用 C# 实现 HTTP 协议下的多线程文件传输
本文内容
- 环境
- WebRequest/WebResponse 和 HttpWebRequest/HttpWebResponse
- 演示
环境
- 开发工具：VS 2010 .net Framework 4.0
- 系统环境：Microsoft Windows 7
WebRequest/WebResponse 和 HttpWebRequest/HttpWebResponse
System.Net 命名空间为当前网络使用的多种协议提供了简单的编程接口。WebRequest 和 WebResponse 类形成了所谓的可插接式协议的基础，可插接式协议是网络服务的一种实现，它使您能够开发使用 Internet 资源的应用程序，而不必考虑各种不同协议的具体细节。
- WebRequest 类
WebRequest 类发出对统一资源标识符（Uniform Resource Identifier，URI）的请求。它是一个抽象类。WebRequest 是 .NET Framework 的请求/响应模型的 abstract 基类，用于访问 Internet 数据。使用该请求/响应模型的应用程序可以用协议不可知的方式从 Internet 请求数据，在这种方式下，应用程序处理 WebRequest 类的实例，而协议特定的子类则执行请求的具体细节。请求从应用程序发送到某个特定的 URI，如服务器上的网页。URI 从一个为应用程序注册的 WebRequest 子代列表中确定要创建的适当子类。注册 WebRequest 子代通常是为了处理某个特定的协议（如 HTTP 或 FTP），但是也可以注册它以处理对特定服务器或服务器上路径的请求。
- WebResponse 类
WebResponse类提供来自统一资源标识符（URI）的响应。它是一个抽象类。WebResponse 类是 abstract 基类，协议特定的响应类从该抽象基类派生。应用程序可以使用 WebResponse 类的实例以协议不可知的方式参与请求和响应事务，WebResponse 派生的协议特定的类携带请求的详细信息。客户端应用程序不直接创建 WebResponse 对象；而是调用 WebRequest 实例的 GetResponse 方法来创建。
- HttpWebRequest 类
HttpWebRequest 类提供 WebRequest 类的 HTTP 特定的实现。HttpWebRequest 类对 WebRequest 中定义的属性和方法提供支持，也对用户直接与 HTTP 服务器交互的附加属性和方法提供支持。不要使用 HttpWebRequest 构造函数。使用 WebRequest.Create 方法初始化新的 HttpWebRequest 对象。如果 URI 的方案是 http:// 或 https://，则 Create 返回 HttpWebRequest 对象。GetResponse 方法向 RequestUri 属性中指定的资源发出同步请求，并返回包含该响应的 HttpWebResponse。可以使用 BeginGetResponse 和 EndGetResponse 方法对资源发出异步请求。当要向资源发送数据时，GetRequestStream 方法返回用于发送数据的 Stream 对象。BeginGetRequestStream 和 EndGetRequestStream 方法提供对发送数据流的异步访问。对于使用 HttpWebRequest 的客户端验证身份，客户端证书必须安装在当前用户的“我的证书”存储区中。
- HttpWebResponse 类
HttpWebResponse 类提供 WebResponse 类的 HTTP 特定的实现。
此类包含对 WebResponse 类中的属性和方法的 HTTP 特定用法的支持。HttpWebResponse 类用于生成发送 HTTP 请求和接收 HTTP 响应的 HTTP 独立客户端应用程序。
说明：不要混淆 HttpWebResponse 和 HttpResponse 类；后者用于 ASP.NET 应用程序，而且它的方法和属性是通过 ASP.NET 的内部 Response 对象公开的。
决不要直接创建 HttpWebResponse 类的实例。而应当使用通过调用 HttpWebRequest.GetResponse 所返回的实例。您必须调用 Stream.Close 方法或 HttpWebResponse.Close 方法来关闭响应并将连接释放出来供重用。不必同时调用 Stream.Close 和 HttpWebResponse.Close，但这样做不会导致错误。
演示
下面演示用 C#，利用 HTTP 协议编写一个支持多线程下载文件的程序。
1，用 IIS 建一个网站，并在网站下放一个文件；
2，新建项目 "HttpDownload"；
3，Form1.Desginer.cs 代码如下所示：
namespace HttpDownload
{ partial class Form1
{ /// <summary>
/// 必需的设计器变量。
/// </summary>
private System.ComponentModel.IContainer components = null;
/// <summary>
/// 清理所有正在使用的资源。
/// </summary>
/// <param name="disposing">如果应释放托管资源，为 true；否则为 false。</param>
protected override void Dispose(bool disposing)
{ if (disposing && (components != null))
{ components.Dispose();
}
base.Dispose(disposing);
}
#region Windows 窗体设计器生成的代码
/// <summary>
/// 设计器支持所需的方法 - 不要
/// 使用代码编辑器修改此方法的内容。
/// </summary>
private void InitializeComponent()
{ this.lst_infos = new System.Windows.Forms.ListBox();
this.lbl_url = new System.Windows.Forms.Label();
this.lbl_localFile = new System.Windows.Forms.Label();
this.lbl_threadNum = new System.Windows.Forms.Label();
this.txt_url = new System.Windows.Forms.TextBox();
this.txt_localFile = new System.Windows.Forms.TextBox();
this.txt_threadNum = new System.Windows.Forms.TextBox();
this.btn_rec = new System.Windows.Forms.Button();
this.txt_overTime = new System.Windows.Forms.TextBox();
this.lbl_overTime = new System.Windows.Forms.Label();
this.SuspendLayout();
//
// lst_infos
//
this.lst_infos.FormattingEnabled = true;
this.lst_infos.ItemHeight = 12;
this.lst_infos.Location = new System.Drawing.Point(12, 12);
this.lst_infos.Name = "lst_infos";
this.lst_infos.Size = new System.Drawing.Size(458, 364);
this.lst_infos.TabIndex = 0;
//
// lbl_url
//
this.lbl_url.AutoSize = true;
this.lbl_url.Location = new System.Drawing.Point(492, 9);
this.lbl_url.Name = "lbl_url";
this.lbl_url.Size = new System.Drawing.Size(47, 12);
this.lbl_url.TabIndex = 1;
this.lbl_url.Text = "文件URL";
//
// lbl_localFile
//
this.lbl_localFile.AutoSize = true;
this.lbl_localFile.Location = new System.Drawing.Point(492, 34);
this.lbl_localFile.Name = "lbl_localFile";
this.lbl_localFile.Size = new System.Drawing.Size(53, 12);
this.lbl_localFile.TabIndex = 2;
this.lbl_localFile.Text = "本地地址";
//
// lbl_threadNum
//
this.lbl_threadNum.AutoSize = true;
this.lbl_threadNum.Location = new System.Drawing.Point(492, 66);
this.lbl_threadNum.Name = "lbl_threadNum";
this.lbl_threadNum.Size = new System.Drawing.Size(41, 12);
this.lbl_threadNum.TabIndex = 3;
this.lbl_threadNum.Text = "线程数";
//
// txt_url
//
this.txt_url.Location = new System.Drawing.Point(565, 9);
this.txt_url.Name = "txt_url";
this.txt_url.Size = new System.Drawing.Size(232, 21);
this.txt_url.TabIndex = 4;
this.txt_url.Text = "http://localhost/IAction.;
//
// txt_localFile
//
this.txt_localFile.Location = new System.Drawing.Point(565, 36);
this.txt_localFile.Name = "txt_localFile";
this.txt_localFile.Size = new System.Drawing.Size(232, 21);
this.txt_localFile.TabIndex = 5;
this.txt_localFile.Text = "c:////httpfile.;
//
// txt_threadNum
//
this.txt_threadNum.Location = new System.Drawing.Point(565, 63);
this.txt_threadNum.Name = "txt_threadNum";
this.txt_threadNum.Size = new System.Drawing.Size(232, 21);
this.txt_threadNum.TabIndex = 6;
this.txt_threadNum.Text = "5";
//
// btn_rec
//
this.btn_rec.Location = new System.Drawing.Point(722, 129);
this.btn_rec.Name = "btn_rec";
this.btn_rec.Size = new System.Drawing.Size(75, 23);
this.btn_rec.TabIndex = 7;
this.btn_rec.Text = "接收";
this.btn_rec.UseVisualStyleBackColor = true;
this.btn_rec.Click += new System.EventHandler(this.btn_rec_Click);
//
// txt_overTime
//
this.txt_overTime.Location = new System.Drawing.Point(565, 91);
this.txt_overTime.Name = "txt_overTime";
this.txt_overTime.Size = new System.Drawing.Size(232, 21);
this.txt_overTime.TabIndex = 8;
//
// lbl_overTime
//
this.lbl_overTime.AutoSize = true;
this.lbl_overTime.Location = new System.Drawing.Point(492, 94);
this.lbl_overTime.Name = "lbl_overTime";
this.lbl_overTime.Size = new System.Drawing.Size(53, 12);
this.lbl_overTime.TabIndex = 9;
this.lbl_overTime.Text = "结束时间";
//
// Form1
//
this.AutoScaleDimensions = new System.Drawing.SizeF(6F, 12F);
this.AutoScaleMode = System.Windows.Forms.AutoScaleMode.Font;
this.ClientSize = new System.Drawing.Size(815, 384);
this.Controls.Add(this.lbl_overTime);
this.Controls.Add(this.txt_overTime);
this.Controls.Add(this.btn_rec);
this.Controls.Add(this.txt_threadNum);
this.Controls.Add(this.txt_localFile);
this.Controls.Add(this.txt_url);
this.Controls.Add(this.lbl_threadNum);
this.Controls.Add(this.lbl_localFile);
this.Controls.Add(this.lbl_url);
this.Controls.Add(this.lst_infos);
this.Name = "Form1";
this.Text = "Form1";
this.ResumeLayout(false);
this.PerformLayout();
}
#endregion
public System.Windows.Forms.ListBox lst_infos;
private System.Windows.Forms.Label lbl_url;
private System.Windows.Forms.Label lbl_localFile;
private System.Windows.Forms.Label lbl_threadNum;
private System.Windows.Forms.TextBox txt_url;
private System.Windows.Forms.TextBox txt_localFile;
private System.Windows.Forms.TextBox txt_threadNum;
private System.Windows.Forms.Button btn_rec;
private System.Windows.Forms.TextBox txt_overTime;
private System.Windows.Forms.Label lbl_overTime;
}
}
说明：
1） 添加四个 Lable 控件和 TextBox 控件；一个ListBox控件；一个Button控件；
2） ListBox控件需要将private属性改为public，以便在外部使用。
4，新建 HttpFile.cs 类，代码如下：
using System;
namespace HttpDownload
{ /// <summary>
/// 调用外部窗体
/// </summary>
/// <param name="text"></param>
delegate void SetListBoxCallback(string text);
public class HttpFile
{ public Form1 frm;
public int threadIndex; //线程代号
public string filename; //文件名
public string url; //接收文件的URL
public System.IO.FileStream fs;
public System.Net.HttpWebRequest request;
public System.IO.Stream ns;
public byte[] nbytes; //接收缓冲区
public int nreadsize; //接收字节数
/// <summary>
///
/// </summary>
/// <param name="form"></param>
/// <param name="threadIdx"></param>
public HttpFile(Form1 form, int threadIdx)
{ frm = form;
threadIndex = threadIdx;
url = frm.url;
}
/// <summary>
/// 析构方法
/// </summary>
~HttpFile()
{ if (!frm.InvokeRequired)
{ frm.Dispose();
}
}
/// <summary>
/// 接收
/// </summary>
public void receive()
{ filename = frm.fileNames[threadIndex];
ns = null;
nbytes = new byte[512];
nreadsize = 0;
this.SetListBox("线程 " + threadIndex.ToString() + " 开始接收......"); fs = new System.IO.FileStream(filename, System.IO.FileMode.Create);
try
{ request = (System.Net.HttpWebRequest)System.Net.HttpWebRequest.Create(url);
request.AddRange(frm.fileStartPos[threadIndex], frm.fileStartPos[threadIndex] + frm.fileSize[threadIndex]);
ns = request.GetResponse().GetResponseStream();
nreadsize = ns.Read(nbytes, 0, 512);
this.SetListBox("线程 " + threadIndex.ToString() + " 正在接收 " + nreadsize); while (nreadsize > 0)
{ fs.Write(nbytes, 0, nreadsize);
nreadsize = ns.Read(nbytes, 0, 512);
this.SetListBox("线程 " + threadIndex.ToString() + " 正在接收 " + nreadsize); }
fs.Close();
ns.Close();
}
catch (Exception er)
{ System.Windows.Forms.MessageBox.Show(er.Message);
fs.Close();
}
this.SetListBox("进程 " + threadIndex.ToString() + " 接收完毕!"); frm.threadStatus[threadIndex] = true;
}
private void SetListBox(string text)
{ if (frm.lst_infos.InvokeRequired)
{ SetListBoxCallback d = new SetListBoxCallback(SetListBox);
frm.Invoke(d, new object[] { text }); }
else
{ frm.lst_infos.Items.Add(text);
}
}
}
}
说明：
1）该类使用了析构函数。通常，.NET Framework 垃圾回收器会隐式地管理对象的内存分配和释放。 但是，当应用程序封装窗口、文件和网络连接这类非托管资源时，应当使用析构函数释放这些资源。 当对象符合析构时，垃圾回收器将运行对象的 Finalize 方法。
参考：http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/66x5fx1b.aspx
2）另外，SetListBox 方法确保以线程安全方式访问 ListBox 控件。
参考：http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/ms171728(v=VS.90).aspx
5，Form1.cs 代码如下所示：
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.Data;
using System.Drawing;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Windows.Forms;
namespace HttpDownload
{ public partial class Form1 : Form
{ public int threadNum; // 进程
public bool[] threadStatus; // 每个线程结束标志
public string[] fileNames; // 每个线程接收文件的文件名
public int[] fileStartPos; // 每个线程接收文件的起始位置
public int[] fileSize; // 每个线程接收文件的大小
public string url; // 接受文件的URL
public bool isMerge; // 文件合并标志
public Form1()
{ InitializeComponent();
}
/// <summary>
///
/// </summary>
/// <param name="sender"></param>
/// <param name="e"></param>
private void btn_rec_Click(object sender, EventArgs e)
{ url = this.txt_url.Text.Trim().ToString();
System.Net.HttpWebRequest request;
long fileSizeAll = 0;
request = (System.Net.HttpWebRequest)System.Net.HttpWebRequest.Create(url);
fileSizeAll = request.GetResponse().ContentLength;
request.Abort();
threadNum = int.Parse(this.txt_threadNum.Text.Trim().ToString());
Init(fileSizeAll);
for (int i = 0; i < threadNum; i++)
{ this.lst_infos.Items.Add("线程" + i + ":" + " 线程状态:" + threadStatus[i].ToString() + "-开始位置:" + fileStartPos[i].ToString() + "-大小:" + fileSize[i].ToString());
}
this.lst_infos.Items.Add(" 文件总大小：" + fileSizeAll); // 定义并启动线程数组
System.Threading.Thread[] threads = new System.Threading.Thread[threadNum];
HttpFile[] httpDownloads = new HttpFile[threadNum];
for (int i = 0; i < threadNum; i++)
{ httpDownloads[i] = new HttpFile(this, i);
threads[i] = new System.Threading.Thread(new System.Threading.ThreadStart(httpDownloads[i].receive));
threads[i].Start();
}
System.Threading.Thread merge = new System.Threading.Thread(new System.Threading.ThreadStart(MergeFile));
merge.Start();
this.txt_overTime.Text = DateTime.Now.ToString();
}
/// <summary>
/// 初始化
/// </summary>
/// <remarks>
/// 每个线程平均分配文件大小，剩余部分由最后一个线程完成
/// </remarks>
/// <param name="filesize"></param>
private void Init(long filesize)
{ threadStatus = new bool[threadNum];
fileNames = new string[threadNum];
fileStartPos = new int[threadNum];
fileSize = new int[threadNum];
int filethread = (int)filesize / threadNum;
int filethreade = filethread + (int)filesize % threadNum;
for (int i = 0; i < threadNum; i++)
{ threadStatus[i] = false;
fileNames[i] = i.ToString() + ".dat";
if (i < threadNum - 1)
{ fileStartPos[i] = filethread * i;
fileSize[i] = filethread - 1;
}
else
{ fileStartPos[i] = filethread * i;
fileSize[i] = filethreade - 1;
}
}
}
/// <summary>
/// 合并文件
/// </summary>
public void MergeFile()
{ while (true)
{ isMerge = true;
for (int i = 0; i < threadNum; i++)
{ if (threadStatus[i] == false) // 若有未结束线程，则等待
{ isMerge = false;
System.Threading.Thread.Sleep(100);
break;
}
}
if (isMerge == true) // 否则，停止等待
{ break;
}
}
System.IO.FileStream fs;
System.IO.FileStream fstemp;
int readfile;
byte[] bytes = new byte[512];
fs = new System.IO.FileStream(txt_localFile.Text.Trim().ToString(), System.IO.FileMode.Create);
for (int k = 0; k < threadNum; k++)
{ fstemp = new System.IO.FileStream(fileNames[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();
System.Windows.Forms.MessageBox.Show("接收完毕!!!"); }
}
}
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