--- highlight: a11y-dark --- 在 [JavaScript 中如何实现并发控制？](https://mp.weixin.qq.com/s/yWOPoef9ixuSBWApZQhjIg) 这篇文章中，阿宝哥详细分析了 [async-pool](https://github.com/rxaviers/async-pool) 这个库如何利用 `Promise.all` 和 `Promise.race` 函数实现异步任务的并发控制。本文阿宝哥将介绍如何利用 [async-pool](https://github.com/rxaviers/async-pool) 这个库提供的 `asyncPool ` 函数来实现大文件的并行下载。相信有些小伙伴已经了解大文件上传的解决方案，在上传大文件时，为了提高上传的效率，我们一般会使用 [Blob.slice](https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/API/Blob/slice) 方法对大文件按照指定的大小进行切割，然后在开启多线程进行分块上传，等所有分块都成功上传后，再通知服务端进行分块合并。那么对大文件下载来说，我们能否采用类似的思想呢？在服务端支持 `Range` 请求首部的条件下，我们也是可以实现多线程分块下载的功能，具体如下图所示： ![](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/105d45a0431c4d9d86310758bf83ffcc~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image) 看完上图相信你对大文件下载的方案，已经有了一定的了解。接下来，我们先来介绍 HTTP 范围请求。 > 关注「全栈修仙之路」阅读阿宝哥原创的 4 本免费电子书（累计下载 3万+）及 11 篇 Vue 3 进阶系列教程。 ### 一、HTTP 范围请求 HTTP 协议范围请求允许服务器只发送 HTTP 消息的一部分到客户端。范围请求在传送大的媒体文件，或者与文件下载的断点续传功能搭配使用时非常有用。如果在响应中存在 `Accept-Ranges` 首部（并且它的值不为 “none”），那么表示该服务器支持范围请求。在一个 Range 首部中，可以一次性请求多个部分，服务器会以 multipart 文件的形式将其返回。如果服务器返回的是范围响应，需要使用 **206 Partial Content** 状态码。假如所请求的范围不合法，那么服务器会返回 **416 Range Not Satisfiable** 状态码，表示客户端错误。服务器允许忽略 Range 首部，从而返回整个文件，状态码用 200 。 #### 1.1 Range 语法 ``` Range: =- Range: =- Range: =-, - Range: =-, -, - ``` - `unit`：范围请求所采用的单位，通常是字节（bytes）。 - ``：一个整数，表示在特定单位下，范围的起始值。 - ``：一个整数，表示在特定单位下，范围的结束值。**这个值是可选的，如果不存在，表示此范围一直延伸到文档结束。** 了解完 `Range` 语法之后，我们来看一下实际的使用示例： ##### 1.1.1 单一范围 ```shell $ curl http://i.imgur.com/z4d4kWk.jpg -i -H "Range: bytes=0-1023" ``` ##### 1.1.2 多重范围 ```shell $ curl http://www.example.com -i -H "Range: bytes=0-50, 100-150" ``` 好了，HTTP 范围请求的相关知识就先介绍到这里，下面我们步入正题开始介绍如何实现大文件下载。 ### 二、如何实现大文件下载为了让大家能够更好地理解后面的内容，我们先来看一下整体的流程图： ![](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/0061dc3394644725a61a2414a3690c8b~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image) 了解完大文件下载的流程之后，我们先来定义上述流程中涉及的一些辅助函数。 #### 2.1 定义辅助函数 ##### 2.1.1 定义 getContentLength 函数顾名思义 `getContentLength` 函数，用于获取文件的长度。在该函数中，我们通过发送 `HEAD` 请求，然后从响应头中读取 `Content-Length` 的信息，进而获取当前 `url` 对应文件的内容长度。 ```javascript function getContentLength(url) { return new Promise((resolve, reject) => { let xhr = new XMLHttpRequest(); xhr.open("HEAD", url); xhr.send(); xhr.onload = function () { resolve( ~~xhr.getResponseHeader("Content-Length") ); }; xhr.onerror = reject; }); } ``` ##### 2.1.2 定义 asyncPool 函数在 [JavaScript 中如何实现并发控制？](https://mp.weixin.qq.com/s/yWOPoef9ixuSBWApZQhjIg) 这篇文章中，我们介绍了 `asyncPool` 函数，它用于实现异步任务的并发控制。该函数接收 3 个参数： - `poolLimit`（数字类型）：表示限制的并发数； - `array`（数组类型）：表示任务数组； - `iteratorFn`（函数类型）：表示迭代函数，用于实现对每个任务项进行处理，该函数会返回一个 Promise 对象或异步函数。 ```javascript async function asyncPool(poolLimit, array, iteratorFn) { const ret = []; // 存储所有的异步任务 const executing = []; // 存储正在执行的异步任务 for (const item of array) { // 调用iteratorFn函数创建异步任务 const p = Promise.resolve().then(() => iteratorFn(item, array)); ret.push(p); // 保存新的异步任务 // 当poolLimit值小于或等于总任务个数时，进行并发控制 if (poolLimit <= array.length) { // 当任务完成后，从正在执行的任务数组中移除已完成的任务 const e = p.then(() => executing.splice(executing.indexOf(e), 1)); executing.push(e); // 保存正在执行的异步任务 if (executing.length >= poolLimit) { await Promise.race(executing); // 等待较快的任务执行完成 } } } return Promise.all(ret); } ``` ##### 2.1.3 定义 getBinaryContent 函数 `getBinaryContent` 函数用于根据传入的参数发起范围请求，从而下载指定范围内的文件数据块： ```javascript function getBinaryContent(url, start, end, i) { return new Promise((resolve, reject) => { try { let xhr = new XMLHttpRequest(); xhr.open("GET", url, true); xhr.setRequestHeader("range", `bytes=${start}-${end}`); // 请求头上设置范围请求信息 xhr.responseType = "arraybuffer"; // 设置返回的类型为arraybuffer xhr.onload = function () { resolve({ index: i, // 文件块的索引 buffer: xhr.response, // 范围请求对应的数据 }); }; xhr.send(); } catch (err) { reject(new Error(err)); } }); } ``` 需要注意的是 **`ArrayBuffer`** 对象用来表示通用的、固定长度的原始二进制数据缓冲区。**我们不能直接操作 `ArrayBuffer` 的内容，而是要通过类型数组对象或 DataView 对象来操作，它们会将缓冲区中的数据表示为特定的格式，并通过这些格式来读写缓冲区的内容**。 ##### 2.1.4 定义 concatenate 函数由于不能直接操作 **`ArrayBuffer`** 对象，所以我们需要先把 `ArrayBuffer` 对象转换为 `Uint8Array` 对象，然后在执行合并操作。以下定义的 `concatenate` 函数就是为了合并已下载的文件数据块，具体代码如下所示： ```javascript function concatenate(arrays) { if (!arrays.length) return null; let totalLength = arrays.reduce((acc, value) => acc + value.length, 0); let result = new Uint8Array(totalLength); let length = 0; for (let array of arrays) { result.set(array, length); length += array.length; } return result; } ``` ##### 2.1.5 定义 saveAs 函数 `saveAs` 函数用于实现客户端文件保存的功能，这里只是一个简单的实现。在实际项目中，你可以考虑直接使用 [FileSaver.js ](https://github.com/eligrey/FileSaver.js)。如果你对 [FileSaver.js ](https://github.com/eligrey/FileSaver.js) 的工作原理感兴趣的话，可以阅读 [聊一聊 15.5K 的 FileSaver，是如何工作的？](https://mp.weixin.qq.com/s/oW0izYKgMC2eZdM459gmgQ) 这篇文章。 ```javascript function saveAs({ name, buffers, mime = "application/octet-stream" }) { const blob = new Blob([buffers], { type: mime }); const blobUrl = URL.createObjectURL(blob); const a = document.createElement("a"); a.download = name || Math.random(); a.href = blobUrl; a.click(); URL.revokeObjectURL(blob); } ``` 在 `saveAs` 函数中，我们使用了 Blob 和 Object URL。其中 Object URL 是一种伪协议，允许 Blob 和 File 对象用作图像，下载二进制数据链接等的 URL 源。在浏览器中，我们使用 `URL.createObjectURL` 方法来创建 Object URL，该方法接收一个 `Blob` 对象，并为其创建一个唯一的 URL，其形式为 `blob:/`，对应的示例如下： ``` blob:https://example.org/40a5fb5a-d56d-4a33-b4e2-0acf6a8e5f641 ``` 浏览器内部为每个通过 `URL.createObjectURL` 生成的 URL 存储了一个 URL → Blob 映射。因此，此类 URL 较短，但可以访问 `Blob`。生成的 URL 仅在当前文档打开的状态下才有效。好了，Object URL 的相关内容就先介绍到这里，如果你进一步了解 Blob 和 Object URL 的话，可以阅读 [你不知道的 Blob](https://mp.weixin.qq.com/s/lQKTCS_QB0E62SK9oXD4LA) 这篇文章。 ##### 2.1.6 定义 download 函数 `download` 函数用于实现下载操作，它支持 3 个参数： - `url`（字符串类型）：预下载资源的地址； - `chunkSize`（数字类型）：分块的大小，单位为字节； - `poolLimit`（数字类型）：表示限制的并发数。 ```javascript async function download({ url, chunkSize, poolLimit = 1 }) { const contentLength = await getContentLength(url); const chunks = typeof chunkSize === "number" ? Math.ceil(contentLength / chunkSize) : 1; const results = await asyncPool( poolLimit, [...new Array(chunks).keys()], (i) => { let start = i * chunkSize; let end = i + 1 == chunks ? contentLength - 1 : (i + 1) * chunkSize - 1; return getBinaryContent(url, start, end, i); } ); const sortedBuffers = results .map((item) => new Uint8Array(item.buffer)); return concatenate(sortedBuffers); } ``` #### 2.2 大文件下载使用示例基于前面定义的辅助函数，我们就可以轻松地实现大文件并行下载，具体代码如下所示： ```javascript function multiThreadedDownload() { const url = document.querySelector("#fileUrl").value; if (!url || !/https?/.test(url)) return; console.log("多线程下载开始: " + +new Date()); download({ url, chunkSize: 0.1 * 1024 * 1024, poolLimit: 6, }).then((buffers) => { console.log("多线程下载结束: " + +new Date()); saveAs({ buffers, name: "我的压缩包", mime: "application/zip" }); }); } ``` 由于完整的示例代码内容比较多，阿宝哥就不放具体的代码了。感兴趣的小伙伴，可以访问以下地址浏览示例代码。 > 完整的示例代码：https://gist.github.com/semlinker/837211c039e6311e1e7629e5ee5f0a42 这里我们来看一下大文件下载示例的运行结果： ![](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/4ddb8be931e14feea5120399303b47c1~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image) ### 三、总结本文介绍了在 JavaScript 中如何利用 [async-pool](https://github.com/rxaviers/async-pool) 这个库提供的 `asyncPool ` 函数，来实现大文件的并行下载。除了介绍 `asyncPool ` 函数之外，阿宝哥还介绍了如何通过 HEAD 请求获取文件大小、如何发起 HTTP 范围请求及在客户端如何保存文件等相关知识。其实利用 `asyncPool ` 函数不仅可以实现大文件的并行下载，而且还可以实现大文件的并行上传，感兴趣的小伙伴可以自行尝试一下。 > 关注「全栈修仙之路」阅读阿宝哥原创的 4 本免费电子书（累计下载 3万+）及 11 篇 Vue 3 进阶系列教程。**想一起学习 TS/Vue 3.0 的小伙伴可以添加阿宝哥微信 —— semlinker**。 ### 四、参考资源 - [你不知道的 Blob](https://mp.weixin.qq.com/s/lQKTCS_QB0E62SK9oXD4LA) - [MDN - ArrayBuffer](https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/JavaScript/Reference/Global_Objects/ArrayBuffer) - [MDN - HTTP请求范围](https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/HTTP/Range_requests) - [JavaScript 中如何实现并发控制？](https://mp.weixin.qq.com/s/yWOPoef9ixuSBWApZQhjIg)