Node中文件断点续传原理和方法总结

下面是详细讲解“Node中文件断点续传原理和方法总结”的完整攻略。

简介

文件断点续传是指在文件下载或上传过程中，若因网络等原因中断，再次续传时可以从断点处接着传输，而不必重新开始。在Node.js中，我们可以使用HTTP断点续传头来实现文件断点续传。

HTTP断点续传头

HTTP断点续传头是指在HTTP请求头中设置Range和If-Range字段，从而实现文件断点续传。

Range字段

Range字段指定了请求的字节范围。如果服务器支持请求的范围（即该文件可以被分割为几个部分进行下载或上传），则响应头会返回其支持的范围，并在响应头中添加Accept-Ranges: bytes。若服务器不支持请求的范围，则不会添加该头部。

Range字段的格式如下：

Range: bytes=<start>-<end>

其中，start表示起始字节位置，end表示终止字节位置，在服务端会使用这两个值计算出需要返回的数据量。

If-Range字段

If-Range字段用于判断服务器上的文件是否发生改变。如果文件没有发生改变，则请求头中的Range字段生效，服务器只返回请求的字节范围。如果文件发生改变，则不返回请求的字节范围，而是返回整个文件的内容。

If-Range字段的格式如下：

If-Range: <etag>

其中，etag是文件的一个标识符。服务器在响应头中返回文件的etag，客户端在后续请求中使用If-Range字段判断文件是否发生改变。

实现

实现文件断点续传的主要步骤如下：

创建HTTP服务，当接收到下载请求时，读取文件的内容并返回给客户端。
确定客户端请求的字节范围，设置响应头Content-Range返回需要的字节范围。
设置If-Range字段校验文件是否发生改变。

以下是一个简单的示例：

const http = require('http')
const fs = require('fs')

http.createServer((req, res) => {
  const { url } = req
  const filename = 'path/to/file'

  // 获取文件状态
  const { size } = fs.statSync(filename)

  // 判断请求是否包含 Range 头
  const range = req.headers.range

  if (range) {
    // 解析 Range 头
    const [start, end] = range.replace('bytes=', '').split('-').map(e => parseInt(e))

    // 设置 Content-Range 头
    res.setHeader('Content-Range', `bytes ${start}-${end || size - 1}/${size}`)
    res.statusCode = 206

    // 创建可读流
    const stream = fs.createReadStream(filename, { start, end })

    // 向响应中写入流数据
    stream.pipe(res)
  } else {
    // 设置 Content-Length 头
    res.setHeader('Content-Length', size)

    // 创建可读流
    const stream = fs.createReadStream(filename)

    // 向响应中写入流数据
    stream.pipe(res)
  }
}).listen(3000, () => {
  console.log('server is listening on port 3000')
})

在这个示例中，当收到HTTP请求后，我们首先获取要下载的文件的大小，并检查是否有Range请求头。如果有，则解析出start和end的参数值，并设置响应头Content-Range，响应状态码为206。如果没有，则设置响应头Content-Length。

然后，我们创建一个可读流stream，并使用pipe方法将其写入响应流res。当写入流的字节数达到指定的end字节位置时，流将停止写入。

示例

下面介绍两个示例。

上传文件

这个示例演示了如何上传文件并支持断点续传。我们假设上传的文件名为example.jpg，上传到/uploads目录下，以下是示例代码：

const http = require('http')
const fs = require('fs')

http.createServer((req, res) => {
  const { url, method } = req

  if (url === '/upload' && method === 'POST') {
    const filename = 'uploads/example.jpg'

    // 确定内容范围，通过 Range 头获取起始位置
    const range = req.headers.range || null
    const [start] = range ? range.replace('bytes=', '').split('-').map(e => parseInt(e)) : [0]

    // 创建可写流
    const fileStream = fs.createWriteStream(filename, { flags: start === 0 ? 'w' : 'a', start })

    // 返回响应码 201
    res.statusCode = 201

    // 监听数据
    req.on('data', (chunk) => fileStream.write(chunk))

    // 监听结束事件
    req.on('end', () => {
      fileStream.end()

      // 返回文件信息
      res.setHeader('Content-Type', 'application/json')
      res.end(JSON.stringify({ filename, size: fs.statSync(filename).size }))
    })
  } else {
    // 返回404
    res.statusCode = 404
    res.end()
  }
}).listen(3000, () => {
  console.log('server is listening on port 3000')
})

在示例中，我们首先检查是否收到了上传请求，如果收到则确定文件名和位置，以及文件的内容范围。如果收到的范围是不为空的，则从头文件中提取出起始点。接下来，我们使用fs.createWriteStream创建一个可写流，从指定位置开始写入文件。如果起始点为0，则使用w标志打开文件。如果起始点不为0，则使用a标志续写该文件。

我们在请求结束后关闭可写流，然后向客户端返回文件的状态信息。

下载文件

这个示例演示了如何下载文件并支持断点续传。我们假设下载的文件名为example.jpg，存储在/uploads目录下，以下是示例代码：

const http = require('http')
const fs = require('fs')

http.createServer((req, res) => {
  const { url } = req
  const filename = 'uploads/example.jpg'

  if (url === '/download') {
    // 确定内容范围，通过 Range 头获取起始位置
    const range = req.headers.range || null
    const [start, end] = range ? range.replace('bytes=', '').split('-').map(e => parseInt(e)) : [0, undefined]

    // 获取文件信息
    const { size } = fs.statSync(filename)

    // 设置内容范围
    const rangeStart = start === 0 ? start : start < size ? start : 0 
    const rangeEnd = end ? end < size ? end : size - 1 : size - 1
    const contentLength = rangeEnd - rangeStart + 1

    // 设置响应头
    res.setHeader('Accept-Ranges', 'bytes')
    res.setHeader('Content-Type', 'image/jpeg')
    res.setHeader('Content-Length', contentLength)

    // 如果是断点下载，设置 Content-Range 头
    if (range) {
      res.statusCode = 206
      res.setHeader('Content-Range', `bytes ${rangeStart}-${rangeEnd}/${size}`)
    }

    // 创建可读流
    const readStream = fs.createReadStream(filename, { start: rangeStart, end: rangeEnd })

    // 所有数据处理完成后，关闭响应
    readStream.pipe(res).on('close', () => {
      res.end()
    })
  } else {
     // 返回404
    res.statusCode = 404
    res.end()
  }
}).listen(3000, () => {
  console.log('server is listening on port 3000')
})

在示例中，我们首先检查是否收到了下载请求。如果是，则确定文件名和位置，以及客户端请求的范围。接下来，我们获取文件信息，例如文件大小，并根据请求的范围计算出需要下载的字节数。

然后，我们设置响应头，包括Accept-Ranges、Content-Type和Content-Length。如果请求头包含有效的范围，我们还需要设置Content-Range和响应码为206。

最后，我们创建一个可读流，提供请求范围内的数据，并将其作为响应数据管道返回给客户端。同时，我们将监听数据管道中close事件，当数据处理完成后关闭响应，保证数据正确返回。

以上就是关于Node中文件断点续传原理和方法总结的攻略。

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