怎么在Android中利用多线程实现一个断点续传下载功能

怎么在Android中利用多线程实现一个断点续传下载功能？相信很多没有经验的人对此束手无策，为此本文总结了问题出现的原因和解决方法，通过这篇文章希望你能解决这个问题。

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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.

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：

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。

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。

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

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：

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：

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：

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

IDownloadListener.java

  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

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

 /**
   * 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

  /**
   * 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

  /**
   * 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 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；

看完上述内容，你们掌握怎么在Android中利用多线程实现一个断点续传下载功能的方法了吗？如果还想学到更多技能或想了解更多相关内容，欢迎关注创新互联行业资讯频道，感谢各位的阅读！

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