圖形引擎實戰(zhàn)：手游Android端后臺下載技術(shù)分享
一．功能特點
手游android端后臺下載SDK是暢游自主研發(fā)的一款移動平臺android端后臺文件下載工具包，它主要提供網(wǎng)絡文件的后臺下載功能，功能完善，性能高，可以滿足游戲制作有關(guān)后臺下載文件的需求。使用該系統(tǒng)，玩家可以不用等待漫長的前臺下載過程，只需切換到后臺就可以下載文件，極大提升用戶體驗，具有以下特點:
支持后臺下載，用戶開啟下載后，將游戲切換到后臺，下載繼續(xù)進行，不中斷、不閃退
支持大規(guī)模文件的后臺下載，支持了上萬個文件的后臺下載
適配度高，最低支持到android5.0, 同時也支持模擬器
支持大文件的下載，通過采用切割技術(shù)，開多個線程同時下載各個片段，最后實現(xiàn)整個文件的下載
下載速度最快達到每秒10M以上
采用多線程技術(shù)，可以同時下載多個文件
支持限速功能，在寬帶受限的情況下，用戶可以限制下載速度，不影響其它app的使用
斷點續(xù)傳技術(shù)，用戶可以隨時暫停下載，或者在下載失敗后，后續(xù)可以繼續(xù)下載
支持斷線重連
通知欄顯示下載進度條，下載完成后，只要不點擊通知欄，app一直駐留不閃退
二．主要技術(shù)原理
后臺下載
首先，我們說一下普通的下載，就是根據(jù)客戶端提供的某個文件在服務端的地址，使用http連接技術(shù)，將這個文件下載到本地，支持http和https兩種url地址。
那什么是后臺下載呢？后臺下載和普通下載有什么不同？
所謂的后臺下載，就是將手機切換到后臺以后，我們的下載仍然可以正常運行，用戶啟動后臺下載后，可以打開其它app，一邊看著新聞，聊著天，一邊后臺跑著下載程序，兩不耽誤。
前臺下載是無法實現(xiàn)這個功能的，只要你切換到后臺，下載就停止了。
我們的后臺下載技術(shù)，基于android自帶的下載模塊實現(xiàn)，啟動下載后，將游戲切換到后臺，下載繼續(xù)進行，不中斷、不閃退。
第一步，實現(xiàn)一個普通的下載DownTask
Class DownloadTask extends Thread
{
@Override
public void run()
{
根據(jù)url獲得遠程鏈接
HttpURLConnection conn = (HttpURLConnection) url.openConnection();
int timeout = 10;
conn.setConnectTimeout(timeout * 1000);
conn.setReadTimeout(timeout * 1000);
conn.setRequestMethod("GET");
然后，獲得數(shù)據(jù)流，并讀取數(shù)據(jù)到文件里
InputStream inputStream = conn.getInputStream();
int bytesRead = -1;
byte[] readBuf = new byte[1024];
bytesRead = inputStream.read(readBuf);
while(bytesRead != -1)
{
raf.write(readBuf, 0, bytesRead);
。。。。。。
}
}
}
第二步，將下載嵌入到嵌入到android系統(tǒng)service框架內(nèi),通過將下載模塊嵌入到service內(nèi)，完成后臺下載邏輯，可以實現(xiàn)下載程序的后臺運行。
public class DownloadService extends Service
{
@Override
public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId)
{
if(intent != null)
{
int downloadId = intent.getIntExtra("downloadId",0);
String url = intent.getStringExtra("url");
String downloadPath = intent.getStringExtra("downloadPath");
DownloadFileInfo fileInfo = new DownloadFileInfo(url, downloadPath);
DownloadTask task = new DownloadTask( fileInfo,maxBandwidth);
task.download();
}
}
}
第三步,啟動service
Intent intent = new Intent(context, DownloadService.class);
intent.putExtra("downloadId",needInfo._downloadId);
intent.putExtra("url",needInfo._url)
intent.putExtra("downloadPath",needInfo._downloadPath);
context.startService(intent);
通過以上幾步，一個后臺下載，就跑起來了。
斷點續(xù)傳
對于一個幾個G，幾十G的大文件來說， 斷點續(xù)傳是必須要有的功能。當我們下載了一半的時候，手機沒電了，或者網(wǎng)絡斷了，或者游戲閃退了，如果沒有斷點續(xù)傳，那就悲劇了，重新啟動下載，就會重新開始下載，不僅浪費了時間，浪費了電量，還浪費了流量，這對用戶是不可接受的。而有了斷點續(xù)傳就好多了，我們再也不用擔心下載過程中發(fā)生各種意外了。
斷點續(xù)傳是怎么實現(xiàn)的呢？android系統(tǒng)的http模塊支持片段下載，我們可以把每次下載的起始點、偏移量等數(shù)據(jù)保存到本地，然后，每次啟動下載，首先查詢之前有沒有下載過，下載記錄里如果以前下載過，那我們就從上次下載的位置接著下載；沒有下載過則從頭下載。下載開始后，用戶可以隨時暫停下載、關(guān)閉下載，或者在下載失敗后，后續(xù)可以繼續(xù)下載。
多線程的應用
線程是進程中的一個執(zhí)行單元，負責當前進程中程序的執(zhí)行，一個進程中至少有一個線程。進程中如果包含多個線程在同時運行，就是多線程了，在多線程運行環(huán)境下，所有線程輪流使用 CPU 的使用權(quán)，根據(jù)優(yōu)先級，給每個線程分配占用 CPU 的時間。
游戲里的資源，不壓縮的散文件有上萬個，壓縮到幾個大文件，每個文件，也是好幾個G大。不管是散文件，還是大文件，如果把下載任務放到主線程里，那游戲體驗非常不好，不僅卡頓，下載的時候，還干不了別的?；谶@些，多線程技術(shù)的使用，是必選的了。
采用多線程技術(shù)，一方面，上萬個文件需要下載，速度不夠高。沒啥好辦法，多開幾個下載隊列，同時下載，實現(xiàn)了多個文件的同時下載。另一方面，幾個G的單一大文件，速度不夠高。在單文件下載性能優(yōu)化無法提高的情況下，可以將幾個G的大文件切割成若干不同片端，每個片段開一個線程來分別下載各個片段，然后幾個線程同時下載，最后實現(xiàn)整個文件的下載，極大提高了大文件的下載速度，通過實測，下載速度最快達到每秒十幾M。
推送通知
通知欄顯示采用操作系統(tǒng)原生API接口實現(xiàn)，創(chuàng)建通知的基本步驟如下：
使用getSystemService 拿到 NotificationManager 的管理類，使用Notification 設置標題、內(nèi)容、圖片等，最后調(diào)用 NotificationManager 的 notify() 調(diào)出通知欄
由于android手機不同品牌，版本不一致，而且有的大廠(華為，oppo,三星、小米等)的操作系統(tǒng)沒有跟隨google版本走，自己再維護一套，導致通知欄的顯示，在不同品牌手機，不同版本上的表現(xiàn)不一致，最后通過適配來解決差異性。
三．代碼結(jié)構(gòu)
代碼分為3層結(jié)構(gòu)
底層：
采用java語言，調(diào)用android原生API實現(xiàn)，提供aar文件
1.TakeDownload對外開放接口，對內(nèi)向DownloadEngine傳遞參數(shù)
2.DownloadEngine是下載管理器，負責下載隊列的創(chuàng)建、管理，下載文件的收集、管理，回調(diào)消息的發(fā)布。通過創(chuàng)建若干下載隊列，采用多線程，幾個隊列同時下載文件。
3.downloadService負責下載任務的創(chuàng)建，管理,
4.DownloadTask，負責單個文件的下載
5.LocalData,負責本地數(shù)據(jù)存儲，將每個文件的下載狀態(tài)信息保存下來
6.NotificationBar，負責通知欄顯示
中間層：
采用C#語言，封裝底層接口實現(xiàn)各個功能，然后，向上層提供調(diào)用接口，提供dll文件
邏輯層：采用C#語言，調(diào)用中間層提供的接口，實現(xiàn)相關(guān)功能
四．開發(fā)中遇到的難點及解決辦法
從設計開發(fā)初期，到項目實際使用中，斷斷續(xù)續(xù)，遇到了很多的問題，其中有幾個典型問題，這里記錄了下來。
1．在某些低端機上，存在內(nèi)存不足的問題。這個，不管在什么檔次的設備上，內(nèi)存消耗，永遠是個問題。需要盡量減少內(nèi)存泄漏，釋放短期內(nèi)不用的內(nèi)存，還有，可以使用內(nèi)存池來減少碎片。
2.弱網(wǎng)環(huán)境下，網(wǎng)絡時好時壞，導致下載經(jīng)常失敗。網(wǎng)絡斷開，經(jīng)常會遇到。后來，加了一個重復下載機制。每個文件，都可以嘗試下載三次，超過三次以上，還沒有下載成功，就認為是失敗，直接返回給上層，由上層來彈出提示框，等待用戶決定，是否重新下載。
3.上萬個文件需要下載，速度不夠高。沒啥好辦法，多開幾個下載隊列，同時下載。項目使用過程，建議把這些小文件壓縮到若干個大文件，可以提高速度。
4.幾個G的單一大文件，速度不夠高。在單文件下載性能優(yōu)化無法提高的情況下，可以把文件切割成若干片段，每個片段開一個線程，然后幾個線程同時下載。
5.通知欄在很多設備上出現(xiàn)異常，表現(xiàn)不一。不同設備，操作系統(tǒng)版本號不同，而且，有的機型，即使版本號一樣，但由于自己對系統(tǒng)做了修改而有差異，需要做適配。
6.文件下載到本地后，需要進行md5、crc等文件校驗。項目在驗證的過程中，出現(xiàn)了一個所有人沒有想到的小插曲，就是在所有文件下載完畢后，他們直接進入手機目錄下，手動將下載的文件拷貝到了電腦里，然后用文件比較工具，比較下載文件和源文件的二進制內(nèi)容，發(fā)現(xiàn)很多文件都不同。這個問題，當時我和另一個同事，都被搞懵了，因為demo里有md5校驗都是對的，但是把文件手動拷出來比較就不對，我們投入了兩個工作日時間去查找問題，怎么也查不到。最后，發(fā)現(xiàn)是手機操作系統(tǒng)做了文件保護機制，如果手動拷貝文件，拷出來的文件已經(jīng)發(fā)生了變化。后來，我們是通過手機助手軟件來導出了文件，經(jīng)過和源文件比較，才驗證了文件的正確性。
7.還遇到個問題，項目在測試的時候，他們先下載一半的時候中途退出程序，然后手動進入手機目錄下，把下載目錄給刪除掉，接著，重新啟動下載，出現(xiàn)了文件下載完后md5校驗不對的問題，而且是必現(xiàn)的。之前，一直沒有這么測試過，也就從來沒有發(fā)現(xiàn)這個問題。這個問題主要是因為下載的文件和數(shù)據(jù)庫文件不在同一個目錄下，中途刪除下載目錄的時候，沒有把另一個目錄下的記錄文件下載進度的數(shù)據(jù)庫文件給刪掉，導致啟動下載的時候，會首先查找文件下載進度，查找到有個文件下載了一半，然后就從一半的位置接著下載，然后就出現(xiàn)了文件校驗不對的問題。知道了問題所在，就好修復了。在每次下載某個文件的時候，如果數(shù)據(jù)庫里有這個文件的下載進度記錄的時候，再查找一下本地是否有這個文件，如果沒有就把數(shù)據(jù)庫里的這條記錄給清空了。
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