本文将详细介绍如何在 Spring Boot 应用程序中实现文件断点下载功能。我们将深入探讨 HTTP 协议中的 Range 请求头以及如何使用 Spring Boot 中的 ResponseEntity 和 HttpHeaders 类来支持断点下载。

1. 引言

在现代的网络应用中，文件下载是一个常见的功能。特别是在大文件下载的场景中，如果网络不稳定或者下载过程被中断，用户希望能够从上次下载的位置继续下载，而不是重新开始。这种功能通常被称为“断点下载”。
Spring Boot 是一个基于 Spring 框架的微服务开发框架，它简化了基于 Spring 的应用程序的开发和部署。在 Spring Boot 应用程序中，我们可以通过实现 HTTP 协议中的 Range 请求头来支持文件断点下载功能。

2. HTTP 断点下载原理

HTTP 协议中的 Range 请求头允许客户端指定下载资源的某个范围。服务器会返回指定范围内的数据，而不是整个资源。如果资源很大，客户端可以请求多个范围，然后将它们合并在一起。
Range 请求头的格式如下：

Range: bytes=start-end

其中，start 是资源中开始下载的字节，end 是结束的字节。如果省略 end，则表示下载到资源末尾。

3. Spring Boot 实现断点下载

在 Spring Boot 应用程序中，我们可以通过以下步骤实现文件断点下载功能：
3.1 创建 Controller 类
创建一个名为 FileDownloadController 的 Controller 类，用于处理文件下载请求。

import org.springframework.core.io.InputStreamResource;
import org.springframework.http.ResponseEntity;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
@RestController
public class FileDownloadController {
    private final String filePath = "/path/to/your/file";
    @GetMapping("/download")
    public ResponseEntity<InputStreamResource> downloadFile() throws IOException {
        File file = new File(filePath);
        InputStreamResource resource = new InputStreamResource(new FileInputStream(file));
        // 设置 HTTP 状态码为 206 Partial Content
        HttpHeaders headers = new HttpHeaders();
        headers.add("Content-Disposition", "attachment; filename=" + file.getName());
        headers.add("Content-Range", "bytes 0-" + (file.length() - 1) + "/" + file.length());
        return ResponseEntity.status(206).headers(headers).body(resource);
    }
}

在这个示例中，我们首先创建了一个名为 filePath 的字符串变量，用于指定文件路径。然后，我们创建了一个 InputStreamResource 对象，用于包装文件输入流。接着，我们创建了一个 HttpHeaders 对象，并添加了 Content-Disposition 和 Content-Range 头部。最后，我们返回一个 ResponseEntity 对象，其中包含文件输入流资源和 HTTP 头部。

3.2 处理 Range 请求头
为了支持断点下载，我们需要处理 Range 请求头。在 Spring Boot 应用程序中，我们可以通过重写 HttpServletResponse 对象来实现这个功能。

import org.springframework.web.servlet.mvc.method.annotation.SseEmitter;
import javax.servlet.ServletOutputStream;
import javax.servlet.WriteListener;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import javax.servlet.http.HttpServletResponseWrapper;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
public class CustomHttpServletResponse extends HttpServletResponseWrapper {
    private final File file;
    private final long start;
    public CustomHttpServletResponse(HttpServletResponse response, File file, long start) {
        super(response);
        this.file = file;
        this.start = start;
    }
    @Override
    

@Override
public ServletOutputStream getOutputStream() throws IOException {
    ServletOutputStream outputStream = super.getOutputStream();
    FileInputStream inputStream = new FileInputStream(file);
    inputStream.skip(start);
    return new ServletOutputStream() {
        private OutputStream outputStream = outputStream.getOutputStream();
        @Override
        public void write(int b) throws IOException {
            outputStream.write(b);
        }
        @Override
        public void close() throws IOException {
            outputStream.close();
        }
    };
}

}

在这个示例中，我们创建了一个名为 `CustomHttpServletResponse` 的类，它继承自 `HttpServletResponseWrapper`。我们重写了 `getOutputStream` 方法，以返回一个自定义的 `ServletOutputStream` 对象。这个自定义的输出流从文件的指定位置开始读取数据，并将其写入 HTTP 响应中。
**3.3 修改 Controller 类**
现在我们需要修改 `FileDownloadController` 类，以使用我们的自定义响应包装器。
```java
import org.springframework.core.io.InputStreamResource;
import org.springframework.http.ResponseEntity;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import javax.servlet.ServletOutputStream;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
@RestController
public class FileDownloadController {
    private final String filePath = "/path/to/your/file";
    @GetMapping("/download")
    public void downloadFile(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws IOException {
        File file = new File(filePath);
        long start = 0;
        // 解析 Range 请求头
        String rangeHeader = request.getHeader("Range");
        if (rangeHeader != null && rangeHeader.startsWith("bytes=")) {
            String[] ranges = rangeHeader.substring("bytes=".length()).split("-");
            if (ranges.length == 2) {
                try {
                    start = Long.parseLong(ranges[0]);
                } catch (NumberFormatException e) {
                    // 忽略无效的 Range 值
                }
            }
        }
        // 设置 HTTP 状态码为 206 Partial Content
        response.setStatus(HttpServletResponse.SC_PARTIAL_CONTENT);
        response.setHeader("Content-Type", "application/octet-stream");
        response.setHeader("Content-Length", String.valueOf(file.length()));
        response.setHeader("Content-Range", "bytes " + start + "-" + (file.length() - 1) + "/" + file.length());
        // 使用自定义的响应包装器
        response.setContentLength((int) (file.length() - start));
        response.setHeader("Accept-Ranges", "bytes");
        new CustomHttpServletResponse(response, file, start).getOutputStream().close();
    }
}

在这个示例中，我们首先解析了 Range 请求头，并提取了开始的字节位置。然后，我们设置了 HTTP 状态码为 206 Partial Content，并添加了相应的头部信息。最后，我们使用自定义的响应包装器来处理文件下载请求。

4. 总结

本文详细介绍了如何在 Spring Boot 应用程序中实现文件断点下载功能。我们首先探讨了 HTTP 协议中的 Range 请求头以及如何使用 Spring Boot 中的 ResponseEntity 和 HttpHeaders 类来支持断点下载。然后，我们通过创建一个自定义的 HttpServletResponseWrapper 类，实现了从文件的指定位置开始下载的功能。
请注意，实际部署时，我们可能需要根据实际情况调整代码逻辑和配置，以及处理可能出现的异常情况。此外，对于生产环境，我们可能还需要考虑更多的错误处理和资源管理策略，例如优化代码性能和资源使用。
最后，如果您对 Spring Boot 实现文件断点下载功能或其他相关主题有更多的问题，欢迎在评论区留言讨论。