终于考完了马原完成了大学的最后一门考试,可以愉快的写代码了~今天就来记录一下 我的下载器 中是如何实现限速的。
市面上常见的专业下载器都会提供下载/上传限速这个功能,那限速究竟是限的哪一个速度呢?
我们都知道HTTP/HTTPS的传输层协议是TCP,TCP是基于字节流的。字节流在Java中对应的就是 InputStream
和 OutputStream
。基于TCP的传输层下载/上传的步骤一般是
Socket.connect()
。这期间会经历三次握手,是一个耗时过程,可以使用连接复用优化( OKHttp
已经做了连接池缓存)。 InputStream
和 OutputStream
操作即可。 以下载为例,首先连接步骤是不需要限速的,因为连接部分通常是很快的,并且往往都想要连接更加快速。所以,我们限速的对象肯定就是从socket的 InputStream
这一步骤。
首先,这里的限速并不是真的限制读写数据流每时每刻的速度。这里要分清高中物理学过的两个概念—— 瞬时速度
和 平均速度
。
设 为 时刻下载的字节, 为下载速度则有:
下载的瞬时速度和很多东西有关:硬件、网络状况、系统等, 是我们无法控制的。 但是有一个东西我们是,那就是 。
我们下载的时候往往是在一个循环中不断的从网络读取数据到内存。我们可以在 read
之前记录时间 , read
操作之后记录时间 。然后假设我们想要将下载的速度限制为 ,那么,我们读取这段 字节的数据期望耗时为:
令
则当 时,说明当前下载速度快,我们就可以调用 Thread.sleep()
这段时间,使得在宏观上下载的平均速度在我们的限制条件内。
另外,如果是多线程多任务,实际上平均分配速度即可。即任务间平均分配总速度,任务内线程平均分配任务获得的速度; 时是符合限制的。
// 连接、获取输入流 ... int readSize; long start; do { start = System.nanoTime(); readSize = inputStream.read(buffer, 0, buffer.length); // targetBps是这个任务分配到的速度,targetBps < 0表示不限速 if (readSize > 0 && targetBps > 0) { // downloadThreadCount是下载线程数 long sleepDurarion = (long) (readSize * 1000.0 / (targetBps / Math.max(downloadThreadCount, 1)) - (System.nanoTime() - start) / 1000_000.0); if (sleepDuration > 0) { try { Thread.sleep(sleepTime); } catch (InterruptedException e) { // do nothing } } } } while (readSize > 0); 复制代码
上面主要是以下载为例,事实上任何 I/O流
的操作都可以通过这种方式在宏观上“限速”。
因为这种方法限制的是平均速度,所以如果装有网速监测软件,可能会看到波动的网络速度变化。
实现了限速功能的下载器 项目传送门 ,支持多任务、多线程、多进程、断点续传、速度限制等等...