面试专题:什么是 TCP 断点续传?如何实现断点续传?

2024-01-28 13:33:37 浏览数 (1)

什么是断点续传

首先,为什么要写这篇文章来讲解断点续传呢?

原因1:面试的时候,被问到过,正常面试题是问介绍一下文件上传,但是如果问到上传过程中,网络中断怎么处理呢?

原因2:其实在实际项目中,断点续传也是要维护好的,用户上传文件不能一次上传好,可能上传一半停止了,换个网络继续上传。

断点续传:指的是在下载或上传时,如果碰到网络故障,可以从已经上传或下载的部分开始继续上传下载以后未上传下载的部分,而没有必要重头开始上传下载。本文将通过简单案例代码,来介绍什么如何实现断点续传。

如何实现断点续传

断点续传实现思路:将大文件均分成几块后,每个线程分别处理一块数据的读取和写入。每次写入都要更新记录的日志文件,断网或暂定后重新开始传输时,根据日志文件的信息,可以接着读取写入数据,不用重头开始传输。所以在实现 TCP 断点续传时,需要考虑以下几个方面:

  • 文件分块:将文件分成多个固定大小的数据块,以便于传输和处理。
  • 发送文件信息:在发送文件之前,需要先发送文件的基本信息,例如文件名、文件大小、文件块数等。
  • 发送文件块:按顺序发送文件的每个数据块,并记录已发送的块数。
  • 接收文件信息:在接收文件之前,需要先接收文件的基本信息,并根据信息创建文件。
  • 接收文件块:按顺序接收文件的每个数据块,并将其写入文件。
  • 断点续传:在发送或接收文件时,如果出现错误或中断,需要记录已发送或接收的数据块,以便在下次传输时进行断点续传。

废话不多说,直接上代码,接下使用 Java 语言实现来模拟文件上传,下载,并且中间可能出现断网或者异常情况,导致上传失败。

代码语言:java复制
import java.io.*;  
import java.net.*;  
  
public class TCPResumableTransfer {  
    private static final int TIMEOUT = 5000; // 超时时间(单位:毫秒)  
    private static final int BUFFER_SIZE = 1024; // 缓冲区大小(单位:字节)  
    private static final String FILE_PATH = "test.txt"; // 文件路径  
    private static final String SERVER_IP = "127.0.0.1"; // 服务器IP地址  
    private static final int SERVER_PORT = 8000; // 服务器端口号  
    private static final int PARTITION_SIZE = 1024 * 1024; // 分区大小(单位:字节)  
    private static final Random RANDOM = new Random(); // 随机数生成器  
  
    public static void main(String[] args) throws IOException {  
        // 创建Socket连接  
        Socket socket = new Socket(SERVER_IP, SERVER_PORT);  
        OutputStream out = socket.getOutputStream();  
        InputStream in = socket.getInputStream();  
        byte[] buffer = new byte[BUFFER_SIZE];  
        FileInputStream fileIn = new FileInputStream(FILE_PATH);  
        BufferedInputStream bufferedIn = new BufferedInputStream(fileIn);  
        long offset = 0; // 记录已传输的数据量  
        int bytesRead;  
        while ((bytesRead = bufferedIn.read(buffer)) != -1) {  
            out.write(buffer, 0, bytesRead); // 发送数据到服务器  
            out.flush(); // 刷新输出流,确保数据被发送出去  
            offset  = bytesRead; // 更新已传输的数据量  
            if (isNetworkInterrupted()) { // 检查网络是否中断  
                System.out.println("网络中断..."); // 网络中断,开始断点续传  
                byte[] tempBuffer = new byte[bytesRead]; // 创建临时缓冲区,存储已传输的数据  
                fileIn.read(tempBuffer); // 从文件中读取已传输的数据到临时缓冲区  
                out.write(tempBuffer, 0, bytesRead); // 将已传输的数据发送到服务器  
                out.flush(); // 刷新输出流,确保数据被发送出去  
                bufferedIn.close(); // 关闭输入流,准备重新读取文件数据  
                fileIn = new FileInputStream(FILE_PATH); // 重新打开文件输入流,从断点处继续读取数据  
                bufferedIn = new BufferedInputStream(fileIn); // 创建新的缓冲区输入流,准备接收数据  
            } else {  
                out.write(buffer, 0, BUFFER_SIZE); // 如果网络正常,继续发送数据到服务器  
            }  
        }  
        bufferedIn.close(); // 关闭输入流和输出流,释放资源  
    }  
      
    // 检查网络是否中断的方法,需要根据实际情况实现  
    private static boolean isNetworkInterrupted() {  
        // TODO: 在这里实现网络中断的检查逻辑  
        return false; // 默认情况下,网络是畅通的,不中断  
    }  
}

这段代码,定义TCPResumableTransfer,主要是通过Socket连接与服务器进行通信,将文件数据分块传输到服务器。在传输过程中,检查网络是否中断,并在必要时从断点处重新开始传输,如果网络问题导致文件不发继续传输,就创建临时缓冲区,存储已传输的数据,下次网络良好的时候,继续传输。代码还包含一些异常处理逻辑和资源管理机制,以确保数据的可靠传输和资源的正确释放。在isNetworkInterrupted这个方法,就是模拟网络不加,在实际业务中可以在在这个方法检查用户网络情况。

总结

在实际应用中,我们还需要考虑断点续传的实现。当网络出现故障时,我们需要记录已发送或接收的数据块,以便在下次传输时进行断点续传。这可以通过在发送和接收文件时记录已处理的数据块数来实现。总之,实现 TCP 断点续传需要考虑文件分块、发送和接收文件信息、发送和接收文件块以及断点续传等方面。在实际应用中,我们还需要考虑异常处理和断点续传的实现。

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