多线程下载

很多人都有过使用网络蚂蚁或网络快车软件下载互联网文件的经历，这些软件的使用可以大大加速互联网上文件的传输速度，减少文件传输的时间。这些软件为什么 有如此大的魔力呢？其主要原因是这些软件都采用了多线程下载和断点续传技术。如果我们自己来编写一个类似这样的程序，也能够快速的在互联网上下载文件，那 一定是非常愉快的事情。下面我就讲一讲如何利用C#语言编写一个支持多线程下载文件的程序，你会看到利用C#语言编写网络应程序是多么的容易，从中也能体 会到C#语言中强大的网络功能。

    首先介绍一下HTTP协议，HTTP亦即Hpyer Text Transfer Protocal的缩写，它是现代互联网上最重要的一种网络协议，超文本传输协议位于TCP/IP协议的应用层，是一个面向无连接、简单、快速的C/S结 构的协议。HTTP的工作过程大体上分连接、请求、响应和断开连接四个步骤。C#语言对HTTP协议提供了良好的支持，在.NET类库中提供了 WebRequest和WebResponse类，这两个类都包含在System.Net命名空间中，利用这两个类可以实现很多高级的网络功能，本文中多 线程文件下载就是利用这两个类实现的。 WebRequest和WebResponse都是抽象基类，因此在程序中不能直接作为对象使用，必须被继承，实际使用中，可根据URI参数中的URI前 缀选用它们合适的子类，对于HTTP这类URI,HttpWebRequest和HttpWebResponse类可以用于处理客户程序同WEB服务器之 间的HTTP通讯。

    HttpWebRequest类实现了很多通过HTTP访问WEB服务器上文件的高级功能。HttpWebRequest类对WebRequest中定义 的属性和方法提供支持，HttpWebRequest将发送到Internet资源的公共HTTP标头的值公开为属性，由方法或系统设置，常用的由属性或 方法设置的HTTP标头为：接受, 由Accept属性设置, 连接, 由Connection属性和KeepAlive属性设置, Content-Length, 由ContentLength属性设置, Content-Type, 由ContentType属性设置, 范围, 由AddRange方法设置. 实际使用中是将标头信息正确设置后,传递到WEB服务器,WEB服务器根据要求作出回应。

    HttpWebResponse类继承自WebResponse类，专门处理从WEB服务器返回的HTTP响应，这个类实现了很多方法，具有很多属性，可 以全面处理接收到的互联网信息。在HttpWebResponse类中，对于大多数通用的HTTP标头字段，都有独立的属性与其对应，程序员可以通过这些 属性方便的访问位于HTTP接收报文标头字段中的信息，本例中用到的HttpWebResponse类属性为：ContentLength 既接收内容的长度。

    有了以上的了解后，下面看看这两个类的用法，要创建HttpWebRequest对象，不要直接使用HttpWebRequest的构造函数，而要使用WebRequest.Create方法初始化一个HttpWebRequest实例，如：

HttpWebRequest hwr=(HttpWebRequest)WebRequest.Create(http://www.163.com/); 

创建了这个对象后，就可以通过HttpWebRequest属性，设置很多HTTP标头字段的内容,如hwr.AddRange(100,1000);设置接收对象的范围为100-1000字节。

    HttpWebReques对象使用GetResponse()方法时，会返回一个HttpWebResponse对象，为提出HTTP返回报文信息，需 要使用HttpWebResponse的GetResponseStream()方法，该方法返回一个Stream对象，可以读取HTTP返回的报文， 如：首先定义一个Strean 对象 public System.IO.Stream ns; 然后 ns=hwr.GetResponse ().GetResponseStream ();即可创建Stream对象。   控件定义代码是：

  
    

   
     
   
   
     public
   
      System.Windows.Forms.ListBox listBox1;
 
   
     private
   
      System.Windows.Forms.Label label1;
 
   
     private
   
      System.Windows.Forms.TextBox textBox1
 
   
     private
   
      System.Windows.Forms.Button button1;
 
   
     private
   
      System.Windows.Forms.Label label2;
 
   
     private
   
      System.Windows.Forms.TextBox textBox2;
 
   
     private
   
      System.Windows.Forms.Label label3;
 
   
     private
   
      System.Windows.Forms.TextBox textBox3;
 
   
     private
   
      System.Windows.Forms.Label label4;
 
   
     private
   
      System.Windows.Forms.TextBox textBox4; 
  
    

    打开Form1的代码编辑器，增加如下的命名空间：

  
    

   
     
   
   
     using
   
      System.Net;
   
     //
   
     网络功能 
   
      
   
     using
   
      System.IO;
   
     //
   
     流支持 
   
      
   
     using
   
      System.Threading ;
   
     //
   
     线程支持 
  
    

    增加如下的程序变量：

 
   

  
    
  
  
    public
  
     
  
    bool
  
    [] threadw; 
  
    //
  
    每个线程结束标志 
  
     
  
    public
  
     
  
    string
  
    [] filenamew;
  
    //
  
    每个线程接收文件的文件名 
  
     
  
    public
  
     
  
    int
  
    [] filestartw;
  
    //
  
    每个线程接收文件的起始位置 
  
     
  
    public
  
     
  
    int
  
    [] filesizew;
  
    //
  
    每个线程接收文件的大小 
  
     
  
    public
  
     
  
    string
  
     strurl;
  
    //
  
    接受文件的URL 
  
     
  
    public
  
     
  
    bool
  
     hb;
  
    //
  
    文件合并标志 
  
     
  
    public
  
     
  
    int
  
     thread;
  
    //
  
    进程数
 
   

  合并文件的线程hbfile定义在Form1类中,定义如下：

 
   

  
    
  
  
    public
  
     
  
    void
  
     hbfile()
 
  
    ...
  
    {
 　while (true)//等待  　...{
 　　hb=true;
 　　for (int i=0;i<thread;i++)
 　　...{
 　　　if (threadw[i]==false)//有未结束线程，等待  　　　...{
 　　　　hb=false;
 　　　　Thread.Sleep (100);
 　　　　break;
 　　　} 　　} 　　if (hb==true)//所有线程均已结束，停止等待，  　　...{
 　　　break;
 　　} 　} 　FileStream fs;//开始合并  　FileStream fstemp;
 　int readfile;
 　byte[] bytes=new byte[512];
 　fs=new FileStream (textBox3.Text .Trim ().ToString (),System.IO.FileMode.Create);
 　for (int k=0;k<thread;k++)
 　...{
 　　fstemp=new FileStream (filenamew[k],System.IO.FileMode .Open);
 　　while (true)
 　　...{
 　　　readfile=fstemp.Read (bytes,0,512);
 　　　if (readfile>0)
 　　　...{
 　　　　fs.Write (bytes,0,readfile);
 　　　} 　　　else 　　　...{
 　　　　break;
 　　　} 　　} 　　fstemp.Close ();
 　} 　fs.Close ();
 　DateTime dt=DateTime.Now;
 　textBox1.Text =dt.ToString ();//结束时间  　MessageBox.Show ("接收完毕!!!");
 }
  
     
 
   

该类和Form1类处于统一命名空间，但不包含在Form1类中。下面定义“开始接收”按钮控件的事件响应函数：

  
    

   
     
   
   
     private
   
      
   
     void
   
      button1_Click(
   
     object
   
      sender, System.EventArgs e)
 
   
     ...
   
     {
 　DateTime dt=DateTime.Now;//开始接收时间  　textBox1.Text =dt.ToString ();
 　strurl=textBox2.Text .Trim ().ToString ();
 　HttpWebRequest request;
 　long filesize=0;
 　try 　...{
 　　request=(HttpWebRequest)HttpWebRequest.Create (strurl);
 　　filesize=request.GetResponse ().ContentLength;//取得目标文件的长度  　　request.Abort ();
 　} 　catch (Exception er)
 　...{
 　　MessageBox.Show (er.Message );
 　} 　// 接收线程数  　thread=Convert.ToInt32 (textBox4.Text .Trim().ToString (),10);
 　//根据线程数初始化数组  　threadw=new bool [thread];
 　filenamew=new string [thread];
 　filestartw=new int [thread];
 　filesizew=new int[thread];
 
 　//计算每个线程应该接收文件的大小  　int filethread=(int)filesize/thread;//平均分配  　int filethreade=filethread+(int)filesize%thread;//剩余部分由最后一个线程完成
 　//为数组赋值  　for (int i=0;i<thread;i++)
 　...{
 　　threadw[i]=false;//每个线程状态的初始值为假  　　filenamew[i]=i.ToString ()+".dat";//每个线程接收文件的临时文件名  　　if (i<thread-1)
 　　...{
 　　　filestartw[i]=filethread*i;//每个线程接收文件的起始点  　　　filesizew[i]=filethread-1;//每个线程接收文件的长度  　　} 　　else 　　...{
 　　　filestartw[i]=filethread*i;
 　　　filesizew[i]=filethreade-1;
 　　} 　} 　//定义线程数组，启动接收线程  　Thread[] threadk=new Thread [thread];
 　HttpFile[] httpfile=new HttpFile [thread];
 　for (int j=0;j<thread;j++)
 　...{
 　　httpfile[j]=new HttpFile(this,j);
 　　threadk[j]=new Thread(new ThreadStart (httpfile[j].receive ));
 　　threadk[j].Start ();
 　} 　//启动合并各线程接收的文件线程  　Thread hbth=new Thread (new ThreadStart (hbfile));
 　hbth.Start ();
 }
   
      
  
    

定义一个HttpFile类，用于管理接收线程，其代码如下：

  
    

   
     
   
   
     public
   
      
   
     class
   
      HttpFile
 
   
     ...
   
     {
  public Form1 formm;
  public int threadh;//线程代号   public string filename;//文件名   public string strUrl;//接收文件的URL   public FileStream fs;
  public HttpWebRequest request;
  public System.IO.Stream ns;
  public byte[] nbytes;//接收缓冲区   public int nreadsize;//接收字节数   public HttpFile(Form1 form,int thread)//构造方法   ...{
  formm=form;
  threadh=thread;
  }  ~HttpFile()//析构方法   ...{
  formm.Dispose ();
  }  public void receive()//接收线程   ...{
  filename=formm.filenamew[threadh];
  strUrl=formm.strurl;
  ns=null;
  nbytes= new byte[512];
  nreadsize=0;
  formm.listBox1 .Items .Add ("线程"+threadh.ToString ()+"开始接收");
  fs=new FileStream (filename,System.IO.FileMode.Create);
  try  ...{
  request=(HttpWebRequest)HttpWebRequest.Create (strUrl);
  //接收的起始位置及接收的长度   request.AddRange(formm.filestartw [threadh],
  formm.filestartw [threadh]+formm.filesizew [threadh]);
  ns=request.GetResponse ().GetResponseStream ();//获得接收流   nreadsize=ns.Read (nbytes,0,512);
  while (nreadsize>0)
  ...{
  fs.Write (nbytes,0,nreadsize);
  nreadsize=ns.Read (nbytes,0,512);
  formm.listBox1 .Items .Add ("线程"+threadh.ToString ()+"正在接收");
  }  fs.Close();
  ns.Close ();
  }  catch (Exception er)
  ...{
  MessageBox.Show (er.Message );
  fs.Close();
  }  formm.listBox1 .Items.Add ("进程"+threadh.ToString ()+"接收完毕!");
  formm.threadw[threadh]=true;
  } }