用Java制作网络文件下载系统（chinajava）

由于Linux操作系统的兴起和Java语言的日渐成熟，使用Java语言实现一个跨平台的、外观一致的下载工具软件已成为可能。网络蚂蚁是大家非常熟知的下载工具软件，我采用Java语言实现了类似网络蚂蚁的基本功能的软件Jants。本文介绍了一些技术实现要点。

单线程直接获取网络文件

单线程直接获取网络文件的关键点是获取网络文件，以确定基本方法的正确性。它的初始代码的内容比较简单，可以利用HTTP的基本知识进行设计。它的基本原理是：连接网络地址，打开连接并获取输入流，从输入流中读取数据。实现代码（测试过程中使用的）如下：

int data;//从输入流中获取数据URL url=new URL("http://www.sohu.com");//创建连接的地址HttpURLConnection connection=url.openConnection();//打开连接int responsCode=connection. getResponseCode();    //返回Http的响应状态码InputStream input=connection.getInputStream();    //获取输入流System.out.println("responseCode:"+responseCode);    While((data=input.read())!=-1)    System.out.println(data);//将获取的数据打到屏幕显示出来

单线程断点续传

大家常常有这样的体会:下载一个几十兆的文件时突然断线，结果前功尽弃。可以使用断点续传解决这个问题。

基本原理

这里主要介绍一下断点续传的原理。断点续传的原理很简单，只是在HTTP请求上和一般的下载有所不同。

所谓断点续传，也就是要从文件已经下载的地方开始继续下载。所以，在客户端传给Web服务器的时候，要多加一条信息——下载的起始位置,且服务器返回的HTTP状态代码也从200转变为206。

上述要点，可以使用Java语言中的HttpURLConnection类中的setRequestProperty()方法来设置。

断点续传的关键步骤

1.实现提交断点续传下载的起始位置

Java的Net包中提供了这种功能，代码如下：

URL url = new URL("http://www.mydomain.com/down.zip";); HttpURLConnection httpConnection=(HttpURLConnection) url.openConnection();     //设置断点续传的开始位置     httpConnection.setRequestProperty("RANGE","bytes=10000");     //设置请求信息    httpConnection.setRequestProperty("GET","/down.zip HTTP/1.1");    //设置接受信息httpConnection.setRequestProperty("Accept","image/gif,image/x-xbitmap,application/msword,*/*");    //设置连接信息    httpConnection.setRequestProperty("Connection","Keep-Alive");     //获得输入流 InputStream input = httpConnection.getInputStream();

从输入流中取出的字节流，就是down.zip文件从10000字节开始的字节流。

2.保存获得的字节流到文件中

由于文件的下载涉及到断点续传，因此，在保存文件的时候，需要对文件进行随机读写。特别是在多线程下载的过程中，需要在写文件之前在文件中定位。

在Java的IO包中的RandomAccessFile类可以满足这种设计需求。该类在文件中定位指针时，用到的方法是seek（Long）。

操作相当简单。假设从10000字节处开始保存文件，代码如下：

RandomAccess oSavedFile = new  RandomAccessFile("down.zip","rw");     //创建随机文件    long nPos = 10000;     //定位文件指针到nPos位置     oSavedFile.seek(nPos);     byte[] b = new byte[1024];     int nRead;     //从输入流中读入字节流，然后写到文件中     while((nRead=input.read(b,0,1024)) > 0)     { //input为网络输入流      oSavedFile.write(b,0,nRead);     }

3.保存已经下载的文件的长度值

由于在每次断开连接时都要保存已下载文件的长度，且应进行永久保存，因此将它保存到文件介质中。这里采用的是对象序列化的方法——将要保存的内容序列化到一个临时文件中。代码如下：

long nStart;   //记录已经下载的字节数File tempFile=new File(“donwzip.tmp”);    //创建临时文件    FileOutputStream file=new FileOutputStream(tempFile);     //创建文件输出流  ObjectOutputStream serialize=new ObjectOutputStream(file)；    //创建文件序列化流    serialize.writeObject(nStart);//序列化    serialize.flush();//刷新序列化流    file.close();//关闭文件输出流    serialize.close();//关闭序列化流

多线程的断点续传

加入断点续传以后，下载速度还没能得到提高。为防止已下载文件数据的丢失，也为提高网络文件的下载速度，可在其中加入多线程。虽然前两步已经基本实现，似乎再加入多线程时应该比较容易，但是并非如此。在多线程的编程过程中，需要考虑到线程的同步与互斥。由于是多线程进行断点续传，还要考虑记录多个断点位置，且记录断点位置时也要考虑同步互斥等问题。所有这些都使得这一步比较复杂。

同步的考虑

同步的基本思想是避免多个线程访问同一个资源时出现问题。由于多线程对同一个文件资源进行读写，因此，为了避免出现错误，要进行读写控制——即同步。Java中使用synchronized实现线程之间的同步。Java是面向对象的语言，它的资源是以对象的形式表现的。因此，Java同步机制的作用就是力图避免对“对象”的访问冲突。

对需要同步的方法或代码段进行标记以实现同步，需要用到关键字synchronized。系统使用synchronized关键字声明的方法就是为其设置特殊的标记。这个标记起着信号量的作用，每当调用该方法时，Java的运行系统都将进行检查，以确认此标记的状态，看相应的代码是否已经被调用执行。如没有执行，系统将把这个内部标记授予调用代码的线程，方法运行结束后，标记被释放。在标记被释放之前，任何其它的对象不得调用此方法。

主要的同步代码如下（在下载数据保存入文件中时使用）：

public synchronized int write(byte[] b,int nStart,int len){     int n=-1;try{rf.write(b,nStart,len); //调用另一个类的方法，向文件中写入数据n=len;}catch(IOException ioe){ioe.printStackTrace();}return n;}

在保存已下载的字节数时，由于多个断点位置在不同的线程中记录，所以必须在所有线程都结束时才能保存。为此，解决的办法是再开出一个线程,用以持续监测是否所有的线程都已经结束。若结束，保存所有的断点位置；否则，继续监测。同样，在文件下载的线程中，需要设置标志位以记录线程是否结束。基本代码如下（在监测线程中使用）：

stop=false;while(!stop){          if(Utility.bStop[0] && Utility.bStop[1] && Utility.bStop[2] && Utility.bStop[3] && Utility.bStop[4]){            System.out.println("Serialize...");            Utility.serializeOut();            //调用序列化函数以保存断点位置于文件中            javaants.setStopFalse();            javaants.setStartTrue();            stop=true;            }

断点数据的记录

笔者使用的是一个静态数组以记录断点位置。由于有多个断点位置，可采用一个函数进行统一保存：

public static void serializeOut(){  try{         File tempFile=new File(getTempFileName()+"."+"tmp");       FileOutputStream file=new FileOutputStream(tempFile);     ObjectOutputStream serialize=new ObjectOutputStream(file);         for(int i=0;i<5;i++){           serialize.writeObject(String.valueOf(nStart[i]));            serialize.writeObject(String.valueOf(nStop[i]));         }         serialize.flush();         file.close();         serialize.close();      }catch(Exception e){       System.out.println(e.toString());  }    }

图形界面

该文件下载系统的图形界面与流行下载软件——网络蚂蚁很相似。图形界面的实现，使用了Swing包。限于篇幅，这里不再赘述。Jants的图形界面如图1和图2所示。



图1 Jants主界面



图1 Jants下载过程中的界面

发布

使用jar命令将所有的文件下载系统的.class文件打包为javaants.jar文件，并在其中加入Menifest.mf文件，指定Main-Class。

打包代码： jar cfv *.* javaants.jar运行代码：javaw -classpath javaants.jar Main