Java多线程与线程安全实践-基于 Http协议的断点续传
摘 要 现实世界中的很多过程都具有多条线索同时动作的特性。Java语言的一大特性
就是内置对多线程的支持。多线程是指同时存在几个执行体，按几条不同的执行线索共同
工作的情况，它使得编程人员可以很方便地开发出具有多线程功能、能同时处理多个任务
的功能强大的 应用 程序。一些同时运行的线程需要共享数据，因此每个线程就必须要考
虑其它与它一起共享数据的线程的状态与行为，这就是线程安全的 问题 。为了对 Java
多线程与线程安全机制进行 研究 与实践，特此设计一个基于 Http 协议的支持多线程断
点续传的下载程序。此下载程序由下载任务模块、设置模块以及系统帮助模块组成。通过
Apache Jakarta Commons下的子项目 HttpClient包对 Http协议进行支持，从而下载服务
器端的资源。程序提供多线程断点续传功能，在完成下载过程中使用多线程技术可以较大
幅度地提高下载的速度。 关键词：多线程；线程安全；断点续传 需求 分析 用户需
求分析 随着 Internet的 发展 ，进入信息 时代 后快速获得 网络 共享资源成为很简单
的事情，人们对互联网也有了很大的依赖性。人们甚至希望只轻松点击鼠标就可以得到自
己想要的东西。比如，针对一些专业的论坛提供了很多相关资料以方便人们阅读或了解；
还有更多的人希望能过下载到他们喜欢听得 音乐 、好看的图片、喜欢的电影等等。也可
以看出人们在上网时再也不单是打开浏览器来浏览网页，越来越多的人们开始使用下载软
件来获取资源。同时人们也更希望使用更新更快的下载软件。 由于用户下载需求的增
大，也要求下载软件能够迅速完成对资源的下载。多线程程序设计可以很好的解决程序并
发的问题。最恰当的比喻就是用户会感到 CPU似乎同时出现在两个地方，在下载软件中应
用多线程技术可以理解为将一个下载任务分成若干份来完成，其中的并发控制将使下载的
效率大大提高。 由于下载资源是一个过程，当中用到的时间可能会很长。那么在很长的
这段时间中很有可能会出现很多的意外情况使下载中断或是停止，比如电源意外被切断、
网络中断、或是操作系统故障导致系统重新启动。这些原因都会导致下载的中断，但是当
用户重新下载资源时发现原来下载的数据已经消失你还是要回头再来。断点续传就是用来
解决这样的问题的，它的任务是在下载任务停止时，记录当前下载的信息并且利用网络协
议中的一些重定向机制继续完成下载任务而不必从头再来。 随着使用下载工具的时间的
增长，用户下载的资源越来越多，因此在下载列表中的项目也越来越多，越来越混乱，因
此为了便于管理和用户使用方便，用户迫切希望下载工具具有下载文件分类的功能。 在
下载任务的管理这一块，用户不仅希望下载工具具有下载一个一个资源的功能，而且具有
批量下载有些相似的或有关联的资源的功能。还有些特殊情况下，用户在下载任务开始后
由于种种原因希望放弃资源的下载，这就要求下载工具具有删除任务的功能了。 为了对
下载任务进行掌控，用户往往具有设置下载任务的线程数，文件下载网址，文件下载存储
目录和在下载过程中对下载任务的状态进行监控等功能需求。 鉴于某些软件使用初学者
甚至某些电脑初学者的实际情况，他们往往需要系统有一个格外的帮助文档，使他们能够
更快、更好地学会使用断点续传下载软件，提高效率。 业务流分析 多线程断点续传
的业务流程：首先由用户进入软件系统，在新建任务中填写必要的下载资源的相关属性，
比如相关资源下载地址 URL、存储路径、以及下载线程数等。由软件发送 HTTP消息请求，
然后服务器根据请求返回响应消息。确认无误就可以启动线程开始下载资源。将缓存中存
储的数据最终存储到目的存储路径。此外，系统为用户提供了一些对任务的基本操作，比
如，停止、继续、删除等。 4. 系统设计 系统设计要点
随着用户下载需求的增大，用户下载的资源越来越大，下载的过程也就越来越久，这就
要求下载软件能够迅速完成对资源的下载，为了提高下载效率的 问题 ，所以本系统采用
多线程的方式来实现下载速率的提高。多线程的优点之一是所有线程都可以访问相同的全
局变量和共享资源，它提供了程序设计的简捷性与便利性，提高了对信息处理的并发度，
但也带来了数据的讹误或线程得不到某一资源而被饿死（即死锁）的可能性。为了避免这
些现象的产生，线程在使用共享资源或对象前必须获得一个约束访问同步对象的权力，也
就是通过同步的机制来控制这种权力的使用，这就是线程的安全问题。Http协议是互联网
中一个非常重要而且 应用 十分频繁的协议，所以本系统的设计是基于 Http协议的。长
期以来，断点续传始终是困扰网虫们的一大难题，眼看着已经下载到 99%的软件，却由于
突然掉线而前功尽弃的那种沮丧恐怕人人都经历过，于是本系统采用断点续传的方式来设
计。 本系统设计的基本目标就是利用编写一个时下流行的基于 Http协议的多线程断点续
传的程序来 研究 Java多线程与线程安全的机制。 系统总体功能结构 通过对多线程
断点续传下载软件的需求 分析 并结合实际情况的分析，本系统由下载分类管理、任务管
理、设置管理、系统帮助四个主模块构成。本系统的功能结构图如图示： 其中下载文件
的分类模块主要是通过在新建下载任务时候设置下载文件的存储目录甚至新建一个存储目
录的方式来实现。 下载任务的管理模块主要有三个子模块组成：新建下载任务模块、批
量完成下载任务模块、删除任务模块。 在设置任务的管理模块主要有两个子模块组成：
在新建（批量）下载任务的时候进行任务的连接方面的配置模块以及在现在过程中对下载
任务的状态进行监视的模块。 在系统帮助模块里主要是包含一些对整个系统的说明，便
于用户理解。 另外系统还支持将资源下载 URL地址自动添加到剪贴板中，这样用户只需
要点击地址即可开始下载，而不是需要手动粘贴、复制 URL地址到指定位置
