Android 网络交互之下载断点续传

一、概述

1.概念

断点续传主要用于下载，本文也主要讲述下载时的断点续传的逻辑思路。顾名思义，断点续传就是下载从中断的地方继续下载，一般是因为暂停或者网络故障导致的下载中断，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，而不去从头开始下载，这样可以节省时间，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，万一线路中断或者出现其他的情况，如果不具备断点续传的功能，那么就只能从头重传，此时如果能从断线的地方继续传输，这样不仅能够减轻用户的烦恼，也能减少网络的负担。

 二、关键Header参数：Range & Content-Range

HTTP1.1 协议支持获取文件的部分内容，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，客户端发请求时对应的是 Range ，服务器端响应时对应的是 Content-Range。

1.Range

用于请求头中，指定第一个字节的位置和最后一个字节的位置，一般格式：

Range:(unit=first byte pos)-[last byte pos]

Range 头部的格式有以下几种情况：

Range: bytes=0-499 表示第 0-499 字节范围的内容 
Range: bytes=500-999 表示第 500-999 字节范围的内容 
Range: bytes=-500 表示最后 500 字节的内容 
Range: bytes=500- 表示从第 500 字节开始到文件结束部分的内容 
Range: bytes=0-0,-1 表示第一个和最后一个字节 
Range: bytes=500-600,601-999 同时指定几个范围

2.Content-Range

用于响应头中，在发出带 Range 的请求后，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：

Content-Range: bytes (unit first byte pos) - [last byte pos]/[entity legth]

例如：

Content-Range: bytes 0-499/22400

0－499 是指当前发送的数据的范围，而 22400 则是文件的总大小。

而在响应完成后，返回的响应头内容也不同：

HTTP/1.1 200 Ok（不使用断点续传方式） 
HTTP/1.1 206 Partial Content（使用断点续传方式）

三、断点续传之增强校验

在实际的使用中，会出现一种情况，就是终端发起请求的时候，URL对应的文件内容已经发生变化，此时续传的数据肯定是错误的，那么如何解决这个问题？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，比如实现 Last-Modified 来标识文件的最后修改时间，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，可以使用 ETag 头来放置文件的唯一标识。

1. Last-Modified

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

2. Etag

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

为此，HTTP/1.1 引入了 Etag。Etag 仅仅是一个和文件相关的标记，可以是一个版本标记，例如：v1.0.0；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，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，如果实体未改变，服务器发送客户端丢失的部分，否则发送整个实体。一般格式：

If-Range: Etag | HTTP-Date

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

例如：

If-Range: “627-4d648041f6b80” 
If-Range: Fri, 22 Feb 2013 03:45:02 GMT

If-Range 必须与 Range 配套使用。如果请求报文中没有 Range，那么 If-Range 就会被忽略。如果服务器不支持 If-Range，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，即没有发生变化，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，那么应答报文的状态码为 200。

用于校验的其他 HTTP 头信息：If-Match/If-None-Match、If-Modified-Since/If-Unmodified-Since。

四、断点续传之Etag原理

Etag 由服务器端生成，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：

第一次请求：

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

第二次请求（断点续传）：

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

五、检测服务器是否支持断点续传

一般使用curl命令行就可以检测出来：

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