android開發筆記之多線程下載及斷點續傳

今天我們來接觸一下多線程下載，當然也包括斷點續傳，我們可以看到很多下載器，當開通會員的時候下載東西的速度就變得快了許多，這是為什麼呢？這就是跟今天講的多線程有關系了，其實就是多開了幾個線程一起下載罷了。當然真正的多線程下載要比這個復雜，要考慮很多問題。

做個不恰當的比喻：

假如我們把一個服務器上的文件看作是一個水缸裡的水的話，那麼多線程下載就相當於從水缸上打了多個小孔，然後塞進去小管道進行抽水。呵呵，也許這個比喻不夠准確。

效果：

這裡下載的是本地服務器上的文件，你們可以下載網絡上的一些文件。

先來看看多線程下載的原理吧：

通常服務器同時與多個用戶連接，用戶之間共享帶寬。如果N個用戶的優先級都相同，那麼每個用戶連接到該服務器上的實際帶寬就是服務器帶寬的N分之一。可以想象，如果用戶數目較多，則每個用戶只能占有可憐的一點帶寬，下載將會是個漫長的過程。

假設服務器的帶寬為20M/s,服務器上有很多電影資源，現在有三位同學都想要下載 小澤.avi 這部電影，現在三位同學都在下載，所以每位同學的速度應該為1/3 * 20M/s = 6.7M/s ,但是 小澤.avi 這部電影的大小有 2G左右，這時王五同學可能有點趕時間，等不及，下的這麼慢，所以他就使用他所學的多線程的知識多開了幾個線程，結果他最先下完。

這次可以看到分給每個線程的帶寬為1/5 * 20M/s = 4M/s,但是後面三個線程都是王五同學的，這時王五同學的帶寬其實為 12M/s ,沒錯，王五同學成功運用多線程知識解決了下載慢的問題。（神不知鬼不覺）

看到這裡我們可以知道，影響用戶帶寬的因素：

①服務器的帶寬

②線程數

不過筆者認為凡事適可而止，不要做得太絕了。這樣讓別的用戶怎麼辦呢（不管？不太好吧！）？

好的，那讓我們來看下具體如何實現：

要實現這個，需要解決以下幾個問題：

問題1：怎麼在一個文件裡面寫數據的時候按照指定的位置寫（因為每個線程的下載區間需要不一樣，不然數據會覆蓋，導致文件下不全）

問題2：如何去獲取要下載的文件大小（因為怕下載中途需要下載其他東西，導致本次需要下載的文件內存不足，所以需要先預留一個和要下載的文件大小一樣大的空間）

問題3：計算每個子線程的下載區間（因為每個線程的下載區間肯定不一樣，不然怎麼加快速度呢）

第一個問題的解決辦法：

借助RandomAccessFile 隨機文件訪問類的 seek（long offset）方法，這個方法可以把文件的寫入位置移動至offset。

第二個問題的解決辦法：

我們可以使用HttpURLConnection 對象的 getContentLength() 方法得到你當前請求文件的大小。

第三個問題的解決辦法：

假設下載的文件大小為10B（0-9，數組下標從0開始），線程數為3，那麼

線程0的下載區間應該是： 0—2

線程1的下載區間應該是： 3—5

線程2的下載區間應該是： 6—9

每個線程下載文件的大小 = 文件長度 / 線程數 （最後一個線程除外，因為可能不能均分）

那麼i線程的下載開始位置： i*每個線程下載文件的大小
i線程的下載結束位置： （i+1）*每個線程下載文件的大小 - 1
最後一個線程的結束位置為：文件長度 - 1

搞清楚以上問題就可以多線程下載了，接下裡就是斷點續傳了。

因為有時我們在下載下到一半的時候突然停電了，等來電時我們應該接到上次下載的地方繼續下載。如何實現呢？？

我們可以把每個線程下載的進度都存在一個文件裡，等來電時我們先去檢索有沒有進度文件，如果有，說明上次下載過，但沒下完，就將次進度取出來繼續下載。不過線程下載的開始位置應該是 原來的開始位置+上次的進度，為了用戶體驗，我們應該在線程全部下載完成之後將保存的下載進度文件刪除（因為這個文件對用戶也沒什麼用）。

下面我們來理一下思路：

①請求網絡得到需要下載的文件的大小，並生成一個和原文件一樣大小的文件（先占空間）（響應碼為200）

②確定每個線程的下載區間（最後一個線程的結束位置應該單獨考慮）

③先查看有沒有進度文件，有則從上次進度開始下載，沒有則請求網絡獲取需要下載區間的數據，並生成下載進度文件以便斷點續傳。（記住請求的數據不是所有數據，而是各個線程它需要下載的那部分區間，響應碼為206）

注：不是所有的服務器都支持斷點續傳，這取決於服務器那邊。

④待各個線程全部下載完成，將進度文件刪掉。

⑤開啟線程下載

核心代碼：

布局文件activity_main.xml

Mactivity.java

package com.example.multithreaddownload;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.RandomAccessFile;
import java.net.HttpURLConnection;
import java.net.MalformedURLException;
import java.net.ProtocolException;
import java.net.URL;

import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;
import android.os.Environment;
import android.os.Handler;
import android.os.Message;
import android.view.Menu;
import android.view.MenuItem;
import android.view.View;
import android.widget.ProgressBar;
import android.widget.TextView;

public class MainActivity extends Activity {
    //進度條
    private ProgressBar pb;
    //顯示進度(百分比)
    private TextView tv;
    //記錄當前進度條的下載進度
    private int currentProgress;
    //進行下載的線程數量
    public static final int THREADCOUNT = 3;
    //下載完成的線程數量
    public int finishedThread = 0;
    //下載完成生成的文件名
    public String fileName = "navicat.pdf";
    //請求的文件下載地址(本地文件)
    public String path = "http://192.168.1.100:8089/" + fileName;
    //請求的文件下載地址(網絡文件)
//   public String path =
//   "thunder://QUFodHRwOi8vZGw0NS44MHMuaW06OTIwLzE2MDUv6LaF6ISRNDjlsI/ml7Zb5Zu96K+tRFZE54mIXS/otoXohJE0OOWwj+aXtlvlm73or61EVkTniYhdX2JkLm1wNFpa";
     private Handler mHandler = new Handler(){
         public void handleMessage(android.os.Message msg) {
             if (msg.what == 0x1) {
                tv.setText(pb.getProgress()*100/pb.getMax() + "%");
            }
         };
     };
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        initView();
    }
    /**
     * 初始化組件
     */
    private void initView() {
        pb = (ProgressBar) findViewById(R.id.pb);
        tv = (TextView) findViewById(R.id.tv);
    }
    /**
     * 點擊下載的事件
     * @param view
     */
    public void download(View view) {
        new Thread() {
            public void run() {
                try {
                    URL url = new URL(path);
                    HttpURLConnection conn = (HttpURLConnection) url
                            .openConnection();
                    conn.setRequestMethod("GET");
                    conn.setConnectTimeout(3000);
                    conn.setReadTimeout(8000);
                    //請求成功時的響應碼為200(注意響應碼為200)
                    if (conn.getResponseCode() == 200) {
                        // 拿到需要下載的文件的大小
                        int length = conn.getContentLength();
                        // 先占個位置，生成臨時文件
                        File file = new File(Environment.getExternalStorageDirectory(),fileName);
                        RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(file, "rwd");
                        raf.setLength(length);
                        //設置進度條的最大進度為文件的長度
                        pb.setMax(length);
                        raf.close();
                        //每個線程應該下載的長度(最後一個線程除外，因為不一定能夠平分)
                        int size = length / THREADCOUNT;
                        for (int i = 0; i < THREADCOUNT; i++) {
                            // 1.確定每個線程的下載區間
                            // 2.開啟對應的子線程
                            int startIndex = i * size;  //開始位置
                            int endIndex = (i + 1) * size - 1;  //結束位置
                            // 最後一個線程
                            if (i == THREADCOUNT - 1) {
                                endIndex = length - 1;
                            }
                            System.out.println("第" + (i + 1) + "個線程的下載區間為:"
                                    + startIndex + "-" + endIndex);
                            new DownloadThread(startIndex, endIndex, path, i)
                                    .start();
                        }
                    }
                } catch (MalformedURLException e) {
                    e.printStackTrace();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            };
        }.start();
    }
    class DownloadThread extends Thread{
        private int lastProgress;
        private int startIndex,endIndex,threadId;
        private String path;
        public DownloadThread(int startIndex,int endIndex,String path,int threadId) {
            this.startIndex = startIndex;
            this.endIndex = endIndex;
            this.path = path;
            this.threadId = threadId;
        }
        @Override
        public void run() {
            try {
                //建立進度臨時文件，其實這時還沒有創建。當往文件裡寫東西的時候才創建。
                File progressFile = new File(Environment.getExternalStorageDirectory(), threadId+".txt");
                //判斷臨時文件是否存在，存在表示已下載過，沒下完而已
                if (progressFile.exists()) {
                    FileInputStream fis = new FileInputStream(progressFile);
                    BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(fis));
                    //從進度臨時文件中讀取出上一次下載的總進度，然後與原本的開始位置相加，得到新的開始位置
                    lastProgress = Integer.parseInt(br.readLine());
                    startIndex += lastProgress;

                    //斷點續傳，更新上次下載的進度條
                    currentProgress += lastProgress;
                    pb.setProgress(currentProgress);
                    Message msg = Message.obtain();
                    msg.what = 0x1;
                    mHandler.sendMessage(msg);

                    br.close();
                    fis.close();
                }
                //真正請求數據
                URL url = new URL(path);
                HttpURLConnection conn = (HttpURLConnection) url.openConnection();
                conn.setRequestMethod("GET");
                conn.setConnectTimeout(3000);
                conn.setReadTimeout(8000);

                //設置本次http請求所請求的數據的區間(這是需要服務器那邊支持斷點)，格式需要這樣寫，不能寫錯
                conn.setRequestProperty("Range", "bytes=" + startIndex + "-" + endIndex);
                //請求部分數據，響應碼是206(注意響應碼是206)
                if (conn.getResponseCode() == 206) {
                    //此時流中只有1/3原數據
                    InputStream is = conn.getInputStream();
                    File file = new File(Environment.getExternalStorageDirectory(),fileName);
                    RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(file, "rwd");
                    //把文件的寫入位置移動至startIndex
                    raf.seek(startIndex);

                    byte[] b = new byte[1024];
                    int len = 0;
                    int total = lastProgress;
                    while ((len = is.read(b)) != -1) {
                        raf.write(b, 0, len);
                        total += len;
                        System.out.println("線程" + threadId + "下載了" + total);
                        //生成一個專門用來記錄下載進度的臨時文件
                        RandomAccessFile progressRaf = new RandomAccessFile(progressFile, "rwd");
                        //每次讀取流裡數據之後，同步把當前線程下載的總進度寫入進度臨時文件中
                        progressRaf.write((total + "").getBytes());
                        progressRaf.close();

                        //下載時更新進度條
                        currentProgress += len;
                        pb.setProgress(currentProgress);
                        Message msg = Message.obtain();
                        msg.what = 0x1;
                        mHandler.sendMessage(msg);
                    }
                    System.out.println("線程" + threadId + "下載完成");
                    raf.close();

                    //每完成一個線程就+1
                    finishedThread ++;
                    //等標志位等於線程數的時候就說明線程全部完成了
                    if (finishedThread == THREADCOUNT) {
                        for (int i = 0; i < finishedThread; i++) {
                            //將生成的進度臨時文件刪除
                            File f = new File(Environment.getExternalStorageDirectory(),i + ".txt");
                            f.delete();
                        }
                    }
                }
            } catch (MalformedURLException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (ProtocolException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}