講講斷點續傳那點兒事

Q1：如果你的 app 需要下載下傳大檔案，那麼是否有方法可以縮短下載下傳耗時？

Q2：如果你的 app 在下載下傳大檔案時，程式因各種原因被迫中斷了，那麼下次再重新開機時，檔案是否還需要重頭開始下載下傳？

Q3：你的 app 下載下傳大檔案時，支援暫停并恢複下載下傳麼？即使這兩個操作分布在程式程序被殺前後。

本篇文章已授權微信公衆号 dasu_Android（大蘇）獨家釋出

這次想來講講斷點續傳，以前沒相關需求，是以一直沒去接觸，近階段了解了之後，其實并不複雜，那麼也便來寫一篇記錄一下，分享給大夥，也友善自己後續查閱。

提問

理論基礎

講之前，先來通俗的解釋下什麼是斷點續傳：

說得白一點，其實也就是下載下傳檔案時，不必重頭開始下載下傳，而是從指定的位置繼續下載下傳，這樣的功能就叫做斷點續傳。

既然如此，那麼要實作斷點續傳的關鍵點其實也就是兩點：

• 如何告知服務端，從指定的位置下載下傳
• 如何知道用戶端想要的指定位置是多少

是吧，理論上來講，當這兩點都可以做到的時候，自然就可以實作斷點續傳了。那麼，要如何做到呢？

其實，也很簡單，并不需要我們自己去寫一些什麼，HTTP 協定本身就支援斷點續傳了，是以借助它就可以實作告知服務端，從指定位置下載下傳的功能了。

而另一點，就更簡單了，檔案是下載下傳到用戶端裝置上的，那麼隻要擷取到這份下載下傳到一半的檔案，看一下它目前的大小，也就知道需要讓服務端從哪開始繼續下載下傳了。

那麼，下面就介紹一下涉及到的相關理論：

Range & Content-Length & Content-Range & If-Range

這些都是 HTTP 包中 Header 頭部的一些字段資訊，其中 Range 和 If-Range 是請求頭中的字段，Content-Length 和 Content-Range 是響應頭中的字段。

Range

當請求頭中出現 Range 字段時，表示告知服務端，用戶端下載下傳該檔案想要從指定的位置開始下載下傳，至于 Range 字段屬性值的格式有以下幾種：

格式	含義
Range:bytes=0-500	表示下載下傳從0到500位元組的檔案，即頭500個位元組
Range:bytes=501-1000	表示下載下傳從500到1000這部分的檔案，機關位元組
Range:bytes=-500	表示下載下傳最後的500個位元組
Range:bytes=500-	表示下載下傳從500開始到檔案結束這部分的内容

當 app 想實作縮短大檔案的下載下傳耗時，可以開啟多個下載下傳線程，每個線程隻負責檔案的一部分下載下傳，當所有線程下載下傳結束後，将每個線程下載下傳的檔案按順序拼接成一個完整的檔案，這樣就可以達到縮短下載下傳大檔案的耗時目的了。

那麼，此時，就可以使用

Range:bytes=501-1000

這種格式了，每個線程在各自的請求頭字段中，以這種格式加入相對應的資訊即可達到目的了。

如果 app 想實作斷點續傳，檔案下載下傳到一半被迫中斷，下次啟動還可以繼續接着上次進度下載下傳時，那麼此時可以使用

Range:bytes=500-

這種格式了，隻要先擷取本地那份檔案目前的大小，通過在請求頭中加入 Range 字段資訊即可。

Content-Length

Content-Length 字段出現在響應頭中，用于告知用戶端此次下載下傳的檔案大小。

一般，如果用戶端需要實作下載下傳進度實時更新時，就需要知道檔案的總大小和目前下載下傳的大小，後者可以通過對本地檔案的操作得知，前者一般就是通過響應頭中的 Content-Length 字段得知。

另外，如果想要實作多線程同時分段下載下傳大檔案功能時，顯然在下載下傳前，用戶端需要先知道檔案總大小，才可以做到動态進行分段，是以一般在下載下傳前都會先發送一個不需要攜帶 body 資訊請求，用于先擷取響應頭中的 Content-Length 字段來得知檔案總大小。

但有一點需要注意：Content-Length 隻表示此連結中下載下傳的檔案大小

什麼意思，也就是說，如果這條連結是一次性将整個檔案下載下傳下來的，那麼 Content-Length 就表示這個檔案的總大小。

但，如果這條連結指定了 Range，表明了隻是下載下傳檔案的指定部分的内容，那麼此時 Content-Length 表示的就隻是這一部分的大小。

是以，如果用戶端實作了下載下傳進度實時更新功能時，需要注意一下。因為如果檔案是斷點續傳的，那麼進度條的分母就不能用每次 HTTP 連結中的 Content-Length。要麼下載下傳前先發一條擷取用于檔案總大小的請求，然後一直維護着這個資料，要麼就使用 Content-Range 字段。

Content-Range

Content-Range 字段也是出現在響應頭中，用于告知用戶端此連結下載下傳的檔案是哪個部分的，以及檔案的總大小。

比如，當用戶端在請求頭中指定了

Range:bayes=501-1000

來下載下傳一個總大小為 2000 位元組檔案的中間一部分内容時，此時，響應頭中的 Content-Range 字段資訊如下：

Content-Range:bytes 501-1000/2000

斜杠前表示此連結下載下傳的檔案是哪一部分，斜杠後表示檔案的總大小。

If-Range

斷點續傳，說白點也就是分多次下載下傳，既然不是一次性下載下傳，那麼就無法保證多次下載下傳的間隔。

也就是說，有可能出現這種場景，這次由于某些原因隻下載下傳的一部分，而下次重新開機繼續下載下傳，但可能等到過了很多天後才重新開機去繼續下載下傳，如果在這期間，服務端的這份檔案更新了怎麼辦？

隻要不是一次性下載下傳的，那麼就有可能會出現這種場景，顯然，這時候，就不希望斷點續傳了，而是要讓用戶端直接重頭開始下載下傳，畢竟檔案都已經發生更新了，不是同一份了，再繼續恢複下載下傳也沒有什麼意義。

那麼，用戶端要如何知道服務端的檔案是否發生變化，要重頭下載下傳呢？

這時就可以結合 If-Range 字段來實作了，這個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 字段生效設定了一些條件，隻有滿足這些條件，Range 才能生效。

也就是說，隻有先滿足 If-Range，那麼才能通過 Range 來實作斷點續傳。

那它的條件值可以設定為哪些呢？有兩種，Last-Modified 或者 ETag，這兩個也都是響應頭中的字段。

具體可以參考這篇文章：MDN If-Range

抓包示例

以上就是斷點續傳相關的理論基礎，下面抓個包，看看請求頭和響應頭中的資訊，來總結一下理論基礎。

首先先發起一個請求，設定了不攜帶 BODY 資訊，這樣就可以在下載下傳前先擷取到檔案的總大小。至于怎麼設定不攜帶 BODY 資訊，不同的網絡架構不同，具體下節代碼示例中說明。

這是下載下傳中斷後，重新開機想要繼續下載下傳時發起的請求資訊，請求頭中指定了

Range:bytes=12341380-

表示本地已經下載下傳了這麼多，需要從這裡開始繼續往下下載下傳。

響應頭中傳回了這部分的内容，并在 Content-Length 和 Content-Range 字段中給出了相關資訊。

代碼示例

理論基礎掌握了，那麼下面就是來看看代碼怎麼實作。不管用什麼語言，使用了什麼網絡架構，要寫的代碼都有兩個部分：

• 檔案處理操作
• 添加請求頭資訊操作

檔案處理操作有兩個關鍵點，一是擷取檔案大小，二是以追加的方式寫檔案。添加請求頭的操作則是參考各自網絡架構的訓示即可。

下面介紹了三種示例，分别是 C++&libcurl，Android&HttpURLConnection，Android&OkHttp。&前面是語言，後面是所使用的網絡架構。

C++&libcurl

//引入libcurl庫
#include <curl\curl.h>
#pragma comment(lib,"libcurl.lib") 
//檔案操作庫
#include <sys/stat.h>
#include <fstream>

char* mLocalFilePath;//下載下傳到本地的檔案

//擷取已下載下傳部分的大小，如果沒有則傳回0
curl_off_t getLocalFileLength()
{
	curl_off_t ret = 0;
	struct stat fileStat;
	ret = stat(mLocalFilePath, &fileStat);
	if (ret == 0)
	{
		return fileStat.st_size;//傳回本地檔案已下載下傳的大小
	}
	else
	{
		return 0;
	}
}

//下載下傳前先發送一次請求，擷取檔案的總大小
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);    //隻需要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;
}

//檔案下載下傳
CURLcode downloadInternal()
{
    //1. 擷取本地已下載下傳的大小，有則斷點續傳
	curl_off_t localFileLenth = getLocalFileLength();
    //2. 以追加的方式寫入檔案
	FILE *file = fopen(mLocalFilePath, "ab+");
	CURL* mHandler = curl_easy_init();
	if (mHandler && file)
	{
         //3. 設定url
		curl_easy_setopt(mHandler, CURLOPT_URL, mDownloadFileUrl);
		//4. 設定請求頭 Range 字段資訊，localFileLength 不等于0時，值大小就表示從哪開始下載下傳 
		curl_easy_setopt(mHandler, CURLOPT_RESUME_FROM_LARGE, localFileLenth);
		
		//5. 設定接收資料的處理函數和存放變量
		curl_easy_setopt(mHandler, CURLOPT_WRITEFUNCTION, writeFile);
		curl_easy_setopt(mHandler, CURLOPT_WRITEDATA, file);
		// 6. 發起請求
		CURLcode rel = curl_easy_perform(mHandler);
		fclose(file);
		return rel;
	}
	curl_easy_cleanup(mHandler);
	return CURLE_FAILED_INIT;
}
           

writeFile 函數和下載下傳進度通知的函數我都沒貼，用過 libcurl 的應該都知道怎麼寫，或者網上搜一下，資料很多。上面就是将斷點續傳的幾個關鍵函數貼出來，理清楚了即可。

Android&HttpURLConnection

Android&OkHttp

由于最近都在忙 C++ 的項目了，Android 暫時還沒時間自己寫個 demo 測試一下，是以先給幾篇網上找的連結占個坑，後續抽個時間自己再來寫個 demo。

之是以列了這兩點，是因為感覺目前 Android 中網絡架構大多都是用的 OkHttp 了，而下載下傳檔案還有很多都是用的 HttpURLConnection，是以這兩個都想研究一下，怎麼寫斷點續傳。

Android多線程斷點續傳下載下傳

Android使用OKHttp3實作下載下傳(斷點續傳、顯示進度)

兩篇我都有大概過了下，其實斷點續傳原理不難，真的蠻簡單的，是以實作上基本也大同小異，就是不同的網絡架構的 api 用法不同而已。以及，如何維護本地已下載下傳檔案的大小的思路，有的是直接去擷取檔案對象檢視，有的則是手動自己建個資料庫維護。

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