Android下载文件（一）下载进度&断点续传
索引
- Android下载文件（一）下载进度&断点续传
- Android下载文件（二）多线程并发&断点续传（待续）
- Android下载文件（三）自定义进度条（待续）
- Android下载文件（四）任务信息持久化储存（待续）
- Android下载文件（五）IPC（待续）
- Android下载文件（六）XDownloader（待续）
前言
从接触Android开发至今也快两年了，一路走过来可以说是站在巨人的肩膀上前进，真的很感激为开源世界作出贡献的人。话说回来，搞了这么久的开发却一直在用别人的劳动成果也不是回事，所以我决定写几篇文章分享我对Android下载文件的理解，并在最后整合并开源一个框架，也是对我在Android之旅中的一个小小的总结。
注意：本人能力有限，如有错误、不合理、可优化的地方 请务必告知我!
实现效果
本节主要讲解Android下载文件的进度获取和断点续传，效果如下
录像-2017-09-17-00-45-57.gif
所需知识点
- volatile
- RandomAccessFile
- HttpURLConnection
- Handler
volatile
volatile是java中修饰变量的关键字，在这里重点讲下其特性，后面会用到。
如需深入理解请参考 《深入理解Java虚拟机》12.3.3 对于volatile型变量的特殊规则
1. 保证可见性
根据JVM内存模型得知，JVM将内存分为主内存与工作内存两个部分，所有的变量都存放在主内存中。而每条线程有自己的工作内存，其存放部分主存中变量的拷贝，线程对变量的操作必须在工作内存中完成，然后更新到主存中。
当一个共享变量被volatile修饰，它会保证修改的值立即更新到主存中，其他线程访问时会去主存中读取新的值。而普通的共享变量不能保证可见性，因为普通共享变量被修改之后，什么时候被写入主存是不确定的，当其他线程去读取时，此时主存中可能还是原来的旧值，因此无法保证可见性。
2. 禁止指令重排
当代码编译时JVM会对指令执行的顺序进行优化，但volatile不会，如下所示
//x、y为非volatile变量
//flag为volatile变量
x = 2; //语句1
y = 0; //语句2
flag = true; //语句3
x = 4; //语句4
y = -1; //语句5
语句3必定在语句1/2后执行，但语句1/2顺序不做保证，同理，语句3也必定在语句4/5前面执行，语句4/5执行的顺序也不做保证。
3. 非原子性
volatile变量是不保证原子性的，但是需要注意的是 volatile关键字对long/double类型的get/set操作保证了原子性，详见这里 。
HttpURLConnection
Android基本网络请求类，这个不必多说，接触过Android开发的同学也一定会了解，如果是Android新同学请点我 。至于为什么我用HttpURLConnection而不用OKhttp或者Retrofit，因为最终我会开源一个Android下载文件的框架，所以不做过多的外部依赖。
RandomAccessFile
这个类很特殊，虽然是java.io包下的，但是只实现了DataOutput, DataInput, Closeable这三个接口，唯一父类是Object。其功能是随机读写文件，换句话说就是可以在一个文件的任何位置读取或者写入。在本文中用它来实现文件下载的断点续传。
Handler
Android开发必然涉及到的东西，新同学请点我 。
准备好了，开始撸代码
1.首先下载文件需要下载链接/下载路径/文件名等属性，所以我们写一个JavaBean，这里用到了volatile关键字，详见注释
public class TaskInfo {
private String name;//文件名
private String path;//文件路径
private String url;//链接
private long contentLen;//文件总长度
/**
* 迄今为止java虚拟机都是以32位作为原子操作，而long与double为64位，当某线程
* 将long/double类型变量读到寄存器时需要两次32位的操作，如果在第一次32位操作
* 时变量值改变，其结果会发生错误，简而言之，long/double是非线程安全的，volatile
* 关键字修饰的long/double的get/set方法具有原子性。
*/
private volatile long completedLen;//已完成长度
getter/setter省略
2.下载文件需要在子线程中进行，所以我们写一个类，实现Runnable接口，方便任务的创建
public class DownloadRunnable implements Runnable {
private TaskInfo info;//下载信息JavaBean
private boolean isStop;//是否暂停
/**
* 构造器
* @param info 任务信息
*/
public DownloadRunnable(TaskInfo info) {
this.info = info;
}
/**
* 停止下载
*/
public void stop() {
isStop = true;
}
/**
* Runnable的run方法，进行文件下载
*/
@Override
public void run() {
HttpURLConnection conn;//http连接对象
BufferedInputStream bis;//缓冲输入流，从服务器获取
RandomAccessFile raf;//随机读写器，用于写入文件，实现断点续传
int len = 0;//每次读取的数组长度
byte[] buffer = new byte[1024 * 8];//流读写的缓冲区
try {
//通过文件路径和文件名实例化File
File file = new File(info.getPath() + info.getName());
//实例化RandomAccessFile，rwd模式
raf = new RandomAccessFile(file, "rwd");
conn = (HttpURLConnection) new URL(info.getUrl()).openConnection();
conn.setConnectTimeout(120000);//连接超时时间
conn.setReadTimeout(120000);//读取超时时间
conn.setRequestMethod("GET");//请求类型为GET
if (info.getContentLen() == 0) {//如果文件长度为0，说明是新任务需要从头下载
//获取文件长度
info.setContentLen(Long.parseLong(conn.getHeaderField("content-length")));
} else {//否则设置请求属性，请求制定范围的文件流
conn.setRequestProperty("Range", "bytes=" + info.getCompletedLen() + "-" + info.getContentLen());
}
raf.seek(info.getCompletedLen());//移动RandomAccessFile写入位置，从上次完成的位置开始
conn.connect();//连接
bis = new BufferedInputStream(conn.getInputStream());//获取输入流并且包装为缓冲流
//从流读取字节数组到缓冲区
while (!isStop && -1 != (len = bis.read(buffer))) {
//把字节数组写入到文件
raf.write(buffer, 0, len);
//更新任务信息中的完成的文件长度属性
info.setCompletedLen(info.getCompletedLen() + len);
}
if (len == -1) {//如果读取到文件末尾则下载完成
Log.i("tag", "下载完了");
} else {//否则下载系手动停止
Log.i("tag", "下载停止了");
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
Log.i("tag",e.toString());
}
}
}
3.任务开始/停止和进度回调
public class MainActivity3 extends AppCompatActivity {
private ProgressBar bar;//进度条
private TaskInfo info;//任务信息
private DownloadRunnable runnable;//下载任务
//用于更新进度的Handler
private Handler handler = new Handler(new Handler.Callback() {
@Override
public boolean handleMessage(Message msg) {
//使用Handler制造一个200毫秒为周期的循环
handler.sendEmptyMessageDelayed(1, 200);
//计算下载进度
int l = (int) ((float) info.getCompletedLen() / (float) info.getContentLen() * 100);
//设置进度条进度
bar.setProgress(l);
if (l>=100) {//当进度>=100时，取消Handler循环
handler.removeCallbacksAndMessages(null);
}
return true;
}
});
@Override
protected void onDestroy() {
//在Activity销毁时移除回调和msg，并置空，防止内存泄露
if(handler != null){
handler.removeCallbacksAndMessages(null);
handler = null;
}
super.onDestroy();
}
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main3);
//实例化任务信息对象
info = new TaskInfo("aa.apk"
, Environment.getExternalStorageDirectory().getAbsolutePath()
+ "/Download/"
, "https://download.alicdn.com/wireless/taobao4android/latest/702757.apk");
bar = (ProgressBar) findViewById(R.id.bar);
//设置进度条的最大值
bar.setMax(100);
}
/**
* 开始下载按钮监听
* @param view
*/
public void start(View view) {
//创建下载任务
runnable = new DownloadRunnable(info);
//开始下载任务
new Thread(runnable).start();
//开始Handler循环
handler.sendEmptyMessageDelayed(1, 200);
}
/**
* 停止下载按钮监听
* @param view
*/
public void stop(View view) {
//调用DownloadRunnable中的stop方法，停止下载
runnable.stop();
runnable = null;//强迫症，不用的对象手动置空
}
}
Q：为什么进度信息不用handler发送到主线程，而是直接从主内存中的TaskInfo获取下载进度？
A：单个线程任务确实可以用handler携带下载信息进行线程切换，但是我们过后会涉及到多线程下载，一个下载任务甚至可以达到128线程并发，这么多子线程“同时”向主线程传递消息，主线程压力太大会造成“掉帧”，也就是我们所说的卡顿，并且TaskInfo中所有属性的均具有原子性，不会出现线程安全问题。
Q：Handler是非静态的不会造成内存泄露吗？
A：不会，造成内存泄露的原因是Message持有Handler，Handler持有Activity，造成Message-Handler-Activity的引用链，导致在Activity销毁时无法被GC回收。但在Activity销毁时移除未处理的Message，这样就从源头上解决了内存泄露。
后记
再次强调，本人能力有限，难免有知识上的空缺或者疏漏，如有不足之处请告知！我会用业余时间继续更新，感谢您的阅读。
