断点续传的原理

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(一)断点续传的原理

　　其实断点续传的原理很简单，就是在Http的请求上和一般的下载有所不同而已。

　　打个比方，浏览器请求服务器上的一个文时，所发出的请求如下：

　　假设服务器域名为wwww.sjtu.edu.cn，文件名为down.zip。

　　GET /down.zip HTTP/1.1

　　Accept: image/gif, image/x-xbitmap, image/jpeg, image/pjpeg, application/vnd.ms-

　　excel, application/msword, application/vnd.ms-powerpoint, */*

　　Accept-Language: zh-cn

　　Accept-Encoding: gzip, deflate

　　User-Agent: Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 5.01; Windows NT 5.0)

　　Connection: Keep-Alive

　　服务器收到请求后，按要求寻找请求的文件，提取文件的信息，然后返回给浏览器，返回信息如下

　　200

　　Content-Length=106786028

　　Accept-Ranges=bytes

　　Date=Mon, 30 Apr 2001 12:56:11 GMT

　　ETag=W/"02ca57e173c11:95b"

　　Content-Type=application/octet-stream

　　Server=Microsoft-IIS/5.0

　　Last-Modified=Mon, 30 Apr 2001 12:56:11 GMT

　　所谓断点续传，也就是要从文件已经下载的地方开始继续下载。所以在客户端浏览器传给

　　Web服务器的时候要多加一条信息--从哪里开始。

　　下面是用自己编的一个"浏览器"来传递请求信息给Web服务器，要求从2000070字节开始。

　　GET /down.zip HTTP/1.0

　　User-Agent: NetFox

　　RANGE: bytes=2000070-

　　Accept: text/html, image/gif, image/jpeg, *; q=.2, */*; q=.2

　　仔细看一下就会发现多了一行RANGE: bytes=2000070-

　　这一行的意思就是告诉服务器down.zip这个文件从2000070字节开始传，前面的字节不用传了。

　　服务器收到这个请求以后，返回的信息如下：

　　206

　　Content-Length=106786028

　　Content-Range=bytes 2000070-106786027/106786028

　　Date=Mon, 30 Apr 2001 12:55:20 GMT

　　ETag=W/"02ca57e173c11:95b"

　　Content-Type=application/octet-stream

　　Server=Microsoft-IIS/5.0

　　Last-Modified=Mon, 30 Apr 2001 12:55:20 GMT

　　和前面服务器返回的信息比较一下，就会发现增加了一行：

　　Content-Range=bytes 2000070-106786027/106786028

　　返回的代码也改为206了，而不再是200了。

　　知道了以上原理，就可以进行断点续传的编程了。

　　(二)Java实现断点续传的关键几点

　　(1)用什么方法实现提交RANGE: bytes=2000070-。

　　当然用最原始的Socket是肯定能完成的，不过那样太费事了，其实Java的net包中提供了这种功能。代码如下：

　　URL url = new URL("http://www.sjtu.edu.cn/down.zip");

　　HttpURLConnection httpConnection = (HttpURLConnection)url.openConnection

　　();

　　//设置User-Agent

　　httpConnection.setRequestProperty("User-Agent","NetFox");

　　//设置断点续传的开始位置

　　httpConnection.setRequestProperty("RANGE","bytes=2000070");

　　//获得输入流

　　InputStream input = httpConnection.getInputStream();

　　从输入流中取出的字节流就是down.zip文件从2000070开始的字节流。

　　大家看，其实断点续传用Java实现起来还是很简单的吧。

　　接下来要做的事就是怎么保存获得的流到文件中去了。

　　保存文件采用的方法。

　　我采用的是IO包中的RandAccessFile类。

　　操作相当简单，假设从2000070处开始保存文件，代码如下：

　　RandomAccess oSavedFile = new RandomAccessFile("down.zip","rw");

　　long nPos = 2000070;

　　//定位文件指针到nPos位置

　　oSavedFile.seek(nPos);

　　byte[] b = new byte[1024];

　　int nRead;

　　//从输入流中读入字节流，然后写到文件中

　　while((nRead=input.read(b,0,1024)) > 0)

　　{

　　oSavedFile.write(b,0,nRead);

　　}

　　怎么样，也很简单吧。

　　接下来要做的就是整合成一个完整的程序了。包括一系列的线程控制等等。

　　(三)断点续传内核的实现

　　主要用了6个类，包括一个测试类。

　　SiteFileFetch.java负责整个文件的抓取，控制内部线程(FileSplitterFetch类)。

　　FileSplitterFetch.java负责部分文件的抓取。

　　FileAccess.java负责文件的存储。

　　SiteInfoBean.java要抓取的文件的信息，如文件保存的目录，名字，抓取文件的URL等。

　　Utility.java工具类，放一些简单的方法。

　　TestMethod.java测试类。

 

 

代码

下面是源程序： 

/*
**SiteFileFetch.java
*/
package NetFox;
import java.io.*;
import java.net.*;

public class SiteFileFetch extends Thread {

SiteInfoBean siteInfoBean = null; //文件信息Bean
long[] nStartPos; //开始位置
long[] nEndPos; //结束位置
FileSplitterFetch[] fileSplitterFetch; //子线程对象
long nFileLength; //文件长度
boolean bFirst = true; //是否第一次取文件
boolean bStop = false; //停止标志
File tmpFile; //文件下载的临时信息
DataOutputStream output; //输出到文件的输出流

public SiteFileFetch(SiteInfoBean bean) throws IOException
{
　siteInfoBean = bean;
　//tmpFile = File.createTempFile ("zhong","1111",new File(bean.getSFilePath()));
　tmpFile = new File(bean.getSFilePath()+File.separator + bean.getSFileName()+".info");
　if(tmpFile.exists ())
　{
　　bFirst = false;
　　read_nPos();
　}
　else
　{
　　nStartPos = new long[bean.getNSplitter()];
　　nEndPos = new long[bean.getNSplitter()];
　}
}

public void run()
{
　//获得文件长度
　//分割文件
　//实例FileSplitterFetch
　//启动FileSplitterFetch线程
　//等待子线程返回
　try{
　　if(bFirst)
　　{
　　　nFileLength = getFileSize();
　　　if(nFileLength == -1)
　　　{
　　　　System.err.println("File Length is not known!");
　　　}
　　　else if(nFileLength == -2)
　　　{
　　　　System.err.println("File is not access!");
　　　}
　　else
　　{
　　　for(int i=0;i<nStartPos.length;i++)
　　　{
　　　　nStartPos[i] = (long)(i*(nFileLength/nStartPos.length));
　　　}
　　　for(int i=0;i<nEndPos.length-1;i++)
　　　{
　　　　nEndPos[i] = nStartPos[i+1];
　　　}
　　　nEndPos[nEndPos.length-1] = nFileLength;
　　}
　}

　//启动子线程
　fileSplitterFetch = new FileSplitterFetch[nStartPos.length];
　for(int i=0;i<nStartPos.length;i++)
　{
　　fileSplitterFetch[i] = new FileSplitterFetch(siteInfoBean.getSSiteURL(),
　　siteInfoBean.getSFilePath() + File.separator + siteInfoBean.getSFileName(), nStartPos[i],nEndPos[i],i);
　　Utility.log("Thread " + i + " , nStartPos = " + nStartPos[i] + ", nEndPos = " + nEndPos[i]);
　　fileSplitterFetch[i].start();
　}
　// fileSplitterFetch[nPos.length-1] = new FileSplitterFetch(siteInfoBean.getSSiteURL(),
　siteInfoBean.getSFilePath() + File.separator + siteInfoBean.getSFileName(),nPos[nPos.length-1],nFileLength,nPos.length-1);
　// Utility.log("Thread " + (nPos.length-1) + " , nStartPos = " + nPos[nPos.length-1] + ", nEndPos = " + nFileLength);
　// fileSplitterFetch[nPos.length-1].start();

　//等待子线程结束
　//int count = 0;
　//是否结束while循环
　boolean breakWhile = false;

　while(!bStop)
　{
　　write_nPos();
　　Utility.sleep(500);
　　breakWhile = true;

　　for(int i=0;i<nStartPos.length;i++)
　　{
　　　if(!fileSplitterFetch[i].bDownOver)
　　　{
　　　　breakWhile = false;
　　　　break;
　　　}
　　}
　　if(breakWhile)
　　　break;

　　//count++;
　　//if(count>4)
　　// siteStop();
　}

　System.err.println("文件下载结束！");
}
catch(Exception e){e.printStackTrace ();}
}

//获得文件长度
public long getFileSize()
{
　int nFileLength = -1;
　try{
　　URL url = new URL(siteInfoBean.getSSiteURL());
　　HttpURLConnection httpConnection = (HttpURLConnection)url.openConnection ();
　　httpConnection.setRequestProperty("User-Agent","NetFox");

　　int responseCode=httpConnection.getResponseCode();
　　if(responseCode>=400)
　　{
　　　processErrorCode(responseCode);
　　　return -2; //-2 represent access is error
　　}

　　String sHeader;

　　for(int i=1;;i++)
　　{
　　　//DataInputStream in = new DataInputStream(httpConnection.getInputStream ());
　　　//Utility.log(in.readLine());
　　　sHeader=httpConnection.getHeaderFieldKey(i);
　　　if(sHeader!=null)
　　　{
　　　　if(sHeader.equals("Content-Length"))
　　　　{
　　　　　nFileLength = Integer.parseInt(httpConnection.getHeaderField(sHeader));
　　　　　break;
　　　　}
　　　}
　　　else
　　　break;
　　}
　}
　catch(IOException e){e.printStackTrace ();}
　catch(Exception e){e.printStackTrace ();}

　Utility.log(nFileLength);
　return nFileLength;
}

//保存下载信息（文件指针位置）
private void write_nPos()
{
　try{
　　output = new DataOutputStream(new FileOutputStream(tmpFile));
　　output.writeInt(nStartPos.length);
　　for(int i=0;i<nStartPos.length;i++)
　　{
　　　// output.writeLong(nPos[i]);
　　　output.writeLong(fileSplitterFetch[i].nStartPos);
　　　output.writeLong(fileSplitterFetch[i].nEndPos);
　　}
　　output.close();
　}
　catch(IOException e){e.printStackTrace ();}
　catch(Exception e){e.printStackTrace ();}
}

//读取保存的下载信息（文件指针位置）
private void read_nPos()
{
　try{
　　DataInputStream input = new DataInputStream(new FileInputStream(tmpFile));
　　int nCount = input.readInt();
　　nStartPos = new long[nCount];
　　nEndPos = new long[nCount];
　　for(int i=0;i<nStartPos.length;i++)
　　{
　　　nStartPos[i] = input.readLong();
　　　nEndPos[i] = input.readLong();
　　}
　　input.close();
　}
　catch(IOException e){e.printStackTrace ();}
　catch(Exception e){e.printStackTrace ();}
}

private void processErrorCode(int nErrorCode)
{
　System.err.println("Error Code : " + nErrorCode);
}

//停止文件下载
public void siteStop()
{
　bStop = true;
　for(int i=0;i<nStartPos.length;i++)
　　fileSplitterFetch[i].splitterStop();

}
}
/*
**FileSplitterFetch.java
*/
package NetFox;

import java.io.*;
import java.net.*;

public class FileSplitterFetch extends Thread {

　String sURL; //File URL
　long nStartPos; //File SnIPpet Start Position
　long nEndPos; //File Snippet End Position
　int nThreadID; //Thread's ID
　boolean bDownOver = false; //Downing is over
　boolean bStop = false; //Stop identical
　FileAccessI fileAccessI = null; //File Access interface

　public FileSplitterFetch(String sURL,String sName,long nStart,long nEnd,int id) throws IOException
　{
　　this.sURL = sURL;
　　this.nStartPos = nStart;
　　this.nEndPos = nEnd;
　　nThreadID = id;
　　fileAccessI = new FileAccessI(sName,nStartPos);
　}

public void run()
{
　while(nStartPos < nEndPos && !bStop)
　{
　　try{
　　　URL url = new URL(sURL);
　　　HttpURLConnection httpConnection = (HttpURLConnection)url.openConnection ();
　　　httpConnection.setRequestProperty("User-Agent","NetFox");
　　　String sProperty = "bytes="+nStartPos+"-";
　　　httpConnection.setRequestProperty("RANGE",sProperty);
　　　Utility.log(sProperty);
　　　InputStream input = httpConnection.getInputStream();
　　　//logResponseHead(httpConnection);

　　　byte[] b = new byte[1024];
　　　int nRead;
　　　while((nRead=input.read(b,0,1024)) > 0 && nStartPos < nEndPos && !bStop)
　　　{
　　　　nStartPos += fileAccessI.write(b,0,nRead);
　　　　//if(nThreadID == 1)
　　　　// Utility.log("nStartPos = " + nStartPos + ", nEndPos = " + nEndPos);
　　　}

　　　Utility.log("Thread " + nThreadID + " is over!");
　　　bDownOver = true;
　　　//nPos = fileAccessI.write (b,0,nRead);
　　}
　　catch(Exception e){e.printStackTrace ();}
　}
}

//打印回应的头信息
public void logResponseHead(HttpURLConnection con)
{
　for(int i=1;;i++)
　{
　　String header=con.getHeaderFieldKey(i);
　　if(header!=null)
　　　//responseHeaders.put(header,httpConnection.getHeaderField(header));
　　　Utility.log(header+" : "+con.getHeaderField(header));
　　else
　　　break;
　}
}

public void splitterStop()
{
　bStop = true;
}
}

/*
**FileAccess.java
*/
package NetFox;
import java.io.*;

public class FileAccessI implements Serializable{

　RandomAccessFile oSavedFile;
　long nPos;

　public FileAccessI() throws IOException
　{
　　this("",0);
　}

　public FileAccessI(String sName,long nPos) throws IOException
　{
　　oSavedFile = new RandomAccessFile(sName,"rw");
　　this.nPos = nPos;
　　oSavedFile.seek(nPos);
　}

　public synchronized int write(byte[] b,int nStart,int nLen)
　{
　　int n = -1;
　　try{
　　　oSavedFile.write(b,nStart,nLen);
　　　n = nLen;
　　}
　　catch(IOException e)
　　{
　　　e.printStackTrace ();
　　}

　　return n;
　}
}

/*
**SiteInfoBean.java
*/
package NetFox;

public class SiteInfoBean {
　private String sSiteURL; //Site's URL
　private String sFilePath; //Saved File's Path
　private String sFileName; //Saved File's Name
　private int nSplitter; //Count of Splited Downloading File

　public SiteInfoBean()
　{
　　//default value of nSplitter is 5
　　this("","","",5);
　}

　public SiteInfoBean(String sURL,String sPath,String sName,int nSpiltter)
　{
　　sSiteURL= sURL;
　　sFilePath = sPath;
　　sFileName = sName;
　　this.nSplitter = nSpiltter;
　}

　public String getSSiteURL()
　{
　　return sSiteURL;
　}

　public void setSSiteURL(String value)
　{
　　sSiteURL = value;
　}

　public String getSFilePath()
　{
　　return sFilePath;
　}

　public void setSFilePath(String value)
　{
　　sFilePath = value;
　}

　public String getSFileName()
　{
　　return sFileName;
　}

　public void setSFileName(String value)
　{
　　sFileName = value;
　}

　public int getNSplitter()
　{
　　return nSplitter;
　}

　public void setNSplitter(int nCount)
　{
　　nSplitter = nCount;
　}
}

/*
**Utility.java
*/
package NetFox;

public class Utility {

　public Utility()
　{
　}

　public static void sleep(int nSecond)
　{
　　try{
　　　Thread.sleep(nSecond);
　　}
　catch(Exception e)
　{
　　e.printStackTrace ();
　}　
}

public static void log(String sMsg)
{
　System.err.println(sMsg);
}

public static void log(int sMsg)
{
　System.err.println(sMsg);
}
}

/*
**TestMethod.java
*/
package NetFox;

public class TestMethod {

　public TestMethod()
　{ ///xx/weblogic60b2_win.exe
　　try{
　　　SiteInfoBean bean = new SiteInfoBean(" 　　　http://localhost/xx/weblogic60b2_win.exe";;,"L:\temp","weblogic60b2_win.exe",5);
　　　//SiteInfoBean bean = new SiteInfoBean(" 　　http://localhost:8080/down.zip";;,"L:\temp","weblogic60b2_win.exe",5);
　　　SiteFileFetch fileFetch = new SiteFileFetch(bean);
　　　fileFetch.start();
　　}
　　catch(Exception e){e.printStackTrace ();}
　}

　public static void main(String[] args)
　{
　　new TestMethod();
　}
}