Android 多线程下载文件

相信大家都用过迅雷吧,迅雷就是多线程下载的典范,因为多线程可以更快的完成文件的下载

这是为什么?

因为抢占的宽带和服务器资源多,假设服务器最多服务 100 个用户,服务器中的一个线程 对应一个用户 100 条线程在计算机中并发执行,由 CPU 划分时间片轮流执行,加入 a 有 99 条线程 下载文件,那么相当于占用了99个用户资源,自然就有用较快的下载速度

当然了,当然不是线程越多就越好,开启过多线程的话,APP 需要维护和同步每条线程的开销,这些开销反而会导致下载速度的降低

另一方面,带宽是有上限的,达到了上限之后,多开就没意义了

多线程下载的流程

  1. 获取网络连接
  2. 本地磁盘创建相同大小的空文件
  3. 计算每条线程需从文件哪个部分开始下载,结束
  4. 依次创建,启动多条线程来下载网络资源的指定部分

Android 多线程下载

  1. 根据要访问的 URL 路径调用 openConnection() 得到 HttPConnection 对象,接着调用 getContentLength() 获得要下载的文件的长度,最后设置本地文件的长度

    int fileSize = HttpURLConnection.getContentLength();
    RandomAccessFile file = new RandomAccessFile("xxx.apk","rwd");
    
    file.setLength(fileSize);
    
  2. 根据文件的长度及线程数量计算每条线程的下载长度

    加入 n 条线程下载大小为 m 个字节的文件,每个线程的下载数值为

    m % n == 0 ? m/n : m/n+1
    

    比如大小为 10 个字节的文件,开三条线程下载,那么每个线程的下载量为 10/3 + 1 = 4

    也就是三条线程的下载量分别为 4,4,2

  3. 计算每条线程的的开始位置

    假设线程 id 分别为 0,1,2 那么每个线程的开始位置为

        id * 下载量
    

    结束位置为

        (id+1) * 下载量
    

    注意: 最后一条线程不用计算结束位置

  4. 保存文件,使用 RandomAccessFile 类指定从文件的什么位置开始写入数据

    RamdomAccessFile threadFile = new RandomAccessFile("xxx.apk","rwd");
    threadFile.seek(2048576);
    

    RandomAccessFile 随机访问文件类,同时整合了 FileOutputStreamFileInputStream ,支持从文件的任何字节处读写数据,而 File 只支持将文件当作一个整体来处理,不能读写文件

  5. 在下载时,要怎么指定每条线程开始的现在位置呢?

    HTTP 协议提供了 Range 头,我们可以使用下 main的方法设置下载的位置

    HTTPURLConnection.setRequestProperty("Range","bytes=1024-2048576");
    

范例


  1. 创建一个 空的 Android 项目 cn.twle.android.ThreadDownload

  2. 修改 AndroidManifest.xml 添加相关权限

    <!-- 访问 internet 权限 -->
    <uses-permission android:name="android.permission.INTERNET"/>
    <!-- 往 SDCard 写入数据权限 -->
    <uses-permission android:name="android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE"/>
    
  3. 修改 activity_main.xml 创建布局

    <LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="match_parent"
        android:orientation="vertical" >
    
        <TextView
            android:layout_width="wrap_content"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:text="请输入要下载的文件地址" />
    
        <EditText
            android:id="@+id/editpath"
            android:layout_width="match_parent"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:text="https://www.twle.cn/static/i/meimei.jpg"
            />
    
        <Button
            android:layout_width="wrap_content"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:id="@+id/btndown"
            android:text="下载" />
    
        <TextView
            android:layout_marginTop="32dp"
            android:id="@+id/ms_log"
            android:layout_width="match_parent"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:text="" />
    </LinearLayout>
    
  4. MainActivity.java 同一目录下创建一个 DownloadThread.java 线程下载类

    package cn.twle.android.threaddownload;
    
    import android.content.Context;
    import android.os.Bundle;
    import android.os.Message;
    
    import java.io.InputStream;
    import java.io.RandomAccessFile;
    import java.net.HttpURLConnection;
    import java.net.URL;
    
    public class DownloadThread extends Thread {
        private int threadid;
        private int startposition;
        private RandomAccessFile threadfile;
        private int threadlength;
        private String path;
    
        private MainActivity context;
    
        public DownloadThread(Context context, int threadid, int startposition,
                              RandomAccessFile threadfile, int threadlength, String path) {
    
            this.threadid = threadid;
            this.startposition = startposition;
            this.threadfile = threadfile;
            this.threadlength = threadlength;
            this.path = path;
            this.context = (MainActivity)context;
        }
    
        public DownloadThread(Context context) {
            this.context = (MainActivity) context;
        }
    
        @Override
        public void run() {
            try
            {
                URL url = new URL(path);
                HttpURLConnection conn = (HttpURLConnection) url.openConnection();
                conn.setConnectTimeout(5000);
                conn.setRequestMethod("GET");
                //指定从什么位置开始下载
                conn.setRequestProperty("Range", "bytes="+startposition+"-");
    
                context.sendMessage("线程"+(threadid+1) + "开始下载\n");
    
                if(conn.getResponseCode() == 206)
                {
                    InputStream is = conn.getInputStream();
                    byte[] buffer = new byte[1024];
                    int len = -1;
                    int length = 0;
                    while(length < threadlength && (len = is.read(buffer)) != -1)
                    {
                        threadfile.write(buffer,0,len);
                        //计算累计下载的长度
                        length += len;
                    }
                    threadfile.close();
                    is.close();
    
                    context.sendMessage("线程"+(threadid+1) + "已下载完成\n");
                }
            }catch(Exception ex){
    
                context.sendMessage("线程"+(threadid+1) + "下载出错\n"+ ex);
            }
        }
    }
    
  5. 修改 MainActivity.java

    package cn.twle.android.threaddownload;
    
    import java.io.File;
    import java.io.RandomAccessFile;
    import java.net.HttpURLConnection;
    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.View;
    import android.widget.Button;
    import android.widget.EditText;
    import android.widget.TextView;
    
    public class MainActivity extends Activity {
    
        private TextView ms_log;
        private EditText editpath;
        private Button btndown;
    
        private StringBuilder sb;
    
        private Handler handler = new UIHander();
    
        private final class UIHander extends Handler{
            public void handleMessage(Message msg) {
                ms_log.setText(sb.toString());
            }
        }
    
        @Override
        protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
            super.onCreate(savedInstanceState);
            setContentView(R.layout.activity_main);
    
            sb = new StringBuilder();
    
            ms_log  =  (TextView) findViewById(R.id.ms_log);
            editpath = (EditText) findViewById(R.id.editpath);
            btndown = (Button) findViewById(R.id.btndown);
    
            btndown.setOnClickListener( new View.OnClickListener(){
    
                public void onClick(View v) {
    
                    if( ! Environment.getExternalStorageState().equals(Environment.MEDIA_MOUNTED)){
                            sendMessage("sd卡读取失败\n");
                            return ;
                    }
    
                    final String path = editpath.getText().toString();
                    final String filename = "meimei.jpg";
                    final String saveDir = Environment.getExternalStorageDirectory().getAbsolutePath();
                    final String savePath = saveDir + "/" + filename;
                    new Thread(new Runnable() {
                        @Override
                        public void run() {
    
                            try {
                                URL url = new URL(path);
                                HttpURLConnection conn = (HttpURLConnection) url.openConnection();
                                conn.setConnectTimeout(5000);
                                conn.setRequestMethod("GET");
    
                                //获得需要下载的文件的长度(大小)
                                int filelength = conn.getContentLength();
    
                                sendMessage("文件总大小" + filelength + "\n");
    
                                //生成一个大小相同的本地文件
                                RandomAccessFile file = new RandomAccessFile(savePath, "rwd");
                                file.setLength(filelength);
                                file.close();
                                conn.disconnect();
    
                                sendMessage("文件保存地址: " +saveDir + "/" + filename + "\n");
                                sendMessage("开辟了 3 个线程\n");
    
                                //设置有多少条线程下载
                                int threadsize = 3;
                                //计算每个线程下载的量
                                int threadlength = filelength % 3 == 0 ? filelength / 3 : filelength + 1;
                                for (int i = 0; i < threadsize; i++) {
                                    //设置每条线程从哪个位置开始下载
                                    int startposition = i * threadlength;
                                    //从文件的什么位置开始写入数据
                                    RandomAccessFile threadfile = new RandomAccessFile(savePath, "rwd");
                                    threadfile.seek(startposition);
                                    //启动三条线程分别从startposition位置开始下载文件
                                    new DownloadThread(MainActivity.this, i, startposition, threadfile, threadlength, path).start();
                                }
                            }catch (Exception e ) {
                                e.printStackTrace();
                            }
                        }
                    }).start();
                }
    
            });
        }
    
        public void sendMessage(String msg) {
    
            sb.append(msg);
    
            handler.sendEmptyMessage(0x001);
        }
    }
    

说明

int filelength = conn.getContentLength();

获得下载文件的长度(大小)

RandomAccessFile file = new RandomAccessFile(filename, "rwd");

该类运行对文件进行读写,是多线程下载的核心

int threadlength = filelength % 3 == 0 ? filelength/3:filelength+1;

计算每个线程要下载的量

conn.setRequestProperty("Range", "bytes="+startposition+"-"); 

指定从哪个位置开始读写,这个是 URLConnection 提供的方法

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