Android网络请求中的下载断点续传技术解析与实现

1.概念

断点续传主要用于下载&＃xff0c;本文也主要讲述下载时的断点续传的逻辑思路。顾名思义&＃xff0c;断点续传就是下载从中断的地方继续下载&＃xff0c;一般是因为暂停或者网络故障导致的下载中断&＃xff0c;当恢复下载的时候可以从已经下载的地方继续下载未完成的部分&＃xff0c;而不去从头开始下载&＃xff0c;这样可以节省时间&＃xff0c;提高速度。

2.用途

有时用户下载一些文件时需要数小时甚至更长的时间&＃xff0c;万一线路中断或者出现其他的情况&＃xff0c;如果不具备断点续传的功能&＃xff0c;那么就只能从头重传&＃xff0c;此时如果能从断线的地方继续传输&＃xff0c;这样不仅能够减轻用户的烦恼&＃xff0c;也能减少网络的负担。

HTTP1.1 协议支持获取文件的部分内容&＃xff0c;这为断点续传提供了技术支持。它通过在 Header 里的两个实体头Range 和 Content-Range 实现的&＃xff0c;客户端发请求时对应的是 Range &＃xff0c;服务器端响应时对应的是 Content-Range。

1.Range

用于请求头中&＃xff0c;指定第一个字节的位置和最后一个字节的位置&＃xff0c;一般格式&＃xff1a;

Range 头部的格式有以下几种情况&＃xff1a;

2.Content-Range

用于响应头中&＃xff0c;在发出带 Range 的请求后&＃xff0c;服务器会在 Content-Range 头部返回当前接受的范围和文件总大小。一般格式&＃xff1a;

例如&＃xff1a;

0&＃xff0d;499 是指当前发送的数据的范围&＃xff0c;而 22400 则是文件的总大小。

而在响应完成后&＃xff0c;返回的响应头内容也不同&＃xff1a;

在实际的使用中&＃xff0c;会出现一种情况&＃xff0c;就是终端发起请求的时候&＃xff0c;URL对应的文件内容已经发生变化&＃xff0c;此时续传的数据肯定是错误的&＃xff0c;那么如何解决这个问题&＃xff1f;显然此时需要有一个标识文件唯一性的方法。

在 RFC2616 中也有相应的定义&＃xff0c;比如实现 Last-Modified 来标识文件的最后修改时间&＃xff0c;这样即可判断出续传文件时是否已经发生过改动。同时 FC2616 中还定义有一个 ETag 的头&＃xff0c;可以使用 ETag 头来放置文件的唯一标识。

1. Last-Modified

If-Modified-Since&＃xff0c;和 Last-Modified 一样都是用于记录页面最后修改时间的 HTTP 头信息&＃xff0c;只是 Last-Modified 是由服务器往客户端发送的 HTTP 头&＃xff0c;而 If-Modified-Since 则是由客户端往服务器发送的头&＃xff0c;可以看到&＃xff0c;再次请求本地存在的 cache 页面时&＃xff0c;客户端会通过 If-Modified-Since 头将先前服务器端发过来的 Last-Modified 最后修改时间戳发送回去&＃xff0c;这是为了让服务器端进行验证&＃xff0c;通过这个时间戳判断客户端的页面是否是最新的&＃xff0c;如果不是最新的&＃xff0c;则返回新的内容&＃xff0c;如果是最新的&＃xff0c;则返回 304 告诉客户端其本地 cache 的页面是最新的&＃xff0c;于是客户端就可以直接从本地加载页面了&＃xff0c;这样在网络上传输的数据就会大大减少&＃xff0c;同时也减轻了服务器的负担。

2. Etag

Etag&＃xff08;Entity Tags&＃xff09;主要为了解决 Last-Modified 无法解决的一些问题。

1. 一些文件也许会周期性的更改&＃xff0c;但是内容并不改变&＃xff08;仅改变修改时间&＃xff09;&＃xff0c;这时候我们并不希望客户端认为这个文件被修改了&＃xff0c;而重新 GET。
2. 某些文件修改非常频繁&＃xff0c;例如&＃xff1a;在秒以下的时间内进行修改&＃xff08;1s 内修改了 N 次&＃xff09;&＃xff0c;If-Modified-Since 能检查到的粒度是 s 级的&＃xff0c;这种修改无法判断&＃xff08;或者说 UNIX 记录 MTIME 只能精确到秒&＃xff09;。
3. 某些服务器不能精确的得到文件的最后修改时间。

为此&＃xff0c;HTTP/1.1 引入了 Etag。Etag 仅仅是一个和文件相关的标记&＃xff0c;可以是一个版本标记&＃xff0c;例如&＃xff1a;v1.0.0&＃xff1b;或者说 “627-4d648041f6b80” 这么一串看起来很神秘的编码。但是 HTTP/1.1 标准并没有规定 Etag 的内容是什么或者说要怎么实现&＃xff0c;唯一规定的是 Etag 需要放在 “” 内。

3. If-Range

用于判断实体是否发生改变&＃xff0c;如果实体未改变&＃xff0c;服务器发送客户端丢失的部分&＃xff0c;否则发送整个实体。一般格式&＃xff1a;

也就是说&＃xff0c;If-Range 可以使用 Etag 或者 Last-Modified 返回的值。当没有 ETage 却有 Last-modified 时&＃xff0c;可以把 Last-modified 作为 If-Range 字段的值。

例如&＃xff1a;

If-Range 必须与 Range 配套使用。如果请求报文中没有 Range&＃xff0c;那么 If-Range 就会被忽略。如果服务器不支持 If-Range&＃xff0c;那么 Range 也会被忽略。

如果请求报文中的 Etag 与服务器目标内容的 Etag 相等&＃xff0c;即没有发生变化&＃xff0c;那么应答报文的状态码为 206。如果服务器目标内容发生了变化&＃xff0c;那么应答报文的状态码为 200。

用于校验的其他 HTTP 头信息&＃xff1a;If-Match/If-None-Match、If-Modified-Since/If-Unmodified-Since。

Etag 由服务器端生成&＃xff0c;客户端通过 If-Range 条件判断请求来验证资源是否修改。请求一个文件的流程如下&＃xff1a;

第一次请求&＃xff1a;

1. 客户端发起 HTTP GET 请求一个文件。
2. 服务器处理请求&＃xff0c;返回文件内容以及相应的 Header&＃xff0c;其中包括 Etag&＃xff08;例如&＃xff1a;627-4d648041f6b80&＃xff09;&＃xff08;假设服务器支持 Etag 生成并已开启了 Etag&＃xff09;状态码为 200。

第二次请求&＃xff08;断点续传&＃xff09;&＃xff1a;

1. 客户端发起 HTTP GET 请求一个文件&＃xff0c;同时发送 If-Range&＃xff08;该头的内容就是第一次请求时服务器返回的 Etag&＃xff1a;627-4d648041f6b80&＃xff09;。
2. 服务器判断接收到的 Etag 和计算出来的 Etag 是否匹配&＃xff0c;如果匹配&＃xff0c;那么响应的状态码为 206&＃xff1b;否则&＃xff0c;状态码为 200。

一般使用curl命令行就可以检测出来&＃xff1a;

能够找到 Content-Range&＃xff0c;则表明服务器支持断点续传。有些服务器还会返回 Accept-Ranges&＃xff0c;输出结果 Accept-Ranges: bytes &＃xff0c;说明服务器支持按字节下载。