[疯狂Java]网络：URL、URLConnection-优快云博客

本文详细介绍了如何使用Java实现一个多线程下载工具，包括URL类解析、URLConnection类使用、HTTP请求设置及多线程并发下载过程。重点讨论了如何高效地利用多线程进行大文件下载，同时确保资源的有效管理和释放。

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1. URL类：

1) 其对象用来表示一个URL地址；

2) URL格式：protocol://host_name:port/resource_path?arg1=val1&arg2=val2...

3) 构造器：URL(String spec); // spce就是一个URL地址（字符串）

4) 通过URL提供的对象方法获取关于URL的信息：

i. String getProtocol(); // 返回protocol部分

ii. String getHost(); // 返回host_name部分

iii. int getPort(); // 返回port这个数字（整型）

iv. String getPath(); // 返回/resource_path，注意开头的/表示应用程序的环境根目录

v. String getQuery(); // 返回arg1=val1&arg2=val2...部分，即请求参数部分

vi. String getFile(); // 返回/resource_path到最后（包括中间的?），这里的file指的是资源，返回的是资源的完整名称，包括请求参数部分

！！以上方法对URL的解析完全就是基于字符串的，如果你传的URL是"www.xxx.com"，而你调用的是getProtocol则会抛出异常，因为你给的字符串中并没有协议部分！

！！因此URL给出的解析方法仅仅就是纯字符串层面上的解析，并不会像大多数浏览器那样可以智能解析，比如你在浏览器中只输入"www.xxx.com"就可以自动判断出该网站使用的通信协议，而在底层自动补齐缺少的URL部分；

5) URL的最重要的对象方法就是openConnection，用于和服务器建立连接：

i. 原型：URLConnection openConnection();

ii. 该方法会根据里面包装的URL地址（构造时传入的URL地址）和目标服务器建立连接，并返回表示该连接的句柄URLConnection对象；

iii. 该步骤就是三次握手协议的第一步，即建立连接（后面两步是请求、应答），但是其它什么都没做；

2. 使用URLConnection和服务器进行交流：

1) URLConnection类的对象表示本机与URL所引用的资源的远程连接的对象；

2) 获的了URLConnection连接句柄后只是完成了三次握手的第一步，即建立连接，但并没有发生实质的数据交流；

3) 但在进行数据交流之前通常应该先商量好一些前提，比如客户端能接受什么语言、什么编码，这次只交换什么类型的数据等等，这都需要在进行数据交换之前先商量好，这就需要设置请求条件了；

4) 设置请求条件：使用URLConnection提供的对象方法进行设置

i. void setConnectTimeout(int timeout); // 设置客户端等待响应时长（单位是毫秒）

ii. void setRequestMethod(String method); // 设置请求方式，只能是"GET"、"POST"、"TRACE"等字符串中之一，但必须是服务器端支持的，否则会抛出异常

iii. void setRequestProperty(String key, String value); // 设置请求属性（即标头中的键值对，在标头中格式是"key:value"），如果有多条属性那就多次调用该方法一条一条添加

！！只有设置完请求条件之后才能正常通信；

5) 通过connection向服务器端发送请求：还是调用URLConnection的对象方法完成，这里只介绍几种常用的方法

i. int getContentLength(); // 请求资源的大小（服务器返回URL定位的资源的大小）

ii. InputStream getInputStream(); // 请求远程资源的下载链接，返回的InputStream其实不在本地的内存中，而是在服务器端的内存中，但用起来跟平时使用的InputStream没有两样，Java在底层隐藏了这些细节，在调用其read方法时其实是从远程下载到本地

！！完整的一次上述方法的调用就是完成了三次握手的后两步（请求-响应）；

6) 实际使用的时候用的是URLConnection的实现类，URLConnection过于抽象，现实中进行网络通信都是要基于某种通信协议的，其中最常用的就是HTTP协议，因此用的最广泛的一个实现类就是HttpURLConnection了，前面讲的方法它都有，这里再补充一个HttpURLConnection独有的方法disconnect：

i. 原型：void HttpURLConnection.disconnect(); // 断开本次连接

ii. 每当完成一次完整的请求响应就应该及时关闭连接资源，这很重要，否则这些资源会一直占用内存，如果局部数据庞大会导致运行效率下降；

3. 示例：多线程下载工具

// DownUitl.java
public class DownUtil {
	private String url; // 目标资源的URL
	private String savePath; // 下载的文件保存在本机的位置
	private int threadNum; // 线程数
	private int resSize; // 资源的大小（字节）
	private DownThread[] threads; // 下载线程组
	
	public DownUtil(String url, String savePath, int threadNum) {
		this.url = url;
		this.savePath = savePath;
		this.threadNum = threadNum;
		
		threads = new DownThread[threadNum];
	}
	
	private static HttpURLConnection getConnection(String url) throws IOException {
		URL urlObj = new URL(url); // 创建URL对象
		HttpURLConnection conn = (HttpURLConnection)urlObj.openConnection(); // 建立Http连接
		conn.setConnectTimeout(5000); // 设置响应时间不超过5秒
		conn.setRequestMethod("GET"); // 请求方式为GET
		// 设置请求属性（标头中的内容）
		conn.setRequestProperty("Accept", // 设置请求端可以接受的资源类型（用MIME指定）
				"image/gif, image/jpeg, image/pjpeg, image/pjpeg, " +
				"application/x-shockwave-flash, application/xaml+xml, " +
				"application/vnd.ms-xpsdocument, application/x-ms-xbap, " +
				"application/x-ms-application, application/vnd.ms-excel, " +
				"application/vnd.ms-powerpoint, application/msword, */*");
		conn.setRequestProperty("Accept-Language", "zh-CN"); // 设置请求端可接受的编码
		conn.setRequestProperty("Charset", "UTF-8"); // 设置通信使用的字符集
		conn.setRequestProperty("Connection", "Keep-Alive"); // 要求连接不是一次性的，而是长时间保持
		
		return conn;
	}
	
	public void download() throws IOException {
		HttpURLConnection conn = getConnection(url);
		resSize = conn.getContentLength(); // 获取资源的大小（字节）
		conn.disconnect(); // 此次建立连接仅仅是为了获取resSize信息为后面的下载做准备，因此就先关闭连接
		
		int partSize = resSize / threadNum + 1; // 计算每条线程平均下载多少字节
		RandomAccessFile totalFile = new RandomAccessFile(savePath, "rw"); // 然后创建保存的文件
		totalFile.setLength(resSize); // 只预留空间，但先不下载东西进去，下载的工作留给线程处理
		totalFile.close(); // 仅仅创建一个文件，创建完就关掉
		
		for (int i = 0; i < threadNum; i++) {
		// 每个线程写的都是同一个文件，因此文件不能加锁（不同步）
		// 直接并发访问，只不过每条线程访问文件的不同部分，这些部分之间没有交集
		// 因此没关系
			
			int startPos = i * partSize; // 每个线程的起始下载点
			RandomAccessFile partFile = new RandomAccessFile(savePath, "rw"); // 获取文件句柄
			partFile.seek(startPos); // 定位到起始点
			threads[i] = new DownThread(i + 1, startPos, partSize, partFile); // 创建并启动线程
			threads[i].start();
		}
	}
	
	public double getCompleteRate() {
		int sum = 0;
		for (int i = 0; i < threadNum; i++) {
			sum += threads[i].getCompleted();
		}
		
		return sum * 100.0 / resSize;
	}
	
	private class DownThread extends Thread {
		private int threadNo;
		private int startPos;
		private int partSize;
		private RandomAccessFile partFile;
		
		private int completed; // 当前完成了多少字节
		
		public DownThread(int threadNo, int startPos, int partSize, RandomAccessFile partFile) {
			this.threadNo = threadNo;
			this.startPos = startPos;
			this.partSize = partSize;
			this.partFile = partFile;
			
			this.setName("Sub Thread " + this.threadNo);
		}
		
		public int getCompleted() {
			return completed;
		}

		@Override
		public void run() {
			// TODO Auto-generated method stub
			// super.run();
			try {
				System.out.println(getName() + " started!");
				
				HttpURLConnection conn = getConnection(url); // 获取连接
				InputStream is = conn.getInputStream(); // 获取远程资源的输入流
				is.skip(startPos); // 跳过startPos个字节，从自己负责的那部分开始下载
				
				byte[] buf = new byte[1024]; // 下载缓冲区
				int lenRead = 0; // 每次读取了多少个字节
				while (completed < partSize && (lenRead = is.read(buf)) != -1) {
					partFile.write(buf, 0, lenRead);
					completed += lenRead;
				} // 多处partSize的部分会被其他线程覆盖掉，没关系
				
				partFile.close(); // 关闭资源
				is.close();
			} catch (IOException e) {
				// TODO Auto-generated catch block
				e.printStackTrace();
			}
		}
	}
}

// Test.java
public class Test {

	public static void main(String[] args) throws IOException {
		// TODO Auto-generated method stub
		final DownUtil downUtil = new DownUtil("http://www.crazyit.org/"
				+ "attachments/month_1403/1403202355ff6cc9a4fbf6f14a.png"
				, "ios.png", 4);
		downUtil.download();
		
		Thread showComplete = new Thread(() -> { // 实时显示完成比例的线程放入后台
			while (true) {
				System.out.println(downUtil.getCompleteRate() + "% compeleted.");
				try {
					Thread.sleep(1000);
				} catch (Exception e) {
					// TODO Auto-generated catch block
					e.printStackTrace();
				}
			}
		}, "Complete Rate Thread");
		showComplete.setDaemon(true);
		showComplete.start();
	}

}

！！还可以基于上面的代码实现断点下载，只不过断点下载还需要一个配置文件，记录每次断开之前下载到了哪个位置；