原理解析

在開發(fā)當(dāng)中，“斷點(diǎn)續(xù)傳”這種功能很實(shí)用和常見，聽上去也是比較有“逼格”的感覺。所以通常我們都有興趣去研究研究這種功能是如何實(shí)現(xiàn)的？
以Java來說，網(wǎng)絡(luò)上也能找到不少關(guān)于實(shí)現(xiàn)類似功能的資料。但是呢，大多數(shù)都是舉個(gè)Demo然后貼出源碼，真正對(duì)其實(shí)現(xiàn)原理有詳細(xì)的說明很少。
于是我們?cè)谧畛踅佑|的時(shí)候，很可能就是直接Crtl + C/V代碼，然后搗鼓搗鼓，然而最終也能把效果弄出來。但初學(xué)時(shí)這樣做其實(shí)很顯然是有好有壞的。
好處在于，源碼很多，解釋很少；如果我們肯下功夫，針對(duì)于別人貼出的代碼里那些自己不明白的東西去查資料，去鉆研。最終多半會(huì)收獲頗豐。
壞處也很明顯：作為初學(xué)者，面對(duì)一大堆的源碼，感覺好多東西都很陌生，就很容易望而生畏。即使最終大致了解了用法，但也不一定明白實(shí)現(xiàn)原理。

我們今天就一起從最基本的角度切入，來看看所謂的“斷點(diǎn)續(xù)傳”這個(gè)東西是不是真的如此“高逼格”。
其實(shí)在接觸一件新的“事物”的時(shí)候，將它擬化成一些我們本身比較熟悉的事物，來參照和對(duì)比著學(xué)習(xí)。通常會(huì)事半功倍。
如果我們剛接觸“斷點(diǎn)續(xù)傳”這個(gè)概念，肯定很難說清楚個(gè)一二三。那么，“玩游戲”我們肯定不會(huì)陌生。

OK，那就假設(shè)我們現(xiàn)在有一款“通關(guān)制的RPG游戲”。想想我們?cè)谕孢@類游戲時(shí)通常會(huì)怎么做？
很明顯，第一天我們?cè)⊙獖^戰(zhàn)，大殺四方，假設(shè)終于來到了第四關(guān)。雖然激戰(zhàn)正酣，但一看墻上的時(shí)鐘，已經(jīng)凌晨12點(diǎn)，該睡覺了。
這個(gè)時(shí)候就很尷尬了，為了能夠在下一次玩的時(shí)候，順利接軌上我們本次游戲的進(jìn)度，我們應(yīng)該怎么辦呢？
很簡(jiǎn)單，我們不關(guān)掉游戲，直接去睡覺，第二天再接著玩唄。這樣是可以，但似乎總覺著有哪里讓人不爽。
那么，這個(gè)時(shí)候，如果這個(gè)游戲有一個(gè)功能叫做“存檔”，就很關(guān)鍵了。我們直接選擇存檔，輸入存檔名“第四關(guān)”，然后就可以關(guān)閉游戲了。
等到下次進(jìn)行游戲時(shí)，我們直接找到“第四關(guān)”這個(gè)存檔，然后進(jìn)行讀檔，就可以接著進(jìn)行游戲了。

這個(gè)時(shí)候，所謂的“斷點(diǎn)續(xù)傳”就很好理解了。我們順著我們之前“玩游戲”的思路來理一下：
假設(shè)，現(xiàn)在有一個(gè)文件需要我們進(jìn)行下載，當(dāng)我們下載了一部分的時(shí)候，出現(xiàn)情況了，比如：電腦死機(jī)、沒電、網(wǎng)絡(luò)中斷等等。
其實(shí)這就好比我們之前玩游戲玩著玩著，突然12點(diǎn)需要去睡覺休息了是一個(gè)道理。OK，那么這個(gè)時(shí)候的情況是：

 • 如果游戲不能存檔，那么則意味著我們下次游戲的時(shí)候，這次已經(jīng)通過的4關(guān)的進(jìn)度將會(huì)丟失，無法接檔。
 • 對(duì)應(yīng)的，如果“下載”的行為無法記錄本次下載的一個(gè)進(jìn)度。那么，當(dāng)我們?cè)俅蜗螺d這個(gè)文件也就只能從頭來過。
 話到這里，其實(shí)我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了，對(duì)于我們以上所說的行為，關(guān)鍵就在于一個(gè)字“續(xù)”！
而我們要實(shí)現(xiàn)讓一種斷開的行為“續(xù)”起來的目的，關(guān)鍵就在于要有“介質(zhì)”能夠記錄和讀取行為出現(xiàn)”中斷”的這個(gè)節(jié)點(diǎn)的信息。

轉(zhuǎn)化到編程世界

實(shí)際上這就是“斷點(diǎn)續(xù)傳”最最基礎(chǔ)的原理，用大白話說就是：我們要在下載行為出現(xiàn)中斷的時(shí)候，記錄下中斷的位置信息，然后在下次行為中讀取。
有了這個(gè)位置信息之后，想想我們?cè)撛趺醋?。是的，很?jiǎn)單，在新的下載行為開始的時(shí)候，直接從記錄的這個(gè)位置開始下載內(nèi)容，而不再從頭開始。
好吧，我們用大白話掰扯了這么久的原理，開始覺得無聊了。那么我們現(xiàn)在最后總結(jié)一下，然后就來看看我們應(yīng)該怎么把原理轉(zhuǎn)換到編程世界中去。

 • 當(dāng)“上傳(下載)的行為”出現(xiàn)中斷，我們需要記錄本次上傳(下載)的位置(position)。
 • 當(dāng)“續(xù)”這一行為開始，我們直接跳轉(zhuǎn)到postion處繼續(xù)上傳(下載)的行為。 

顯然問題的關(guān)鍵就在于所謂的“position”，以我們舉的“通關(guān)游戲來說”，可以用“第幾關(guān)”來作為這個(gè)position的單位。
那么轉(zhuǎn)換到所謂的“斷點(diǎn)續(xù)傳”，我們?cè)撌褂檬裁磥砗饬俊皃osition”呢？很顯然，回歸二進(jìn)制，因?yàn)檫@里的本質(zhì)無非就是文件的讀寫。

那么剩下的工作就很簡(jiǎn)單了，先是記錄position，這似乎都沒什么值得說的，因?yàn)橹皇菙?shù)據(jù)的持久化而已(內(nèi)存，文件，數(shù)據(jù)庫)，我們有很多方式。

另一個(gè)關(guān)鍵在于當(dāng)“續(xù)傳”的行為開始，我們需要需要從上次記錄的position位置開始讀寫操作，所以我們需要一個(gè)類似于“指針”功能的東西。
我們當(dāng)然也可以自己想辦法去實(shí)現(xiàn)這樣一個(gè)“指針”，但高興地是，Java已經(jīng)為我們提供了這樣的一個(gè)類，那就是RandomAccessFile。
這個(gè)類的功能從名字就很直觀的體現(xiàn)了，能夠隨機(jī)的去訪問文件。我們看一下API文檔中對(duì)該類的說明：

此類的實(shí)例支持對(duì)隨機(jī)訪問文件的讀取和寫入。隨機(jī)訪問文件的行為類似存儲(chǔ)在文件系統(tǒng)中的一個(gè)大型 byte 數(shù)組。

如果隨機(jī)訪問文件以讀取/寫入模式創(chuàng)建，則輸出操作也可用；輸出操作從文件指針開始寫入字節(jié)，并隨著對(duì)字節(jié)的寫入而前移此文件指針。

寫入隱含數(shù)組的當(dāng)前末尾之后的輸出操作導(dǎo)致該數(shù)組擴(kuò)展。該文件指針可以通過 getFilePointer 方法讀取，并通過 seek 方法設(shè)置。 

看完API說明，我們笑了，是的，這不正是我們要的嗎？那好吧，我們磨刀磨了這么久了，還不去砍砍柴嗎？

實(shí)例演示

既然是針對(duì)于文件的“斷點(diǎn)續(xù)傳”，那么很明顯，我們先搞一個(gè)文件出來。也許音頻文件，圖像文件什么的看上去會(huì)更上檔次一點(diǎn)。
但我們已經(jīng)說了，在計(jì)算機(jī)大兄弟眼中，它們最終都將回歸“二進(jìn)制”。所以我們這里就創(chuàng)建一個(gè)簡(jiǎn)單的”txt”文件，因?yàn)閠xt更利于理解。

我們?cè)贒盤的根目錄下創(chuàng)建一個(gè)名為”test.txt”的文件，文件內(nèi)容很簡(jiǎn)單，如圖所示：

沒錯(cuò)，我們輸入的內(nèi)容就是簡(jiǎn)單的6個(gè)英語字母。然后我們右鍵→屬性：

我們看到，文件現(xiàn)在的大小是6個(gè)字節(jié)。這也就是為什么我們說，所有的東西到最后還是離不開“二進(jìn)制”。
是的，我們都明白，因?yàn)槲覀冚斎肓?個(gè)英文字母，而1個(gè)英文字母將占據(jù)的存儲(chǔ)空間是1個(gè)字節(jié)(即8個(gè)比特位)。
目前為止，我們看到的都很無聊，因?yàn)檫@基本等于廢話，稍微有計(jì)算機(jī)常識(shí)的人都知道這些知識(shí)。別著急，我們繼續(xù)。

在Java中對(duì)一個(gè)文件進(jìn)行讀寫操作很簡(jiǎn)單。假設(shè)現(xiàn)在的需求如果是“把D盤的這個(gè)文件寫入到E盤”，那么我們會(huì)提起鍵盤，啪啪啪啪，搞定！
但其實(shí)所謂的文件的“上傳(下載)”不是也沒什么不同嗎？區(qū)別就僅僅在于行為由“僅僅在本機(jī)之間”轉(zhuǎn)變成了”本機(jī)與服務(wù)器之間”的文件讀寫。
這時(shí)我們會(huì)說，“別逼逼了，這些誰都知道，‘?dāng)帱c(diǎn)續(xù)傳'呢？“，其實(shí)到了這里也已經(jīng)很簡(jiǎn)單了，我們?cè)俅蚊鞔_，斷點(diǎn)續(xù)傳要做的無非就是：
前一次讀寫行為如果出現(xiàn)中斷，請(qǐng)記錄下此次讀寫完成的文件內(nèi)容的位置信息；當(dāng)“續(xù)傳開始”則直接將指針移到此處，開始繼續(xù)讀寫操作。

反復(fù)的強(qiáng)調(diào)原理，實(shí)際上是因?yàn)橹灰靼琢嗽?，剩下的就只是招式而已了。這就就像武俠小說里的“九九歸一”大法一樣，最高境界就是回歸本源。
任何復(fù)雜的事物，只要明白其原理，我們就能將其剝離，還原為一個(gè)個(gè)簡(jiǎn)單的事物。同理，一系列簡(jiǎn)單的事物，經(jīng)過邏輯組合，就形成了復(fù)雜的事物。

下面，我們馬上就將回歸混沌，以最基本的形式模擬一次“斷點(diǎn)續(xù)傳”。在這里我們連服務(wù)器的代碼都不去寫了，直接通過一個(gè)本地測(cè)試類搞定。
我們要實(shí)現(xiàn)的效果很簡(jiǎn)單：將在D盤的”test.txt”文件寫入到E盤當(dāng)中，但中途我們會(huì)模擬一次”中斷”行為，然后在重新繼續(xù)上傳，最終完成整個(gè)過程。
也就是說，我們這里將會(huì)把“D盤”視作一臺(tái)電腦，并且直接將”E盤”視作一臺(tái)服務(wù)器。那么這樣我們甚至都不再與http協(xié)議扯上半毛錢關(guān)系了，（當(dāng)然實(shí)際開發(fā)我們肯定是還是得與它扯上關(guān)系的 ^<^)，從而只關(guān)心最基本的文件讀寫的”斷”和”續(xù)”的原理是怎么樣的。

為了通過對(duì)比加深理解，我們先來寫一段正常的代碼，即正常讀寫，不發(fā)生中斷：

public class Test {

 public static void main(String[] args) {
  // 源文件與目標(biāo)文件
  File sourceFile = new File("D:/", "test.txt");
  File targetFile = new File("E:/", "test.txt");
  // 輸入輸出流
  FileInputStream fis = null;
  FileOutputStream fos = null;
  // 數(shù)據(jù)緩沖區(qū)
  byte[] buf = new byte[1];

  try {
   fis = new FileInputStream(sourceFile);
   fos = new FileOutputStream(targetFile);
   // 數(shù)據(jù)讀寫
   while (fis.read(buf) != -1) {
    System.out.println("write data...");
    fos.write(buf);
   }
  } catch (FileNotFoundException e) {
   System.out.println("指定文件不存在");
  } catch (IOException e) {
   // TODO: handle exception
  } finally {
   try {
    // 關(guān)閉輸入輸出流
    if (fis != null)
     fis.close();

    if (fos != null)
     fos.close();
   } catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
   }

  }
 }
}

該段代碼運(yùn)行，我們就會(huì)發(fā)現(xiàn)在E盤中已經(jīng)成功拷貝了一份“test.txt”。這段代碼很簡(jiǎn)單，唯一稍微說一下就是:
我們看到我們將buf，即緩沖區(qū) 設(shè)置的大小是1，這其實(shí)就代表我們每次read，是讀取一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)(即1個(gè)英文字母)。

現(xiàn)在，我們就來模擬這個(gè)讀寫中斷的行為，我們將之前的代碼完善如下：

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.RandomAccessFile;

public class Test {

 private static int position = -1;

 public static void main(String[] args) {
  // 源文件與目標(biāo)文件
  File sourceFile = new File("D:/", "test.txt");
  File targetFile = new File("E:/", "test.txt");
  // 輸入輸出流
  FileInputStream fis = null;
  FileOutputStream fos = null;
  // 數(shù)據(jù)緩沖區(qū)
  byte[] buf = new byte[1];

  try {
   fis = new FileInputStream(sourceFile);
   fos = new FileOutputStream(targetFile);
   // 數(shù)據(jù)讀寫
   while (fis.read(buf) != -1) {
    fos.write(buf);
    // 當(dāng)已經(jīng)上傳了3字節(jié)的文件內(nèi)容時(shí)，網(wǎng)絡(luò)中斷了，拋出異常
    if (targetFile.length() == 3) {
     position = 3;
     throw new FileAccessException();
    }
   }
  } catch (FileAccessException e) {
   keepGoing(sourceFile,targetFile, position);
  } catch (FileNotFoundException e) {
   System.out.println("指定文件不存在");
  } catch (IOException e) {
   // TODO: handle exception
  } finally {
   try {
    // 關(guān)閉輸入輸出流
    if (fis != null)
     fis.close();

    if (fos != null)
     fos.close();
   } catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
   }

  }
 }

 private static void keepGoing(File source,File target, int position) {
  try {
   Thread.sleep(10000);
  } catch (InterruptedException e) {
   // TODO Auto-generated catch block
   e.printStackTrace();
  }

  try {
   RandomAccessFile readFile = new RandomAccessFile(source, "rw");
   RandomAccessFile writeFile = new RandomAccessFile(target, "rw");
   readFile.seek(position);
   writeFile.seek(position);

   // 數(shù)據(jù)緩沖區(qū)
   byte[] buf = new byte[1];
   // 數(shù)據(jù)讀寫
   while (readFile.read(buf) != -1) {
    writeFile.write(buf);
   }
  } catch (FileNotFoundException e) {
   // TODO Auto-generated catch block
   e.printStackTrace();
  } catch (IOException e) {
   // TODO Auto-generated catch block
   e.printStackTrace();
  }
 }

}

class FileAccessException extends Exception {

}

總結(jié)一下，我們?cè)谶@次改動(dòng)當(dāng)中都做了什么工作：

 • 首先，我們定義了一個(gè)變量position，記錄在發(fā)生中斷的時(shí)候，已完成讀寫的位置。（這是為了方便，實(shí)際來說肯定應(yīng)該講這個(gè)值存到文件或者數(shù)據(jù)庫等進(jìn)行持久化）
 • 然后在文件讀寫的while循環(huán)中，我們?nèi)ツM一個(gè)中斷行為的發(fā)生。這里是當(dāng)targetFile的文件長(zhǎng)度為3個(gè)字節(jié)則模擬拋出一個(gè)我們自定義的異常。(我們可以想象為實(shí)際下載中，已經(jīng)上傳(下載)了”x”個(gè)字節(jié)的內(nèi)容，這個(gè)時(shí)候網(wǎng)絡(luò)中斷了，那么我們就在網(wǎng)絡(luò)中斷拋出的異常中將”x”記錄下來)。
 • 剩下的就如果我們之前說的一樣，在“續(xù)傳”行為開始后，通過RandomAccessFile類來包裝我們的文件，然后通過seek將指針指定到之前發(fā)生中斷的位置進(jìn)行讀寫就搞定了。
（實(shí)際的文件下載上傳，我們當(dāng)然需要將保存的中斷值上傳給服務(wù)器，這個(gè)方式通常為httpConnection.setRequestProperty(“RANGE”,”bytes=x”);）

在我們這段代碼，開啟”續(xù)傳“行為，即keepGoing方法中：我們起頭讓線程休眠10秒鐘，這正是為了讓我們運(yùn)行程序看到效果。
現(xiàn)在我們運(yùn)行程序，那么文件就會(huì)開啟“由D盤上傳到E盤的過程”，我們首先點(diǎn)開E盤，會(huì)發(fā)現(xiàn)的確多了一個(gè)test.txt文件，打開它發(fā)現(xiàn)內(nèi)容如下：

沒錯(cuò)，這個(gè)時(shí)候我們發(fā)現(xiàn)內(nèi)容只有“abc”。這是在我們預(yù)料以內(nèi)的，因?yàn)槲覀兊某绦蚰M在文件上傳了3個(gè)字節(jié)的時(shí)候發(fā)生了中斷。

Ok，我們靜靜的等待10秒鐘過去，然后再點(diǎn)開該文件，看看是否能夠成功：

通過截圖我們發(fā)現(xiàn)內(nèi)容的確已經(jīng)變成了“abc”，由此也就完成了續(xù)傳。

以上就是本文的全部?jī)?nèi)容，希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。