使用 C# 下载文件的多种方法小结

• 使用 downloader 进行 http 多线程下载
• 下载非 http 协议的文件

文件下载是一个软件开发中的常见需求。本文从最简单的下载方式开始步步递进，讲述了文件下载过程中的常见问题并给出了解决方案。并展示了如何使用多线程提升 http 的下载速度以及调用 aria2 实现非 http 协议的文件下载。

简单下载

在 .net 程序中下载文件最简单的方式就是使用 webclient 的 downloadfile 方法：

 var url = "https://www.coderbusy.com";
    var save = @"d:\1.html";
    using (var web = new webclient())
    {
        web.downloadfile(url,save);
    }

异步下载

该方法也提供异步的实现：

 var url = "https://www.coderbusy.com";
    var save = @"d:\1.html";
    using (var web = new webclient())
    {
        await web.downloadfiletaskasync(url, save);
    }

下载文件的同时向服务器发送自定义请求头

如果需要对文件下载请求进行定制，可以使用 httpclient ：

var url = "https://www.coderbusy.com";
    var save = @"d:\1.html";
    var http = new httpclient();
    var request = new httprequestmessage(httpmethod.get,url);
    //增加 auth 请求头
    request.headers.add("auth","123456");
    var response = await http.sendasync(request);
    response.ensuresuccessstatuscode();
    using (var fs = file.open(save, filemode.create))
    {
        using (var ms = response.content.readasstream())
        {
            await ms.copytoasync(fs);
        }
    }

如何解决下载文件不完整的问题

以上所有代码在应对小文件的下载时没有特别大的问题，在网络情况不佳或文件较大时容易引入错误。以下代码在开发中很常见：

  var url = "https://www.coderbusy.com";
    var save = @"d:\1.html";
    if (!file.exists(save))
    {
        console.writeline("文件不存在，开始下载...");
        using (var web = new webclient())
        {
            await web.downloadfiletaskasync(url, save);
        }
        console.writeline("文件下载成功");
    }
    console.writeline("开始处理文件");
    //todo:对文件进行处理

如果在 downloadfiletaskasync 方法中发生了异常（通常是网络中断或网络超时），那么下载不完整的文件将会保留在本地系统中。在该任务重试执行时，因为文件已存在（虽然它不完整）所以会直接进入处理程序，从而引入异常。

一个简单的修复方式是引入异常处理，但这种方式对应用程序意外终止造成的文件不完整无效：

 var url = "https://www.coderbusy.com";
    var save = @"d:\1.html";
    if (!file.exists(save))
    {
        console.writeline("文件不存在，开始下载...");
        using (var web = new webclient())
        {
            try
            {
                await web.downloadfiletaskasync(url, save);
            }
            catch
            {
                if (file.exists(save))
                {
                    file.delete(save);
                }
                throw;
            }
        }
        console.writeline("文件下载成功");
    }
    console.writeline("开始处理文件");
    //todo:对文件进行处理

笔者更喜欢的方式是引入一个临时文件。下载操作将数据下载到临时文件中，当确定下载操作执行完毕时将临时文件改名：

var url = "https://www.coderbusy.com";
    var save = @"d:\1.html";
    if (!file.exists(save))
    {
        console.writeline("文件不存在，开始下载...");
        //先下载到临时文件
        var tmp = save + ".tmp";
        using (var web = new webclient())
        {
            await web.downloadfiletaskasync(url, tmp);
        }
        file.move(tmp, save, true);
        console.writeline("文件下载成功");
    }
    console.writeline("开始处理文件");
    //todo:对文件进行处理

使用 downloader 进行 http 多线程下载

在网络带宽充足的情况下，单线程下载的效率并不理想。我们需要多线程和断点续传才可以拿到更好的下载速度。

downloader 是一个现代化的、流畅的、异步的、可测试的和可移植的 .net 库。这是一个包含异步进度事件的多线程下载程序。downloader 与 .net standard 2.0 及以上版本兼容，可以在 windows、linux 和 macos 上运行。

github 开源地址： https://github.com/bezzad/downloader

nuget 地址：https://www.nuget.org/packages/downloader

从 nuget 安装 downloader 之后，创建一个下载配置：

 var downloadopt = new downloadconfiguration()
    {
        bufferblocksize = 10240, // 通常，主机最大支持8000字节，默认值为8000。
        chunkcount = 8, // 要下载的文件分片数量，默认值为1
        maximumbytespersecond = 1024 * 1024, // 下载速度限制为1mb/s，默认值为零或无限制
        maxtryagainonfailover = int.maxvalue, // 失败的最大次数
        ontheflydownload = false, // 是否在内存中进行缓存？ 默认值是true
        paralleldownload = true, // 下载文件是否为并行的。默认值为false
        tempdirectory = "c:\\temp", // 设置用于缓冲大块文件的临时路径，默认路径为path.gettemppath()。
        timeout = 1000, // 每个 stream reader  的超时（毫秒），默认值是1000
        requestconfiguration = // 定制请求头文件
        {
            accept = "*/*",
            automaticdecompression = decompressionmethods.gzip | decompressionmethods.deflate,
            cookiecontainer =  new cookiecontainer(), // add your cookies
            headers = new webheadercollection(), // add your custom headers
            keepalive = false,
            protocolversion = httpversion.version11, // default value is http 1.1
            usedefaultcredentials = false,
            useragent = $"downloadersample/{assembly.getexecutingassembly().getname().version.tostring(3)}"
        }
    };

创建一个下载服务：

var downloader = new downloadservice(downloadopt);

配置事件处理器（该步骤可以省略）：

// provide `filename` and `totalbytestoreceive` at the start of each downloads
    // 在每次下载开始时提供 "文件名 "和 "要接收的总字节数"。
    downloader.downloadstarted += ondownloadstarted;

    // provide any information about chunker downloads, like progress percentage per chunk, speed, total received bytes and received bytes array to live streaming.
    // 提供有关分块下载的信息，如每个分块的进度百分比、速度、收到的总字节数和收到的字节数组，以实现实时流。
    downloader.chunkdownloadprogresschanged += onchunkdownloadprogresschanged;

    // provide any information about download progress, like progress percentage of sum of chunks, total speed, average speed, total received bytes and received bytes array to live streaming.
    // 提供任何关于下载进度的信息，如进度百分比的块数总和、总速度、平均速度、总接收字节数和接收字节数组的实时流。
    downloader.downloadprogresschanged += ondownloadprogresschanged;

    // download completed event that can include occurred errors or cancelled or download completed successfully.
    // 下载完成的事件，可以包括发生错误或被取消或下载成功。
    downloader.downloadfilecompleted += ondownloadfilecompleted;

接着就可以下载文件了：

string file = @"d:\1.html";
    string url = @"https://www.coderbusy.com";
    await downloader.downloadfiletaskasync(url, file);

下载非 http 协议的文件

除了 webclient 可以下载 ftp 协议的文件之外，上文所示的其他方法只能下载 http 协议的文件。

aria2 是一个轻量级的多协议和多源命令行下载工具。它支持 http/https、ftp、sftp、bittorrent 和 metalink。aria2 可以通过内置的 json-rpc 和 xml-rpc 接口进行操作。

我们可以调用 aria2 实现文件下载功能。

github 地址：

下载地址：

将下载好的 aria2c.exe 复制到应用程序目录，如果是其他系统则可以下载对应的二进制文件。

 public static async task download(string url, string fn)
    {
        var exe = "aria2c";
        var dir = path.getdirectoryname(fn);
        var name = path.getfilename(fn);

        void output(object sender, datareceivedeventargs args)
        {
            if (string.isnullorwhitespace(args.data))
            {
                return;
            }
            console.writeline("aria:{0}", args.data?.trim());
        }

        var args = $"-x 8 -s 8 --dir={dir} --out={name} {url}";
        var info = new processstartinfo(exe, args)
        {
            useshellexecute = false,
            createnowindow = true,
            redirectstandardoutput = true,
            redirectstandarderror = true,
        };
        if (file.exists(fn))
        {
            file.delete(fn);
        }

        console.writeline("启动 aria2c： {0}", args);
        using (var p = new process { startinfo = info, enableraisingevents = true })
        {
            if (!p.start())
            {
                throw new exception("aria 启动失败");
            }
            p.errordatareceived += output;
            p.outputdatareceived += output;
            p.beginoutputreadline();
            p.beginerrorreadline();
            await p.waitforexitasync();
            p.outputdatareceived -= output;
            p.errordatareceived -= output;
        }

        var fi = new fileinfo(fn);
        if (!fi.exists || fi.length == 0)
        {
            throw new filenotfoundexception("文件下载失败", fn);
        }
    }

以上代码通过命令行参数启动了一个新的 aria2c 下载进程，并对下载进度信息输出在了控制台。调用方式如下：

 var url = "https://www.coderbusy.com";
    var save = @"d:\1.html";
    await download(url, save);

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