Http系列：断点续传与多线程下载

前言

当下载电影时，我常常会想中断下载后，为什么点击开始时会在中断的地方继续下载呢？
又或者在看在线电影时，为什么可以按着播放条拖动就能看到想看的片段呢？

http的range请求将解决以上困惑。

多线程、断点续传、随机点播等的场景的步骤

1、客户端明确任务：从哪开始下载

本地是否已有部分文件：文件已下载部分在服务器端发生改变？
使用几个线程并发下载

2、下载文件的指定部分内容
3、下载完毕后拼装成统一的文件

HTTP Range规范

在RFC7233中有详细介绍
1、允许服务器基于客户端的请求只发送响应包体的一部分给到客户端，而客户端自动将多个片段的包体组合成完整的体积更大的包体。

支持断点续传
支持多线程下载
支持视频播放器实时拖动

2、服务器通过Accept-Range头部表示是否支持Range请求

Accept-Ranges = acceptable-ranges
例如:
Accept-Ranges: bytes: 支持；
Accept-Ranges: none: 不支持

Range请求范围的单位

基于字节为单位的时候，举例：设置响应体长度为10000

第1个500字节：
bytes=0-499 // 从0开始
第2个500字节：
bytes=500-999
bytes=500-600, 601-999
bytes=500-700, 601-999
最后1个500字节
bytes=-500
bytes=9500-
仅要第一个和最后一个字节：bytes=0-0, -1

通过Range头部传递请求范围，如：Range: bytes=0-499

测试

下面用一些小例子有测试一下。
用node搭了一个简单的服务器，返回的数字是22个字节的响应体

'Hello World 0123456789';

现在用curl命令获取全部的响应体，然后访问0-5的字节段：

-H参数添加 HTTP 请求的标头。
上面的命令就是添加HTTP头Range: bytes=0-5。
返回的是Hello (加上空格)一共六个字节。

现在获取第21个字节及以后的字节段，就可以用20-：

返回的是89

Range条件请求

如果客户端已经得到了Range响应的一部分，并想在这部分响应未过期的情况下，获取其他部分的响应
常与If-Unmodified-Since或者If-Match头部共同使用
If-Range = entity-tag / HTTP-date
可以使用Etag或者Last-Modified

测试

下面用etag测试一下Range条件请求

首先获取0-5字节段

然后用-I来看看生成Hello 时服务器生成Etag的值

接下来，用这个值放到If-Match中获取6-10字节段：World

如果Etag发生了变化，来看看结果会怎么样,将最后的0改为1

返回412 Precondition Failed

结论

通过条件请求可以判断两次下载之间，服务器端资源有没有发生变化。如果发生了变化，就可以通过412这个响应知道，资源已经发生了变化。

服务器响应

如果只获取部分的body，那么服务器端返回的响应码不是200，而是206。
206 Partial Content

Content-Range头部：显示当前片段响应体在完整包体中的位置
Content-Range = byte-content-range / other-content-range
{ btye-content-range = bytes-unit SP (byte-range-resp / unsatisfied-range)
byte-range-resp = byte-range '/' (complete-length / '')
complete-length = 1DIGIT // 完整资源的大小，如果未知则用*号替代
bytr-range = first-byte-pos "-" last-byte-pos }
例如：
1、Content-Range: bytes 42-1233/1234
2、Content-Range: bytes 42-1233/*

测试

用一个视频播放的例子来看看206响应的样子。

416 Range Not Statisfiable

请求范围不满足实际资源的大小，其中Content-Range中的complete-length显示完整响应的长度，例如
Content-Range: bytes */1234

测试

如果获取范围超出实际资源的大小，比如获取30-40。返回416

200 OK

服务器不支持Range请求时，则以200返回完整的响应包体

多重范围与multipart

请求：
Range: bytes=0-50, 100-150
响应:
Content-Type: multipart/byteranges; boundary=...

测试

获取5-10， 10-15片段。

总结

1、客户端通过Range头部传递请求范围

2、服务端返回Accept-Range头部表示是否支持Range请求。

3、客户端如果在得到Range响应的一部分，并想在这部分响应未过期的情况下，获取其他部分的响应，可以用If-Range头部使用Etag或者Last-Modified为值。

4、只获取部分的body，服务器返回206响应码，其中Content-Range头部显示当前片段响应体在完整包体中的位置

5、客户端想多重范围下载资源，在Range头部的格式为Range: bytes=0-50, 100-150...(用逗号分隔)
响应头部Content-Type: multipart/byteranges; boundary=...

作者： zhangwinwin
链接：Http系列：断点续传与多线程下载
来源：github