面试题：Node.js文件下载时如何实现断点续传

Question

在Node.js实现文件下载功能中，要求实现断点续传。请阐述断点续传的原理，并基于Express框架编写代码实现该功能，同时说明需要处理哪些HTTP头信息。

Answer 1

断点续传原理

断点续传主要基于HTTP协议中的Range头和Content-Range头。客户端通过Range头告诉服务器需要下载文件的哪一部分，格式为Range: bytes=start-end，其中start是起始字节位置，end是结束字节位置（可选，如果不指定则表示到文件末尾）。服务器接收到带有Range头的请求后，会根据该头信息计算出要返回的文件部分，并通过Content-Range头告知客户端返回数据在整个文件中的范围，格式为Content-Range: bytes start-end/total，其中total是文件的总字节数。如果服务器支持断点续传，会返回206 Partial Content状态码，否则返回416 Requested Range Not Satisfiable状态码。

基于Express框架实现代码

const express = require('express');
const fs = require('fs');
const path = require('path');
const app = express();
const port = 3000;

app.get('/download', (req, res) => {
    const filePath = path.join(__dirname, 'yourFile.pdf');
    const stat = fs.statSync(filePath);
    const fileSize = stat.size;
    const range = req.headers.range;
    if (range) {
        const parts = range.replace(/bytes=/, '').split('-');
        const start = parseInt(parts[0], 10);
        const end = parts[1] ? parseInt(parts[1], 10) : fileSize - 1;
        const chunksize = (end - start) + 1;
        const file = fs.createReadStream(filePath, { start, end });
        const head = {
            'Content-Range': `bytes ${start}-${end}/${fileSize}`,
            'Accept-Ranges': 'bytes',
            'Content-Length': chunksize,
            'Content-Type': 'application/pdf'
        };
        res.writeHead(206, head);
        file.pipe(res);
    } else {
        const head = {
            'Content-Length': fileSize,
            'Content-Type': 'application/pdf'
        };
        res.writeHead(200, head);
        fs.createReadStream(filePath).pipe(res);
    }
});

app.listen(port, () => {
    console.log(`Server running on port ${port}`);
});

需要处理的HTTP头信息

1. Range：客户端发送，告知服务器需要下载文件的字节范围。
2. Content-Range：服务器发送，告知客户端返回数据在整个文件中的字节范围。
3. Accept-Ranges：服务器发送，告知客户端服务器支持按字节范围请求数据，值通常为bytes。
4. Content-Length：对于普通下载（无Range头），服务器发送文件的总大小；对于断点续传（有Range头），服务器发送本次返回数据的大小。