就是线程下载的核心，多线程搞定后，接下来就是实现断点恢复的功能，其实断点恢复无非就是记录下每个线程完成到哪个未知，在这里我就是使用curPos进行的记录，大家在上面的代码就应该可以看到，我会记录下每个线程的curPos，然后在线程重新启动的时候，就把curPos当成是startPos，而endPost则不变即可，大家有没注意到run方法里有一段这样的代码：

Java代码
if (isNewThread) {                                              //判断是否断点，如果true，代表是一个新的下载线程，而不是断点恢复   
    con.setRequestProperty("Range", "bytes=" + startPos + "-" + endPos);//设置获取资源数据的范围，从startPos到endPos   
    fos = new RandomAccessFile(file, "rw");                             //创建RandomAccessFile   
    fos.seek(startPos);                                                 //从startPos开始   
} else {   
    con.setRequestProperty("Range", "bytes=" + curPos + "-" + endPos);//使用curPos替代startPos，其他都和新创建一个是一样的。   
    fos = new RandomAccessFile(dlTask.getFile(), "rw");   
    fos.seek(curPos);   
} 
            if (isNewThread) {                                              //判断是否断点，如果true，代表是一个新的下载线程，而不是断点恢复
                con.setRequestProperty("Range", "bytes=" + startPos + "-" + endPos);//设置获取资源数据的范围，从startPos到endPos
                fos = new RandomAccessFile(file, "rw");                             //创建RandomAccessFile
                fos.seek(startPos);                                                 //从startPos开始
            } else {
                con.setRequestProperty("Range", "bytes=" + curPos + "-" + endPos);//使用curPos替代startPos，其他都和新创建一个是一样的。
                fos = new RandomAccessFile(dlTask.getFile(), "rw");
                fos.seek(curPos);
            }



上面就是断点恢复的做法了，和新创建一个线程没什么不同，只是startPos不一样罢了，其他都一样，不过仅仅有这个还不够，因为如果程序关闭的话，这些信息又是如何保存呢？例如文件名啊，每个线程的curPos啊等等，大家在使用下载软件的时候，相信都会发现在软件没下载完的时候，在目录下会有两个临时文件，而其中一个就是用来保存下载任务的信息的，如果没有这些信息，程序是不知道该如何恢复下载进度的。而我这里又如何实现的呢？我这个人比较懒，又不想再创建一个文件来保存信息，然后自己又要读取信息创建对象，那太麻烦了，所以我想到了java提供序列化机制，我的想法就是直接把整个DLTask的对象序列化到硬盘上，上面说过DLTask这个类就是用来保存每个任务的信息的，所以我只要在需要恢复的时候，反序列化这个对象，就可以很容易的实现了断点功能，我们来看看这个对象保存的信息：

Java代码
public class DLTask extends Thread implements Serializable {   
  
    private static final long serialVersionUID = 126148287461276024L;   
    private final static int MAX_DLTHREAD_QUT = 10;  //最大下载线程数量   
    /**  
     * 下载临时文件后缀，下载完成后将自动被删除  
     */  
    public final static String FILE_POSTFIX = ".tmp";   
    private URL url;                                       
    private File file;   
    private String filename;   
    private int id;   
    private int Level;   
    private int threadQut;                              //下载线程数量，用户可定制                             
    private int contentLen;                         //下载文件长度   
    private long completedTot;                          //当前下载完成总数   
    private int costTime;                               //下载时间计数，记录下载耗费的时间   
    private String curPercent;                          //下载百分比   
    private boolean isNewTask;                      //是否新建下载任务，可能是断点续传任务   
       
    private DLThread[] dlThreads;                       //保存当前任务的线程   
  
transient private DLListener listener;          //当前任务的监听器，用于即时获取相关下载信息 
public class DLTask extends Thread implements Serializable {

private static final long serialVersionUID = 126148287461276024L;
private final static int MAX_DLTHREAD_QUT = 10;  //最大下载线程数量
/**
* 下载临时文件后缀，下载完成后将自动被删除
*/
    public final static String FILE_POSTFIX = ".tmp";
    private URL url;
    private File file;
    private String filename;
    private int id;
    private int Level;
    private int threadQut; //下载线程数量，用户可定制
    private int contentLen; //下载文件长度
    private long completedTot; //当前下载完成总数
    private int costTime; //下载时间计数，记录下载耗费的时间
    private String curPercent; //下载百分比
    private boolean isNewTask; //是否新建下载任务，可能是断点续传任务
   
    private DLThread[] dlThreads; //保存当前任务的线程

transient private DLListener listener; //当前任务的监听器，用于即时获取相关下载信息



如上代码，这个对象实现了Serializable接口，保存了任务的所有信息，还包括有每个线程对象dlThreads，这样子就可以很容易做到断点的恢复了，让我重新写一个文件保存这些信息，然后在恢复的时候再根据这些信息创建一个对象，那简直是要我的命。这里创建了一个方法，用于断点恢复用：

Java代码
private void resumeTask() {   
    listener = new DLListener(this);   
    file = new File(filename);   
    for (int i = 0; i < threadQut; i++) {   
        dlThreads[i].setDlTask(this);   
        QSEngine.pool.execute(dlThreads[i]);   
    }   
    QSEngine.pool.execute(listener);   
} 
    private void resumeTask() {
        listener = new DLListener(this);
        file = new File(filename);
        for (int i = 0; i < threadQut; i++) {
            dlThreads[i].setDlTask(this);
            QSEngine.pool.execute(dlThreads[i]);
        }
        QSEngine.pool.execute(listener);
    }



实际上就是减少了先连接资源，然后进行切分资源的代码，因为这些信息已经都被保存在DLTask的对象下了。

看到上面的代码，不知道大家注意到有一个对象DLListener没有，这个对象实际上就是用于监听整个任务的信息的，这里我主要用于两个目的，一个是定时的对DLTask进行序列化，保存任务信息，用于断点恢复，一个就是进行下载速率的统计，平均多长时间进行一个统计。我们先来看下它的代码，这个类也是一个单独的线程：

Java代码
public void run() {   
  
    int i = 0;   
    BigDecimal completeTot = null;                                         //完成的百分比                
    long start = System.currentTimeMillis();                               //当前时间，用于记录开始统计时间   
    long end = start;   
  
    while (!dlTask.isComplete()) {                                        //整个任务是否完成，没有完成则继续循环   
        i++;   
        String percent = dlTask.getCurPercent();                      //获取当前的完成百分数   
  
        completeTot = new BigDecimal(dlTask.getCompletedTot());       //获取当前完成的总字节数   
  
                       //获得当前时间，然后与start时间比较，如果不一样，利用当前完成的总数除以所使用的时间，获得一个平均下载速度   
        end = System.currentTimeMillis();                                
        if (end - start != 0) {   
            BigDecimal pos = new BigDecimal(((end - start) / 1000) * 1024);   
            System.out.println("Speed :"  
                    + completeTot   
                            .divide(pos, 0, BigDecimal.ROUND_HALF_EVEN)   
                    + "k/s   " + percent + "% completed. ");   
        }   
        recoder.record();         //将任务信息记录到硬盘   
        try {   
            sleep(3000);   
        } catch (InterruptedException ex) {   
            ex.printStackTrace();   
            throw new RuntimeException(ex);   
        }   
  
    }   
               //以下是下载完成后打印整个下载任务的信息   
    int costTime =+ (int)((System.currentTimeMillis() - start) / 1000);   
    dlTask.setCostTime(costTime);   
    String time = QSDownUtils.changeSecToHMS(costTime);   
       
    dlTask.getFile().renameTo(new File(dlTask.getFilename()));   
    System.out.println("Download finished. " + time);   
} 
public void run() {

int i = 0;
BigDecimal completeTot = null;                                         //完成的百分比            
long start = System.currentTimeMillis();                               //当前时间，用于记录开始统计时间
long end = start;

while (!dlTask.isComplete()) {                                        //整个任务是否完成，没有完成则继续循环
i++;
String percent = dlTask.getCurPercent();                      //获取当前的完成百分数

completeTot = new BigDecimal(dlTask.getCompletedTot());       //获取当前完成的总字节数

                        //获得当前时间，然后与start时间比较，如果不一样，利用当前完成的总数除以所使用的时间，获得一个平均下载速度
end = System.currentTimeMillis();                            
if (end - start != 0) {
BigDecimal pos = new BigDecimal(((end - start) / 1000) * 1024);
System.out.println("Speed :"
+ completeTot
.divide(pos, 0, BigDecimal.ROUND_HALF_EVEN)
+ "k/s   " + percent + "% completed. ");
}
recoder.record();         //将任务信息记录到硬盘
try {
sleep(3000);
} catch (InterruptedException ex) {
ex.printStackTrace();
throw new RuntimeException(ex);
}

}
                //以下是下载完成后打印整个下载任务的信息
int costTime =+ (int)((System.currentTimeMillis() - start) / 1000);
dlTask.setCostTime(costTime);
String time = QSDownUtils.changeSecToHMS(costTime);

dlTask.getFile().renameTo(new File(dlTask.getFilename()));
System.out.println("Download finished. " + time);
}



这个方法中的recoder.record()方法的调用就是用于序列化任务对象，其他的代码均为统计信息用的，具体可看注释，record该方法的代码如下：


Java代码
public void record() {   
    ObjectOutputStream out = null;   
    try {   
        out = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(dlTask.getFilename() + ".tsk"));     
        out.writeObject(dlTask);   
        out.close();   
    } catch (IOException ex) {   
        ex.printStackTrace();   
        throw new RuntimeException(ex);   
    } finally {   
        try {   
            out.close();   
        } catch (IOException ex) {   
            ex.printStackTrace();   
            throw new RuntimeException(ex);   
        }   
    }   
  
} 
    public void record() {
        ObjectOutputStream out = null;
        try {
            out = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(dlTask.getFilename() + ".tsk")); 
            out.writeObject(dlTask);
            out.close();
        } catch (IOException ex) {
            ex.printStackTrace();
            throw new RuntimeException(ex);
        } finally {
            try {
                out.close();
            } catch (IOException ex) {
                ex.printStackTrace();
                throw new RuntimeException(ex);
            }
        }

    }



到这里，大致的代码都完成了，不过以上的代码都是部分片段，只是作为一个参考给大家看下，而且由于本人水平有限，代码很多地方都没有经过过多的考虑，没有经过优化，仅仅只是自娱自乐，所以可能有很多地方都写的很烂，这个程序也缺乏很多功能，连界面都没有，所以整个程序的代码就不上传了，免得丢人，呵呵。希望对有兴趣的朋友尽到一点帮助吧