下载应该是每个App都必须的一项功能，不采用第三方框架的话，就需要我们自己去实现下载工具了。如果我们自己实现可以怎么做呢？
首先如果服务器文件支持断点续传，则我们需要实现的主要功能点如下：
多线程、断点续传下载
下载管理：开始、暂停、继续、取消、重新开始
如果服务器文件不支持断点续传，则只能进行普通的单线程下载，而且不能暂停、继续。当然一般情况服务器文件都应该支持断点续传吧！
下边分别是单个任务下载、多任务列表下载、以及service下载的效果图：
single_task
task_manage
service_task
基本实现原理：
接下来看看具体的实现原理，由于我们的下载是基于okhttp实现的，首先我们需要一个OkHttpManager类，进行最基本的网络请求封装：
public class OkHttpManager {
............省略..............
public Call initRequest(String url, long start, long end, final Callback callback) {
Request request = new Request.Builder()
.url(url)
.header("Range", "bytes=" + start + "-" + end)
.build();
Call call = builder.build().newCall(request);
call.enqueue(callback);
return call;
}
public Response initRequest(String url) throws IOException {
Request request = new Request.Builder()
.url(url)
.header("Range", "bytes=0-")
.build();
return builder.build().newCall(request).execute();
}
public Response initRequest(String url, String lastModify) throws IOException {
Request request = new Request.Builder()
.url(url)
.header("Range", "bytes=0-")
.header("If-Range", lastModify)
.build();
return builder.build().newCall(request).execute();
}
public void setCertificates(InputStream... certificates) {
try {
CertificateFactory certificateFactory = CertificateFactory.getInstance("X.509");
KeyStore keyStore = KeyStore.getInstance(KeyStore.getDefaultType());
keyStore.load(null);
int index = 0;
for (InputStream certificate : certificates) {
String certificateAlias = Integer.toString(index++);
keyStore.setCertificateEntry(certificateAlias, certificateFactory.generateCertificate(certificate));
try {
if (certificate != null)
certificate.close();
} catch (IOException e) {
}
}
SSLContext sslContext = SSLContext.getInstance("TLS");
TrustManagerFactory trustManagerFactory = TrustManagerFactory.getInstance(TrustManagerFactory.getDefaultAlgorithm());
trustManagerFactory.init(keyStore);
sslContext.init(null, trustManagerFactory.getTrustManagers(), new SecureRandom());
builder.sslSocketFactory(sslContext.getSocketFactory());
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
这个类里包含了基本的超时配置、根据断点信息发起异步请求、校验服务器文件是否有更新、https证书配置等。这样网络请求部分就有了。
接下来，我们还需要数据库的支持，以便记录下载文件的基本信息，这里我们使用SQLite，只有一张表：
public static final String CREATE_DOWNLOAD_INFO = "create table download_info ("
+ "id integer primary key autoincrement, "
+ "url text, "
+ "path text, "
+ "name text, "
+ "child_task_count integer, "
+ "current_length integer, "
+ "total_length integer, "
+ "percentage real, "
+ "last_modify text, "
+ "date text)";当然还有对应表的增删改查工具类，具体的可参考源码。
由于需要下载管理，所以线程池也是必不可少的，这样可以避免过多的创建子线程，达到复用的目的，当然线程池的大小可以根据需求进行配置，主要代码如下：
public class ThreadPool {
//可同时下载的任务数（核心线程数）
private int CORE_POOL_SIZE = 3;
//缓存队列的大小（最大线程数）
private int MAX_POOL_SIZE = 20;
//非核心线程闲置的超时时间（秒），如果超时则会被回收
private long KEEP_ALIVE = 10L;
private ThreadPoolExecutor THREAD_POOL_EXECUTOR;
private ThreadFactory sThreadFactory = new ThreadFactory() {
private final AtomicInteger mCount = new AtomicInteger();
@Override
public Thread newThread(@NonNull Runnable runnable) {
return new Thread(runnable, "download_task#" + mCount.getAndIncrement());
}
};
...................省略................
public void setCorePoolSize(int corePoolSize) {
if (corePoolSize == 0) {
return;
}
CORE_POOL_SIZE = corePoolSize;
}
public void setMaxPoolSize(int maxPoolSize) {
if (maxPoolSize == 0) {
return;
}
MAX_POOL_SIZE = maxPoolSize;
}
public int getCorePoolSize() {
return CORE_POOL_SIZE;
}
public int getMaxPoolSize() {
return MAX_POOL_SIZE;
}
public ThreadPoolExecutor getThreadPoolExecutor() {
if (THREAD_POOL_EXECUTOR == null) {
THREAD_POOL_EXECUTOR = new ThreadPoolExecutor(
CORE_POOL_SIZE, MAX_POOL_SIZE,
KEEP_ALIVE, TimeUnit.SECONDS,
new LinkedBlockingDeque<Runnable>(),
sThreadFactory);
}
return THREAD_POOL_EXECUTOR;
}
}
接下来就是我们核心的下载类FileTask了，它实现了Runnable接口，这样就能在线程池中执行，首先看下run()方法的逻辑：
@Override
public void run() {
try {
File saveFile = new File(path, name);
File tempFile = new File(path, name + ".temp");
DownloadData data = Db.getInstance(context).getData(url);
if (Utils.isFileExists(saveFile) && Utils.isFileExists(tempFile) && data != null) {
Response response = OkHttpManager.getInstance().initRequest(url, data.getLastModify());
if (response != null && response.isSuccessful() && Utils.isNotServerFileChanged(response)) {
TEMP_FILE_TOTAL_SIZE = EACH_TEMP_SIZE * data.getChildTaskCount();
onStart(data.getTotalLength(), data.getCurrentLength(), "", true);
} else {
prepareRangeFile(response);
}
saveRangeFile();
} else {
Response response = OkHttpManager.getInstance().initRequest(url);
if (response != null && response.isSuccessful()) {
if (Utils.isSupportRange(response)) {
prepareRangeFile(response);
saveRangeFile();
} else {
saveCommonFile(response);
}
}
}
} catch (IOException e) {
onError(e.toString());
}
}
如果下载的目标文件、记录断点的临时文件、数据库记录都存在，则我们先判断服务器文件是否有更新，如果没有更新则根据之前的记录直接开始下载，否则需要先进行断点下载前的准备。如果记录文件不全部存在则需要先判断是否支持断点续传，如果支持则按照断点续传的流程进行，否则采用普通下载。
首先看下prepareRangeFile()方法，在这里进行断点续传的准备工作：
private void prepareRangeFile(Response response) {
.................省略.................
try {
File saveFile = Utils.createFile(path, name);
File tempFile = Utils.createFile(path, name + ".temp");
long fileLength = response.body().contentLength();
onStart(fileLength, 0, Utils.getLastModify(response), true);
Db.getInstance(context).deleteData(url);
Utils.deleteFile(saveFile, tempFile);
saveRandomAccessFile = new RandomAccessFile(saveFile, "rws");
saveRandomAccessFile.setLength(fileLength);
tempRandomAccessFile = new RandomAccessFile(tempFile, "rws");
tempRandomAccessFile.setLength(TEMP_FILE_TOTAL_SIZE);
tempChannel = tempRandomAccessFile.getChannel();
MappedByteBuffer buffer = tempChannel.map(READ_WRITE, 0, TEMP_FILE_TOTAL_SIZE);
long start;
long end;
int eachSize = (int) (fileLength / childTaskCount);
for (int i = 0; i < childTaskCount; i++) {
if (i == childTaskCount - 1) {
start = i * eachSize;
end = fileLength - 1;
} else {
start = i * eachSize;
end = (i + 1) * eachSize - 1;
}
buffer.putLong(start);
buffer.putLong(end);
}
} catch (Exception e) {
onError(e.toString());
} finally {
.............省略............
}
}
首先是清除历史记录，创建新的目标文件和临时文件，childTaskCount代表文件需要通过几个子任务去下载，这样就可以得到每个子任务需要下载的任务大小，进而得到具体的断点信息并记录到临时文件中。文件下载我们采用MappedByteBuffer 类，相比RandomAccessFile 更加的高效。同时执行onStart()方法将代表下载的准备阶段，具体细节后面会说到。
接下来看saveRangeFile()方法：
private void saveRangeFile() {
.................省略..............
for (int i = 0; i < childTaskCount; i++) {
final int tempI = i;
Call call = OkHttpManager.getInstance().initRequest(url, range.start[i], range.end[i], new Callback() {
@Override
public void onFailure(Call call, IOException e) {
onError(e.toString());
}
@Override
public void onResponse(Call call, Response response) throws IOException {
startSaveRangeFile(response, tempI, range, saveFile, tempFile);
}
});
callList.add(call);
}
.................省略..............
}
就是根据临时文件保存的断点信息发起childTaskCount数量的异步请求，如果响应成功则通过startSaveRangeFile()方法分段保存文件：
private void startSaveRangeFile(Response response, int index, Ranges range, File saveFile, File tempFile) {
.................省略..............
try {
saveRandomAccessFile = new RandomAccessFile(saveFile, "rws");
saveChannel = saveRandomAccessFile.getChannel();
MappedByteBuffer saveBuffer = saveChannel.map(READ_WRITE, range.start[index], range.end[index] - range.start[index] + 1);
tempRandomAccessFile = new RandomAccessFile(tempFile, "rws");
tempChannel = tempRandomAccessFile.getChannel();
MappedByteBuffer tempBuffer = tempChannel.map(READ_WRITE, 0, TEMP_FILE_TOTAL_SIZE);
inputStream = response.body().byteStream();
int len;
byte[] buffer = new byte[BUFFER_SIZE];
while ((len = inputStream.read(buffer)) != -1) {
//取消
if (IS_CANCEL) {
handler.sendEmptyMessage(CANCEL);
callList.get(index).cancel();
break;
}
saveBuffer.put(buffer, 0, len);
tempBuffer.putLong(index * EACH_TEMP_SIZE, tempBuffer.getLong(index * EACH_TEMP_SIZE) + len);
onProgress(len);
//退出保存记录
if (IS_DESTROY) {
handler.sendEmptyMessage(DESTROY);
callList.get(index).cancel();
break;
}
//暂停
if (IS_PAUSE) {
handler.sendEmptyMessage(PAUSE);
callList.get(index).cancel();
break;
}
}
addCount();
} catch (Exception e) {
onError(e.toString());
} finally {
.................省略..............
}
在while循环中进行目前文件的写入和将当前下载到的位置保存到临时文件：
saveBuffer.put(buffer, 0, len);
tempBuffer.putLong(index * EACH_TEMP_SIZE, tempBuffer.getLong(index * EACH_TEMP_SIZE) + len);
同时调用onProgress()方法将进度发送出去，其中取消、退出保存记录、暂停需要中断while循环。
因为下载是在子线程进行的，但我们一般需要在UI线程根据下载状态来更新UI，所以我们通过Handler将下载过程的状态数据发送到UI线程：即调用handler.sendEmptyMessage()方法。
最后FileTask类还有一个saveCommonFile()方法，即进行不支持断点续传的普通下载。
前边我们提到了通过Handler将下载过程的状态数据发送到UI线程，接下看下ProgressHandler类基本的处理：
private Handler mHandler = new Handler() {
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
super.handleMessage(msg);
switch (mCurrentState) {
case START:
break;
case PROGRESS:
break;
case CANCEL:
break;
case PAUSE:
break;
case FINISH:
break;
case DESTROY:
break;
case ERROR:
break;
}
}
};
在handleMessage()方法中，我们根据当前的下载状态进行相应的操作。
如果是START则需要将下载数据插入数据库，执行初始化回调等；如果是PROGRESS则执行下载进度回调；如果是CANCEL则删除目标文件、临时文件、数据库记录并执行对应回调等；如果是PAUSE则更新数据库文件记录并执行暂停的回调等；如果是FINISH则删除临时文件和数据库记录并执行完成的回调；如果是DESTROY则代表直接在Activity中下载，退出Activity则会更新数据库记录；最后的ERROR则对应出错的情况。具体的细节可参考源码。
最后在DownloadManger类里使用线程池执行下载操作：
ThreadPool.getInstance().getThreadPoolExecutor().execute(fileTask);
//如果正在下载的任务数量等于线程池的核心线程数，则新添加的任务处于等待状态
if (ThreadPool.getInstance().getThreadPoolExecutor().getActiveCount() == ThreadPool.getInstance().getCorePoolSize()) {
downloadCallback.onWait();
}
以及判断新添加的任务是否处于等待的状态，方便在UI层处理。到这里核心的实现原理就完了，更多的细节可以参考源码。
如何使用：
DownloadManger是个单例类，在这里封装在了具体的使用操作，我们可以根据url进行下载的开始、暂停、继续、取消、重新开始、线程池配置、https证书配置、查询数据的记录数据、获得当前某个下载状态的数据：
开始一个下载任务我们可以通过三种方式来进行：
1、通过DownloadManager类的start(DownloadData downloadData, DownloadCallback downloadCallback)方法，data可以设置url、保存路径、文件名、子任务数量：
2、先执行DownloadManager类的setOnDownloadCallback(DownloadData downloadData, DownloadCallback downloadCallback)方法，绑定data和callback，再执行start(String url)方法。
3、链式调用，需要通过DUtil类来进行：例如
DUtil.init(mContext)
.url(url)
.path(Environment.getExternalStorageDirectory() + "/DUtil/")
.name(name.xxx)
.childTaskCount(3)
.build()
.start(callback);
start()方法会返回DownloadManager类的实例，如果你不关心返回值，使用DownloadManger.getInstance(context)同样可以得到DownloadManager类的实例，以便进行后续的暂停、继续、取消等操作。
关于callback可以使用DownloadCallback接口实现完整的回调：
new DownloadCallback() {
//开始
@Override
public void onStart(long currentSize, long totalSize, float progress) {
}
//下载中
@Override
public void onProgress(long currentSize, long totalSize, float progress) {
}
//暂停
@Override
public void onPause() {
}
//取消
@Override
public void onCancel() {
}
//下载完成
@Override
public void onFinish(File file) {
}
//等待
@Override
public void onWait() {
}
//下载出错
@Override
public void onError(String error) {
}
}
也可以使用SimpleDownloadCallback接口只实现需要的回调方法。
暂停下载中的任务：pause(String url)
继续暂停的任务：resume(String url)
ps：不支持断点续传的文件无法进行暂停和继续操作。
取消任务：cancel(String url)，可以取消下载中、或暂停的任务。
重新开始下载：restart(String url)，暂停、下载中、已取消、已完成的任务均可重新开始下载。
下载数据保存：destroy(String url)、destroy(String... urls)，如在Activity中直接下载，直接退出时可在onDestroy()方法中调用，以保存数据。
配置线程池：setTaskPoolSize(int corePoolSize, int maxPoolSize)，设置核心线程数以及总线程数。
配置okhttp证书：setCertificates(InputStream... certificates)
在数据库查询单个数据DownloadData getDbData(String url)，查询全部数据：List<DownloadData> getAllDbData()
ps：数据库不保存已下载完成的数据
获得下载队列中的某个文件数据：DownloadData getCurrentData(String url)
到这里基本的就介绍完了，更多的细节和具体的使用都在demo中，不合理的地方还请多多指教哦。
github地址：https://github.com/Othershe/DUtil
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