怎么在NodeJS中利用Range請求實現一個下載功能

怎么在NodeJS中利用Range請求實現一個下載功能？針對這個問題，這篇文章詳細介紹了相對應的分析和解答，希望可以幫助更多想解決這個問題的小伙伴找到更簡單易行的方法。

服務端的實現

通過 http 模塊創建服務器處理 Range 請求，在服務器代碼中我們為了減少回調嵌套使用 async 函數，所以需要將異步的操作方法轉換成 Promise，以往我們使用 util 的 promisify 來一個一個轉換異步方法，比較麻煩，我們這次使用第三方模塊 mz 并直接引入轉換好的替代模塊。

使用 mz 之前需要先安裝：

npm install mz

服務端代碼如下：

// 文件：server.js
const http = require("http");
const path = require("path");
const url = require("url");

// 引入 mz 模塊轉換成 Promise 的 fs 模塊
const fs = require("mz/fs");

// 請求處理函數
async function listener(req, res) {
  // 獲取 range 請求頭，格式為 Range:bytes=0-5
  let range = req.headers["range"];

  // 下載文件路徑
  let p = path.resovle(__dirname, url.parse(url, true).pathname);

  // 存在 range 請求頭將返回范圍請求的數據
  if (range) {
    // 獲取范圍請求的開始和結束位置
    let [, start, end] = range.match(/(\d*)-(\d*)/);

    // 錯誤處理
    try {
      let statObj = await fs.stat(p);
    } catch (e) {
      res.end("Not Found");
    }

    // 文件總字節數
    let total = statObj.size;

    // 處理請求頭中范圍參數不傳的問題
    start = start ? ParseInt(start) : 0;
    end = end ? ParseInt(end) : total - 1;

    // 響應客戶端
    res.statusCode = 206;
    res.setHeader("Accept-Ranges", "bytes");
    res.setHeader("Content-Range", `bytes ${start}-${end}/${total}`);
    fs.createReadStream(p, { start, end }).pipe(res);
  } else {
    // 沒有 range 請求頭時將整個文件內容返回給客戶端
    fs.createReadStream(p).pipe(res);
  }
}

// 創建服務器
const server = http.createServer(listener);

// 監聽端口
server.listen(3000, () => {
  console.log("server start 3000");
});

在上面服務端的代碼中，需要兼容 Range 請求和普通請求，兩種請求的區別是，如果客戶端發送的是 Range 請求，會攜帶 Range:bytes=0-5 格式的請求頭，我們可以通過 req 的 headers 屬性獲取，在獲取請求頭時，原本大寫字母開頭 NodeJS 統一處理成小寫，所以獲取時應小寫。

如果是 Range 請求則通過可讀流讀取對應的內容返回客戶端，如果不是，則通過可讀流讀取整個文件返回客戶端，在響應 Range 請求的過程中需要設置響應狀態為 206，需要設置響應頭 Accept-Ranges 值為 bytes，需要設置響應頭 Content-Range 值為 byte 0-5/100 的格式，0 為返回數據開始的索引，5 為結束的索引（包含），100 為文件的總字節數。

在通過 url 和 path 模塊解析和拼接下載文件路徑時，應該進行錯誤檢測，如果文件不存在則直接返回客戶端 Not Found。

我們可以使用 curl 命令來檢測我們的服務端代碼，在命令行工具中輸入下面命令，在命令窗口查看返回值是否正確。

curl -v --header "Range:bytes=0-5" http://localhost:3000

客戶端的實現

在上面使用 curl 命令來訪問我們的服務器時，只能請求固定范圍的數據，而不是類似于下載功能，每次都下載一個范圍的數據，但是想要多次下載并自動維護 Range 的范圍需要借助我們自己實現的客戶端邏輯。

為了簡便，我們的下載客戶端是在命令行窗口運行的，通過指令來模擬實際項目中的開始下載、暫停和恢復按鈕，當在窗口中輸入 s 指令時開始下載，輸入 p 指令時暫停下載，輸入 r 指令時恢復下載。

// 文件：client.js
const http = require("http");
const fs = require("fs");
const path = require("path");

// 請求配置
let config = {
  host: "localhost",
  port: 3000,
  path: "/download.txt"
};

let start = 0; // 請求初始值
let step = 5; // 每次請求字符個數
let pause = false; // 暫停狀態
let total; // 文件總長度

// 創建可寫流
let ws = fs.createWriteStream(path.resolve(__dirname, config.path.slice(1)));

// 下載函數
function download() {
  // 配置，每次范圍請求 step 個字節
  config.headers = {
    "Range": `bytes=${start}-${start + step - 1}`;
  };

  // 維護下次 start 的值
  start += step;

  // 發送請求
  http.request(config, res => {
    // 獲取文件總長度
    if (typeof total !== "number") {
      total = res.headers["content-ranges"].match(/\/(\d*)/)[1];

    }

    // 讀取返回數據
    let buffers = [];
    res.on("data", data => buffers.push(data));
    res.on("end", () => {
      // 合并數據并寫入文件
      let buf = Buffer.concat(buffers);
      ws.write(buf);

      // 遞歸進行下一次請求
      if (!pause && start < total) {
        download();
      }
    });
  }).end();
}

// 監控輸入
process.stdin.on("data", data => {
  // 獲取指令
  let ins = data.toString().match(/(\w*)\/r/)[1];
  switch (ins) {
    case "s":
    case "r":
      pause = false;
      download();
      break;
    case "p":
      pause = true;
      break;
  }
});

在上面代碼中下載的文件通過 config 中的 path 屬性配置，每次調用 download 函數下載時都會重新計算當前范圍請求的初始位置和結束位置，并設置 Range 請求頭，下一次請求靠遞歸 download 來實現。

在執行時需先啟動我們的服務器，在通過命令行輸入 node client.js 來啟動客戶端，在命令窗口輸入對應的指令進行開始下載、暫停下載和恢復下載操作。

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