文章目录

一：newScheduledThreadPool（周期性线程池）
- 1.1 特点
- 1.2 核心线程数
- 1.3 创建实例
- 1.4 常用方法
- - 1.4.1 schedule方法
  - 1.4.2 scheduleAtFixedRate方法
  - 1.4.3 scheduleWithFixedDelay方法
二：多线程下载展示文件总大小、剩余时间、下载速率
- 2.1 文件总大小
- 2.2 累计下载大小
- - 2.2.1 Volatile
  - 2.2.2 LongAdder
- 2.3 前一次下载的大小
- 2.4 重写run方法
三：编写下载器
- 3.1 编写http工具类
- 3.2 核心下载功能
- 3.3 编写分片下载的线程DownloaderTask
- 3.4 合并文件
- 3.5 清理临时文件
- 3.6 编写main方法

一：newScheduledThreadPool（周期性线程池）

1.1 特点

延时启动、定时启动、可以自定义最大线程池数量

1.2 核心线程数

int cpuNubmer = Runtime.getRuntime().availableProcessors();

1.3 创建实例

public ScheduledExecutorService scheduledExecutorService = Executors.newScheduledThreadPool(cpuNubmer);

1.4 常用方法

1.4.1 schedule方法

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.ScheduledFuture;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
 
/**
 * @description 测试周期性线程池ScheduledThread-schedule方法
 */
public class ScheduledThreadTest {
 
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ScheduledExecutorService executorService = ScheduledThread.getInstance();
        SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd hh:mm:ss");
        // 延迟2秒执行下一个任务
        System.out.println("当前时间=" + sdf.format(new Date()));
        for (int i = 0; i < 9; i++) {
            int finalI = i;
            ScheduledFuture future = executorService.schedule(new Callable<String>() {
                @Override
                public String call() throws Exception {
                    int value = finalI;
                    System.out.println("时间=" + sdf.format(new Date()) + ",线程=" + Thread.currentThread().getName() + ",任务=" + value);
//                    Thread.sleep(3);
                    return "call";
                }
            }, 2, TimeUnit.SECONDS);
            System.out.println(future.get());
 
        }
        executorService.shutdown();
 
    }
}

1.4.2 scheduleAtFixedRate方法

public ScheduledFuture<?> scheduleAtFixedRate(Runnable command,long initialDelay,long period,TimeUnit unit);

scheduleAtFixedRate ：是以上一个任务开始的时间计时，period时间过去后，检测上一个任务是否执行完毕，如果上一个任务执行完毕，则当前任务立即执行，如果上一个任务没有执行完毕，则需要等上一个任务执行完毕后立即执行。
initialDelay：表示首次延迟2秒执行
period ：表示周期执行的时间为6秒，即表示会重复执行，重复执行的间隔时间为6秒

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
 
/**
 * 测试周期性线程池ScheduledThread-scheduleAtFixedRate方法
 * initialDelay  表示首次延迟2秒执行
 * period        表示周期执行的时间为6秒，即表示会重复执行，重复执行的间隔时间为6秒
 * scheduleAtFixedRate ，是以上一个任务开始的时间计时，period时间过去后，检测上一个任务是否执行完毕，
 * 如果上一个任务执行完毕，则当前任务立即执行，如果上一个任务没有执行完毕，则需要等上一个任务执行完毕后立即执行。
 */
public class ScheduledThreadTest2 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ScheduledExecutorService executorService = Executors.newScheduledThreadPool(2);
        SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd hh:mm:ss");
        System.out.println("当前时间="+sdf.format(new Date()));
        // 延迟2秒执行下一个任务
        executorService.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("begin=" + sdf.format(new Date()));
                try {
                    Thread.sleep(5000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println("end=" + sdf.format(new Date()));
            }
        }, 2, 4, TimeUnit.SECONDS);
    }
//    周期性执行
//    当执行时间小于period时，下次执行时间= 当前执行开始时间+period
//    当前时间=2021-09-16 05:21:59
//    begin=2021-09-16 05:22:01
//    end=2021-09-16 05:22:05
//    begin=2021-09-16 05:22:07
//    end=2021-09-16 05:22:11
//    当执行时间大于period时，下次执行时间 = 当前执行结束时间
//    当前时间=2021-09-16 05:23:13
//    begin=2021-09-16 05:23:15
//    end=2021-09-16 05:23:20
//    begin=2021-09-16 05:23:20
//    end=2021-09-16 05:23:25
}

1.4.3 scheduleWithFixedDelay方法

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
 
/**
 * @description 测试周期性线程池ScheduledThread-scheduleWithFixedDelay方法
 * scheduleWithFixedDelay，是从上一个任务结束时开始计时，period时间过去后，再次执行下一次任务。
 */
public class ScheduleWithFixedDelayTest {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ScheduledExecutorService executorService = Executors.newScheduledThreadPool(1);
        SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd hh:mm:ss");
        System.out.println("当前时间="+sdf.format(new Date()));
        // 延迟2秒执行下一个任务
        executorService.scheduleWithFixedDelay(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("begin=" + sdf.format(new Date()));
                try {
                    Thread.sleep(5000);
 
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println("end=" + sdf.format(new Date()));
            }
        }, 2, 2, TimeUnit.SECONDS);
    }
//    周期性执行查询
//    执行结果如下：当前时间延迟2秒时间后开始执行线程，下次执行的时间= 当前执行结束时间+period
//    当前时间=2021-09-16 05:13:28
//    begin=2021-09-16 05:13:31
//    end=2021-09-16 05:13:36
//    begin=2021-09-16 05:13:38
//    end=2021-09-16 05:13:43
//    begin=2021-09-16 05:13:45
//    end=2021-09-16 05:13:50
}

二：多线程下载展示文件总大小、剩余时间、下载速率

2.1 文件总大小

	/**
     * 文件总大小
     */
    public long httpFileContentSize;

2.2 累计下载大小

public static volatile LongAdder downSize = new LongAdder();

2.2.1 Volatile

Volatile关键字的作用主要有如下两个：
1.线程的可见性：当一个线程修改一个共享变量时，另外一个线程能读到这个修改的值。
2. 顺序一致性：禁止指令重排序。

2.2.2 LongAdder

LongAdder可以是计数器的增强版，高并发下性能会更好，适合频繁的更新，但是不太频繁读取，汇总统计信息时使用分成多个操作单元，不同线程更新不同的单元，只有需要汇总的时候才计算所有单元的操作。其实就是将内存中操作的变量拆分出来，让它变成多个变量（这里和ConcurrentHashMap的原理就很相似了)，然后让线程去竞争这些变量，将这些变量处理完后，然后在进行求和，这样降低了变量的并发度，减少了CAS失败次数。

2.3 前一次下载的大小

	/**
     * 前一次下载的大小
     * currentDownSize - preDownSize就是一秒内下载了多少
     */
    public double preDownSize;

2.4 重写run方法

package com.sysg.file.core;

import com.sysg.file.constant.FileConstant;

import java.util.concurrent.atomic.LongAdder;

/**
 * 展示下载信息的线程
 */
public class DownloadInfoThread implements Runnable {


    /**
     * 文件总大小
     */
    public long httpFileContentSize;

    /**
     * 累计下载大小
     * Volatile关键字的作用主要有如下两个：
     * 1.线程的可见性：当一个线程修改一个共享变量时，另外一个线程能读到这个修改的值。
     * 2. 顺序一致性：禁止指令重排序。
     *
     * LongAdder可以是计数器的增强版，高并发下性能会更好，适合频繁的更新，但是不太频繁读取，
     * 汇总统计信息时使用分成多个操作单元，不同线程更新不同的单元，只有需要汇总的时候才计算所有单元的操作。
     *
     * 其实就是将内存中操作的变量拆分出来，让它变成多个变量( 这里和ConcurrentHashMap的原理就很相似了)，
     * 然后让线程去竞争这些变量，将这些变量处理完后，然后在进行求和，这样降低了变量的并发度，减少了CAS失败次数
     */
    public static volatile LongAdder downSize = new LongAdder();

    /**
     * 前一次下载的大小
     * currentDownSize - preDownSize就是一秒内下载了多少
     */
    public double preDownSize;

    public DownloadInfoThread(long httpFileContentSize){
        this.httpFileContentSize = httpFileContentSize;
    }

    /**
     * 通过定时任务线程池，让其每一秒执行一次
     */
    @Override
    public void run() {
        //计算文件总大小,单位MB
        String fileSize = String.format("%.2f", httpFileContentSize/FileConstant.MB);
        //计算每秒下载速度,单位MB
        double speed = Double.parseDouble(String.format("%.2f", (downSize.doubleValue() - preDownSize)/FileConstant.MB));
        //计算后，将当前下载大小作为上一次的，currentDownSize在不断变化
        preDownSize = downSize.doubleValue();
        //剩余文件大小，文件总大小 - 本地已下载文件的大小 - 当前下载的大小
        double remainSize = httpFileContentSize - downSize.doubleValue();
        //估算剩余时间
        String remainTime = String.format("%.1f", (remainSize / FileConstant.MB / speed));
        //判断剩余时间是否为无限大
        if("Infinity".equals(remainTime)){
            remainTime = "-";
        }
        //计算已下载大小
        String alreadyDownSize = String.format("%.2f", downSize.doubleValue() / FileConstant.MB);
        String downInfo = String.format("已下载%sMB，文件总大小%sMB，下载速度%smb/s,剩余时间%ss",
                alreadyDownSize,
                fileSize,
                speed,
                remainTime);
        System.out.println("\r");
        System.out.println(downInfo);

    }
}

三：编写下载器

在这里插入图片描述

以下载QQ客户端的url为例：https://dldir1.qq.com/qqfile/qq/PCQQ9.7.9/QQ9.7.9.29059.exe

3.1 编写http工具类

package com.sysg.file.utils;

import java.io.IOException;
import java.net.HttpURLConnection;
import java.net.URL;

/**
 * http工具类
 */
public class HttpUtil {


    /**
     * 得到下载文件长度
     *
     * @param url url
     * @return long
     */
    public static long getHttpFileContentLength(String url){
        HttpURLConnection httpURLConnection = null;
        try {
            httpURLConnection = getHttpURLConnection(url);
            return httpURLConnection.getContentLength();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return 0;
        } finally {
            if(httpURLConnection != null){
                httpURLConnection.disconnect();
            }
        }
    }


    /**
     * 分片下载
     * @param url 下载地址
     * @param startPos 下载起始位置
     * @param endPos  下载结束位置
     * @return
     */
    public static HttpURLConnection getHttpURLConnection(String url,long startPos,long endPos){
        HttpURLConnection httpURLConnection = getHttpURLConnection(url);
        LogUtil.info("下载的区间是：{}-{}",startPos,endPos);
        if(httpURLConnection != null){
            if (endPos != 0){
                //bytes=100-200
                httpURLConnection.setRequestProperty("RANGE","BYTES="+ startPos + "-" + endPos);
            } else {
                //下载最后一部分时endPos会赋值为0，此时如果为0，就表示会下载最后一部分
                httpURLConnection.setRequestProperty("RANGE","BYTES="+ startPos + "-");
            }
            return httpURLConnection;
        }
        return null;
    }



    /**
     * 获取HttpURLConnection连接对象
     * @param url 文件的地址
     * @return
     */
    public static HttpURLConnection getHttpURLConnection(String url){
        try {
            //建立连接
            URL httpUrl = new URL(url);
            HttpURLConnection urlConnection =(HttpURLConnection)httpUrl.openConnection();
            //向文件所在服务器发送标识信息,模拟浏览器
            urlConnection.setRequestProperty("User-Agent","Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/113.0.0.0 Safari/537.36");
            return urlConnection;
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        }

    }

    /**
     * 获取下载文件的文件名
     * @param url
     * @return
     */
    public static String getHttpFileName(String url){
        //获取最后一次“/”出现的下标
        int index = url.lastIndexOf("/");
        String fileName = url.substring(index + 1);
        if(!fileName.endsWith(".exe")){
            fileName = fileName + ".exe";
        }
        return fileName;
    }


}

3.2 核心下载功能

/**
     * 下载器
     *
     * @param url url
     */
    public void downloader(String url){
        //获取下载的文件名
        String fileName = HttpUtil.getHttpFileName(url);
        File file = new File(FileConstant.DOWNLOAD_PATH);
        if(!file.exists()){
            file.mkdirs();
        }
        //拼接文件下载路径
        String downPath = FileConstant.DOWNLOAD_PATH + fileName;
        //获取本地文件大小
        long localFileLength = FileUtil.getFileContentLength(downPath);
        //获取连接对象
        HttpURLConnection httpURLConnection = null;
        //获取需要下载下载的文件大小
        int contentLength = 0;
        try {
            httpURLConnection = HttpUtil.getHttpURLConnection(url);
            contentLength = httpURLConnection.getContentLength();
            //判断文件是否已经下载过
            if(localFileLength >= contentLength){
                LogUtil.info("无须重新下载：{}",fileName);
                return;
            }
            //创建获取下载信息的任务对象
            DownloadInfoThread downloadInfoThread = new DownloadInfoThread(contentLength);
            /**
             * 将任务交给线程执行，每隔一秒执行一次
             * initialDelay:延迟一秒执行
             * period:每隔一秒执行一次
             */
            scheduledExecutorService.scheduleAtFixedRate(downloadInfoThread,1,1, TimeUnit.SECONDS);
            //调用切分任务的方法
            splitFile(url);
            countDownLatch.await();
            //合并文件
            if(mergeFile(fileName)){
                clearTemp(fileName);
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            System.out.println("\r");
            System.out.println("下载完成");
            if(httpURLConnection != null){
                //关掉连接对象
                httpURLConnection.disconnect();
            }
            //关闭线程
            scheduledExecutorService.shutdownNow();
            //关闭线程池
            fixedThreadPool.shutdown();
        }

    }

3.3 编写分片下载的线程DownloaderTask

package com.sysg.file.core;

import com.sysg.file.constant.FileConstant;
import com.sysg.file.utils.HttpUtil;
import com.sysg.file.utils.LogUtil;
import java.io.BufferedInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.InputStream;
import java.io.RandomAccessFile;
import java.net.HttpURLConnection;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;

/**
 * 分块下载任务
 */
public class DownloaderTask implements Runnable {

    /**
     * url
     */
    private final String url;

    /**
     * 下载的起始位置
     */
    private final long startPos;

    /**
     * 下载的结束位置
     */
    private final long endPos;

    /**
     * 标识当前下载块
     */
    private final int part;

    /**
     * 程序计数器
     */
    private CountDownLatch countDownLatch;

    public DownloaderTask(String url, long startPos, long endPos, int part , CountDownLatch countDownLatch) {
        this.url = url;
        this.startPos = startPos;
        this.endPos = endPos;
        this.part = part;
        this.countDownLatch = countDownLatch;
    }

    @Override
    public void run() {
        //获取文件名
        String httpFileName = HttpUtil.getHttpFileName(url);
        //下载路径 + 分块文件名
        httpFileName = FileConstant.DOWNLOAD_PATH + httpFileName + ".temp" + part;
        //获取分块下载的链接
        HttpURLConnection httpURLConnection = HttpUtil.getHttpURLConnection(url, startPos, endPos);
        try(
                InputStream inputStream = httpURLConnection.getInputStream();
                BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(inputStream);
                RandomAccessFile randomAccessFile = new RandomAccessFile(httpFileName,"rw");

        ){
            byte[] buffer = new byte[FileConstant.BYTE_SIZE];
            int len = -1;
            //循环读取数据
            while((len = bis.read(buffer)) != -1){
                //一秒内下载数据之和,通过原子类进行操作
                DownloadInfoThread.downSize.add(len);
                randomAccessFile.write(buffer,0,len);
            }
        } catch (FileNotFoundException e) {
            LogUtil.error("下载文件不存在：{}",url);
        } catch (Exception e) {
            LogUtil.error("url出现异常,此url有问题，请换一个试试");
        } finally {
            countDownLatch.countDown();
            //关闭链接
            httpURLConnection.disconnect();
        }
    }
}

3.4 合并文件

/**
     * 合并文件
     *
     * @param fileName 文件名称
     * @return boolean 文件合并是否成功
     */
    public boolean mergeFile(String fileName){
        LogUtil.info("开始合并文件：{}",fileName);
        byte[] buffer = new byte[FileConstant.BYTE_SIZE];
        int len = -1;
        try (RandomAccessFile accessFile = new RandomAccessFile(FileConstant.DOWNLOAD_PATH + fileName, "rw")){
            for (int i = 0; i < FileConstant.THREAD_NUM; i++) {
                try (
                        FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream(FileConstant.DOWNLOAD_PATH + fileName + ".temp" + i);
                        BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(fileInputStream);
                ) {
                    while ((len = bis.read(buffer)) != -1){
                        accessFile.write(buffer,0,len);
                    }
                } catch (FileNotFoundException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            LogUtil.info("结束合并文件：{}",fileName);
            return true;
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return false;
        }

    }

3.5 清理临时文件

/**
     * 清理临时文件
     *
     * @param fileName 文件名称
     */
    public void clearTemp(String fileName){
        for (int i = 0; i < FileConstant.THREAD_NUM; i++) {
            //删除临时文件
            File file = new File(FileConstant.DOWNLOAD_PATH,fileName + ".temp" + i);
            if(file.exists()){
                file.delete();
            }
        }

    }

3.6 编写main方法

	public static void main(String[] args) {
        String url = "https://dldir1.qq.com/qqfile/qq/PCQQ9.7.9/QQ9.7.9.29059.exe";
        new Downloader().downloader(url);
    }