學(xué)習(xí)C#實(shí)現(xiàn)HTTP協(xié)議：多線程文件傳輸
很多人都有過使用網(wǎng)絡(luò)螞蟻或網(wǎng)絡(luò)快車互聯(lián)網(wǎng)文件的經(jīng)歷，這些軟件的使用可以大大加速互聯(lián)網(wǎng)上文件的傳輸速度，減少文件傳輸?shù)臅r(shí)間。這些軟件為什么有如此大的魔力呢？其主要原因是這些軟件都采用了多線程下載和斷點(diǎn)續(xù)傳技術(shù)。如果我們自己來編寫一個(gè)類似這樣的程序，也能夠快速的在互聯(lián)網(wǎng)上下載文件，那一定是非常愉快的事情。下面我就講一講如何利用C#語言編寫一個(gè)支持多線程下載文件的程序，你會(huì)看到利用C#語言編寫網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序是多么的容易，從中也能體會(huì)到C#語言中強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能。
首先介紹一下HTTP協(xié)議， HTTP亦即Hpyer Text Transfer Protocal的縮寫，它是現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)上最重要的一種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，超文本傳輸協(xié)議位于TCP/IP協(xié)議的應(yīng)用層，是一個(gè)面向無連接、簡單、快速的C/S結(jié)構(gòu)的協(xié)議。HTTP的工作過程大體上分連接、請(qǐng)求、響應(yīng)和斷開連接四個(gè)步驟。C#語言對(duì)HTTP協(xié)議提供了良好的支持，在類庫中提供了WebRequest和WebResponse類，這兩個(gè)類都包含在System.Net命名空間中，利用這兩個(gè)類可以實(shí)現(xiàn)很多高級(jí)的網(wǎng)絡(luò)功能，本文中多線程文件下載就是利用這兩個(gè)類實(shí)現(xiàn)的。 WebRequest和WebResponse都是抽象基類，因此在程序中不能直接作為對(duì)象使用，必須被繼承，實(shí)際使用中，可根據(jù)URI參數(shù)中的URI前綴選用它們合適的子類，對(duì)于HTTP這類URI,HttpWebRequest和HttpWebResponse類可以用于處理客戶程序同WEB服務(wù)器之間的HTTP通訊。
HttpWebRequest類實(shí)現(xiàn)了很多通過HTTP訪問WEB服務(wù)器上文件的高級(jí)功能。HttpWebRequest類對(duì)WebRequest中定義的屬性和方法提供支持，HttpWebRequest將發(fā)送到Internet資源的公共 HTTP標(biāo)頭的值公開為屬性，由方法或系統(tǒng)設(shè)置，常用的由屬性或方法設(shè)置的HTTP標(biāo)頭為：接受, 由Accept屬性設(shè)置, 連接, 由Connection屬性和KeepAlive屬性設(shè)置, Content-Length, 由ContentLength屬性設(shè)置, Content-Type, 由ContentType屬性設(shè)置, 范圍, 由AddRange方法設(shè)置. 實(shí)際使用中是將標(biāo)頭信息正確設(shè)置后,傳遞到WEB服務(wù)器,WEB服務(wù)器根據(jù)要求作出回應(yīng)。
HttpWebResponse類繼承自WebResponse類，專門處理從WEB服務(wù)器返回的HTTP響應(yīng)，這個(gè)類實(shí)現(xiàn)了很多方法，具有很多屬性，可以全面處理接收到的互聯(lián)網(wǎng)信息。在HttpWebResponse類中，對(duì)于大多數(shù)通用的HTTP標(biāo)頭字段，都有獨(dú)立的屬性與其對(duì)應(yīng)，程序員可以通過這些屬性方便的訪問位于HTTP接收?qǐng)?bào)文標(biāo)頭字段中的信息，本例中用到的HttpWebResponse類屬性為：ContentLength 既接收內(nèi)容的長度。
有了以上的了解后，下面看看這兩個(gè)類的用法，要?jiǎng)?chuàng)建HttpWebRequest對(duì)象，不要直接使用HttpWebRequest的構(gòu)造函數(shù)，而要使用WebRequest.Create方法初始化一個(gè)HttpWebRequest實(shí)例，如：
- HttpWebRequest hwr=(HttpWebRequest)WebRequest.Create(http://www.163.com/);
創(chuàng)建了這個(gè)對(duì)象后，就可以通過HttpWebRequest屬性，設(shè)置很多HTTP標(biāo)頭字段的內(nèi)容,如hwr.AddRange(100,1000);設(shè)置接收對(duì)象的范圍為100-1000字節(jié)。
HttpWebReques對(duì)象使用GetResponse()方法時(shí)，會(huì)返回一個(gè)HttpWebResponse對(duì)象，為提出HTTP返回報(bào)文信息，需要使用HttpWebResponse的GetResponseStream()方法，該方法返回一個(gè)Stream對(duì)象，可以讀取HTTP返回的報(bào)文，如：首先定義一個(gè)Strean 對(duì)象 public System.IO.Stream ns; 然后 ns=hwr.GetResponse ().GetResponseStream ();即可創(chuàng)建Stream對(duì)象。有了以上的準(zhǔn)備知識(shí)后下面開始設(shè)計(jì)我們的多線程互聯(lián)網(wǎng)文件的下載程序，首先打開.Net集成開發(fā)環(huán)境，選擇“文件”、“新建”、“項(xiàng)目”，然后選擇“Visual C#項(xiàng)目”，在向?qū)в疫吜斜砜蛑羞x中“Windows應(yīng)用程序”，輸入項(xiàng)目名稱，如本例為：httpftp,然后選擇“確定”按鈕，向?qū)ё詣?dòng)生成了一個(gè) Windows應(yīng)用程序項(xiàng)目。首先打開窗口設(shè)計(jì)器設(shè)計(jì)應(yīng)用程序窗口，增加如下控件：
一個(gè)列表框 listBox1 三個(gè)文本標(biāo)簽 label1-label3 三個(gè)文本框 textBox1-textBox3 一個(gè)開始接收按鈕 button1 設(shè)計(jì)好的窗口如下圖：
控件定義代碼是：
- 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;
打開Form1的代碼編輯器，增加如下的命名空間：
- using System.Net;//網(wǎng)絡(luò)功能
- using System.IO;//流支持
- using System.Threading ;//線程支持
增加如下的程序變量：
- public bool[] threadw; //每個(gè)線程結(jié)束標(biāo)志
- public string[] filenamew;//每個(gè)線程接收文件的文件名
- public int[] filestartw;//每個(gè)線程接收文件的起始位置
- public int[] filesizew;//每個(gè)線程接收文件的大小
- public string strurl;//接受文件的URL
- public bool hb;//文件合并標(biāo)志
- public int thread;//進(jìn)程數(shù)
定義一個(gè)HttpFile類，用于管理接收線程，其代碼如下：
- public class HttpFile
- {
- public Form1 formm;
- public int threadh;//線程代號(hào)
- 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;//接收緩沖區(qū)
- public int nreadsize;//接收字節(jié)數(shù)
- public HttpFile(Form1 form,int thread)//構(gòu)造方法
- {
- formm=form;
- threadh=thread;
- }
- ~HttpFile()//析構(gòu)方法
- {
- formm.Dispose ();
- }
- public void receive()//接收線程
- {
- filename=formm.filenamew[threadh];
- strUrl=formm.strurl;
- ns=null;
- nbytes= new byte[512];
- nreadsize=0;
- formm.listBox1 .Items .Add ("線程"+threadh.ToString ()+"開始接收");
- 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長度
- request.AddRange(formm.filestartw [threadh],
- formm.filestartw [threadh]+formm.filesizew [threadh]);
- ns=request.GetResponse ().GetResponseStream ();//獲得接收流
- nreadsize=ns.Read (nbytes,0,512);
- while (nreadsize>0)
- {
- fs.Write (nbytes,0,nreadsize);
- nreadsize=ns.Read (nbytes,0,512);
- formm.listBox1 .Items .Add ("線程"+threadh.ToString ()+"正在接收");
- }
- fs.Close();
- ns.Close ();
- }
- catch (Exception er)
- {
- MessageBox.Show (er.Message );
- fs.Close();
- }
- formm.listBox1 .Items.Add ("進(jìn)程"+threadh.ToString ()+"接收完畢!");
- formm.threadw[threadh]=true;
- }
- }
該類和Form1類處于統(tǒng)一命名空間，但不包含在Form1類中。下面定義“開始接收”按鈕控件的事件響應(yīng)函數(shù)：
- private void button1_Click(object sender, System.EventArgs e)
- {
- DateTime dt=DateTime.Now;//開始接收時(shí)間
- textBox1.Text =dt.ToString ();
- strurl=textBox2.Text .Trim ().ToString ();
- HttpWebRequest request;
- long filesize=0;
- try
- {
- request=(HttpWebRequest)HttpWebRequest.Create (strurl);
- filesize=request.GetResponse ().ContentLength;//取得目標(biāo)文件的長度
- request.Abort ();
- }
- catch (Exception er)
- {
- MessageBox.Show (er.Message );
- }
- // 接收線程數(shù)
- thread=Convert.ToInt32 (textBox4.Text .Trim().ToString (),10);
- //根據(jù)線程數(shù)初始化數(shù)組
- threadw=new bool [thread];
- filenamew=new string [thread];
- filestartw=new int [thread];
- filesizew=new int[thread];
- //計(jì)算每個(gè)線程應(yīng)該接收文件的大小
- int filethread=(int)filesize/thread;//平均分配
- int filethreade=filethread+(int)filesize%thread;//剩余部分由最后一個(gè)線程完成
- //為數(shù)組賦值
- for (int i=0;i< thread;i++)
- {
- threadw[i]=false;//每個(gè)線程狀態(tài)的初始值為假
- filenamew[i]=i.ToString ()+".dat";//每個(gè)線程接收文件的臨時(shí)文件名
- if (i< thread-1)
- {
- filestartw[i]=filethread*i;//每個(gè)線程接收文件的起始點(diǎn)
- filesizew[i]=filethread-1;//每個(gè)線程接收文件的長度
- }
- else
- {
- filestartw[i]=filethread*i;
- filesizew[i]=filethreade-1;
- }
- }
- //定義線程數(shù)組，啟動(dòng)接收線程
- 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 ();
- }
- //啟動(dòng)合并各線程接收的文件線程
- Thread hbth=new Thread (new ThreadStart (hbfile));
- hbth.Start ();
- }
合并文件的線程hbfile定義在Form1類中,定義如下：
- public void hbfile()
- {
- while (true)//等待
- {
- hb=true;
- for (int i=0;i< thread;i++)
- {
- if (threadw[i]==false)//有未結(jié)束線程，等待
- {
- hb=false;
- Thread.Sleep (100);
- break;
- }
- }
- if (hb==true)//所有線程均已結(jié)束，停止等待，
- {
- break;
- }
- }
- FileStream fs;//開始合并
- 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 ();//結(jié)束時(shí)間
- MessageBox.Show ("接收完畢!!!");
- }
至此，一個(gè)多線程下載文件的程序就大功告成了，注意在輸入本地文件名時(shí)，應(yīng)按如下格式輸入：“c:\\test\\httpftp\\bin \\d.htm”，因”\”后的字符在C#中是轉(zhuǎn)義字符，線程數(shù)并非越大越好，一般5個(gè)線程就可以了，該程序在Visual Studio.Net 2002開發(fā)環(huán)境及Windows xp 上通過。
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