python 多线程将大文件分开下载后在合并的实例

下面就是Python多线程将大文件分开下载后再合并的攻略。

简介

在现代计算机中，多线程已成为实现并行化处理和提高程序运行效率的常用手段。在文件下载等场景中，通过开启多线程并发下载，可以大大缩短文件下载时间。而当下载的文件比较大时，可以将文件分成多个部分下载，最后再将这些部分合并成一个完整的文件。

下面将通过示例代码演示如何使用Python多线程将大文件分开下载后再合并。

示例1 - 下载文件，分成多个部分下载，最后合并

在这个示例中，我们将使用Python标准库中的urllib和threading模块，来实现将大文件下载、分开下载、并最终合并的功能。下面是完整的示例代码：

import os
import threading
from urllib import request

# 定义分段下载的大小（单位为字节）
chunk_size = 1024 * 1024 * 2

# 定义 file_url 和 file_name 变量
file_url = 'https://example.com/large_file.zip'
file_name = 'large_file.zip'

# 获取文件的总大小（单位为字节）
file_size = int(request.urlopen(file_url).info().get('Content-Length'))

# 定义文件下载的函数
def download_file(start_byte, end_byte):
    req = request.Request(file_url)
    req.headers['Range'] = f"bytes={start_byte}-{end_byte}"
    res = request.urlopen(req)
    data = res.read()
    # 写入文件
    with open(file_name, 'r+b') as f:
        f.seek(start_byte)
        f.write(data)

# 如果文件不存在，则新建文件并分配文件大小
if not os.path.isfile(file_name):
    with open(file_name, 'wb') as f:
        f.truncate(file_size)

# 根据 chunk_size 计算需要分成几段下载
num_parts = file_size // chunk_size + 1

# 定义线程列表
threads = []

# 开启多线程下载文件
for i in range(num_parts):
    start_byte = i * chunk_size
    # 计算最后一段的结束位置
    end_byte = min((i + 1) * chunk_size - 1, file_size - 1)
    t = threading.Thread(target=download_file, args=(start_byte, end_byte))
    threads.append(t)
    t.start()

# 等待所有线程执行完毕
for t in threads:
    t.join()

print("Download completed successfully!")

#合并文件
with open(file_name, 'wb') as f:
    for i in range(num_parts):
        part_name = f'{file_name}_{i}'
        with open(part_name, 'rb') as part:
            f.write(part.read())
        os.remove(part_name)

print("File merged successfully!")

上面这段代码首先获取了文件的总大小，然后根据指定的分段大小进行分块下载，并开启多线程下载。最后，在所有线程下载完毕后，将下载的部分文件合并为一个完整的文件。

示例2 - 控制下载速度

在某些情况下，我们需要限制下载速度，比如我们的网速过快，容易导致下载文件的服务器崩溃等等。在这种情况下，我们可以使用Python中的time模块来实现。下面是完整的示例代码，示例中我们将下载速度限制为每秒50kb。

import os
import threading
import time
from urllib import request

# 定义下载速度（单位为字节）
DOWNLOAD_SPEED = 1024 * 50

# 定义分段下载的大小（单位为字节）
chunk_size = 1024 * 1024 * 2

# 定义 file_url 和 file_name 变量
file_url = 'https://example.com/large_file.zip'
file_name = 'large_file.zip'

# 获取文件的总大小（单位为字节）
file_size = int(request.urlopen(file_url).info().get('Content-Length'))

# 定义文件下载的函数
def download_file(start_byte, end_byte):
    req = request.Request(file_url)
    req.headers['Range'] = f"bytes={start_byte}-{end_byte}"
    res = request.urlopen(req)
    data = res.read()
    # 写入文件
    with open(file_name, 'r+b') as f:
        f.seek(start_byte)
        f.write(data)

def delay_download_file(start_byte, end_byte):
    req = request.Request(file_url)
    req.headers['Range'] = f"bytes={start_byte}-{end_byte}"
    res = request.urlopen(req)
    # 按照下载速度读取数据
    while True:
        data = res.read(DOWNLOAD_SPEED)
        if not data:
            break
        # 写入文件
        with open(file_name, 'r+b') as f:
            f.seek(start_byte)
            f.write(data)
        # 延时
        time.sleep(1)

# 如果文件不存在，则新建文件并分配文件大小
if not os.path.isfile(file_name):
    with open(file_name, 'wb') as f:
        f.truncate(file_size)

# 根据 chunk_size 计算需要分成几段下载
num_parts = file_size // chunk_size + 1

# 定义线程列表
threads = []

# 开启多线程下载文件
for i in range(num_parts):
    start_byte = i * chunk_size
    # 计算最后一段的结束位置
    end_byte = min((i + 1) * chunk_size - 1, file_size - 1)
    t = threading.Thread(target=delay_download_file, args=(start_byte, end_byte))
    threads.append(t)
    t.start()

# 等待所有线程执行完毕
for t in threads:
    t.join()

print("Download completed successfully!")

上面这段代码，仅仅在函数 download_file 的基础上加了一个 while 循环以控制下载速度。具体而言，我们读取的是 DOWNLOAD_SPEED 个字节，通过 time.sleep(1) 函数来延时被下载的数据包。这里实际上还有一个问题值得注意，就是我们并没有将剩余的字节数考虑在内。如果你有需要，可以在代码中对剩余的字节数进行特殊处理。

总结

上面就是两个示例，Python多线程将大文件分开下载后再合并的攻略，相信下面的解释对你会有很大的帮助。细心的读者可能会发现，在第一个示例中合并文件的代码和第二个示例有所不同，根据自己的需求可以选择其中之一或进行更多的修改。同时，在实际使用中要根据具体情况来优化程序，以获得更加高效和稳健的表现。