有許多網絡文件下載工具可以在Windows平台下很好地工作，如NetAnts、“網際快車”、TelePro等，還有像WebZip那樣功能強大的離線浏覽器。這些工具使我們可以在Windows環境下很輕松地下載網站上的文件、目錄、網站的一部分，甚至整個網站。然而在Linux環境下，這類工具卻很少。筆者通過自己的摸索，在集成開發環境KDevelop 1.2下實現了一個網站下載程序，它支持文件級的“多線程下載”和“斷點續傳”。下面本文分3部分介紹實現這一程序的基本技術。
基本原理
1．超級鏈接尋徑算法
要想靈活地下載一個網站的全部或部分內容，程序就必需具備從用戶指定的URL開始，沿著它所包含的超級鏈接遍歷整個網站的能力。在這個基礎上根據用戶的限制，篩選出所要下載的文件。
從“圖論”的角度分析，網站其實是一個由文件和超級鏈接組成的“連通有向圖”。文件是圖中的頂點，超級鏈接是有向邊。我們需要對這個有向圖進行“廣度優先遍歷”。為此，需要用一個隊列URLQueue來存放待訪問的目標。初始情況下，隊列中只含有用戶指定的那個URL。程序從隊頭取得下載目標的URL，如果它符合用戶的限制，就下載它指向的文件。分析此文件，找出其中包括的超級鏈接，生成新的下載目標的URL，然後將它們插入到隊列尾部。重復以上過程，直到隊列中沒有符合用戶限制的URL為止。
由於網站是一個“連通有向圖”，所以沿著超級鏈接，很可能回到已經訪問過的文件。為了避免程序出現死循環，要登記已經訪問過的目標。在分析下載文件的超級鏈接時，我們要將生成的新目標的URL與已經訪問過的進行比較，剔除會造成重復訪問的URL。為了提高查詢速度，我們采用了“哈希表”來存放從隊頭取出的URL。“哈希函數”可以采用將URL中的字符作為整型值相加，然後模一個質數的簡單方法來實現。在本文介紹的程序中使用了質數103。
2．多線程下載和斷點續傳
多線程下載和斷點續傳使用了同一個技術。HTTP協議允許客戶端在向服務器端發送下載一個文件的GET請求時，使用“Range: bytes=a1－a2"選項，要求服務器只傳送指定文件中從第a1個字節到a2個字節之間的部分內容。因此下載一個文件時，可以將其分成若干段，然後啟動多個線程，同時與服務器建立鏈接，分別傳送一個文件的多個部分。最後在本地將其拼接成一個完整的文件。由於從網上下載文件時，瓶頸是在服務器端和網絡傳輸過程中，所以采用多線程同時下載將大大提高下載速度。
當文件傳輸因出現問題而中斷時，程序可以將各個線程當前下載的進度和已經下載的內容當做“斷點信息”保存到文件中。用戶下一次下載同一目標時，程序可以根據文件中保留的斷點信息下載上次未完成的部分，然後將整個文件拼接起來，完成下載工作。這種技術對於在經常“掉線”的情況下下載大文件非常有利。因此，在當前流行的下載軟件中都采用了此項技術。
Linux如何啟動線程
1.定義一個以void ＊為參數、返回void ＊的函數。例如，為了啟動下載線程，需要定義如下函數：
void ＊ start(void ＊ arg)
{
((CWebCopy ＊) arg)－>DownLoad();
return arg;
}
2．在需要啟動線程時，只要三條語句。例如，啟動下載線程的代碼如下：
＃include
pthread_t tid;
pthread_create(＆tid,NULL,start,arg);
部分程序的實現
由於篇幅有限，在這裡我們只給出主控程序（圖1）和下載控制線程（圖2）的流程圖，並給出下載線程的算法描述。
圖1 主控程序的流程圖
圖2 下載控制線程的流程圖
以下是下載線程中三個關鍵性函數的算法描述（假定這三個函數都被封裝在CwebCopy類中）。
int CWebCopy ::DownLoad(char ＊ host,char ＊path,int a1,int a2，BYTE ＊ buf)
{
//本函數從host所指定的HTTP服務器上下載路徑為path的文件中從第a1字節到第a2字節的內容，與host所指定的主機的80端口(HTTP端口)建立流式鏈接,共嘗試5次
bool connected = false;
int sock; //用於存放套接字描述符
for(i = 0; i < 5 ; i＋＋){
if((sock = Connect(host,80)) < 0)
sleep(1);
else{
connected = true;
break;
}
}
if(connected){
//向指定的HTTP服務器發送GET請求,下載當前指定路徑下的文件的一部分
Send(sock,“GET path％cHost: ％s％cRange: bytes=％d－％d％c”,path,10,host,10,a1,a2,10);
int inflen,index = 0;
while(1){
strUCt timeval tv;
tv.tv_sec = 1;
tv.tv_usec = 0;
//檢查套接字是否接收到了數據,嘗試20次,每次間隔1秒
int readen;
readen =ReadEn(sock,tv,20);
//如果套接字中20秒內仍然沒有數據，則認為超時
if(readen < 1) return －1;
//接收數據,並存放在信息緩沖區中
inflen=read(sock,(buf＋index),a2－a1); // 如果此文件所需部分已經下載結束
if(inflen <= 0) break;
}
return 0;
}
else return －1;
}
int CWebCopy ::Send(int sock，char ＊fmt,...)
{
//本函數將指定的字符串發送到sock所指向的遠程HTTP服務器
char BUF[1024];
va_list argptr;
//處理可變個數參數
va_start(argptr,fmt);
//將參數整理成字符串後放入BUF中
vsprintf(BUF,fmt,argptr);
va_end(argptr);
//將BUF中的字符串發送到sock所指向的遠程服務器
return send(sock ,BUF,strlen(BUF),0);
}
int CWebCopy ::ReadEn(int sock，struct timeval tv,int tryloop)
{
//利用select函數檢驗套接字sock,如果套接字接收到數據則返回“讀使能”,如果出現“內部中斷”以外的錯誤,則返回 “讀禁止”
fd_set rfdset;
FD_ZERO(＆rfdset);
FD_SET(sock,＆rfdset);
int readen = 0;
for(int i = 0; i < tryloop; i＋＋){
readen = select(m_sock＋1,＆rfdset,NULL,NULL,＆tv);
if(readen>0(readen< 0 ＆＆ errno !=EINTR))
break;
sleep(1);
}
return readen;
}
return send(sock ,BUF,strlen(BUF),0);
}
int CWebCopy ::ReadEn(int sock，struct timeval tv,int tryloop)
{
//利用select函數檢驗套接字sock,如果套接字接收到數據則返回“讀使能”,如果出現“內部中斷”以外的錯誤,則返回 “讀禁止”
fd_set rfdset;
FD_ZERO(＆rfdset);
FD_SET(sock,＆rfdset);
int readen = 0;
for(int i = 0; i < tryloop; i＋＋){
readen = select(m_sock＋1,＆rfdset,NULL,NULL,＆tv);
if(readen>0(readen< 0 ＆＆ errno !=EINTR))
break;
sleep(1);
}
return readen;
}
