视频播放、断点续传、多线程下载实现基础:Range

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实现一个视频播放的功能,以及对大文件的下载操作等等都避不开一个点:获取文件任意位置的数据,如果说我们单纯的通过 echo file-content 的方式只能用于文件下载,如果视频文件用于播放中,则难以处理,具体表现则为视频播放的时候无法调整进度条,而且如果是视频网站,对于视频只采用放在某个可以直接访问的目录上,那么这个视频也就相当于公开了,对于什么 VIP 什么的也就无从说起,本篇文章将 Range,来提供视频播放、断点续传、多线程下载的技术依赖实现

Range

HTTP协议中,支持以 Range 的形式指定获取资源的特定偏移的数据,语法格式如下,具体参考 Range: MDN

Range: <unit>=<range-start>-
Range: <unit>=<range-start>-<range-end>
Range: <unit>=<range-start>-<range-end>, <range-start>-<range-end>
Range: <unit>=<range-start>-<range-end>, <range-start>-<range-end>, <range-start>-<range-end>
  • <unit> 只能是 bytes (目前来说),指定单位
  • <range-start> 一个整数,表示在特定单位下,范围的起始值。
  • <range-end> 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。

如: 获取 0-100 字节的数据和120到结尾的数据

Range: bytes=0-100,120-

Content-Range

该头部指定了响应的数据的内容范围,语法格式如下:

Content-Range: <unit> <range-start>-<range-end>/<size>
Content-Range: <unit> <range-start>-<range-end>/*
Content-Range: <unit> */<size>

说明:

  • <unit> 数据区间所采用的单位。通常是字节(bytes)。
  • <range-start> 一个整数,表示在给定单位下,区间的起始值。
  • <range-end> 一个整数,表示在给定单位下,区间的结束值。
  • <size> 整个文件的大小(如果大小未知则用 "*" 表示)

例如:

Content-Range: bytes 200-1000/67589

多Range响应

目测在网络上面的都没有说到,但是HTTP协议支持多Range,具体返回内容信息格式如下:

GET http://suda.dev.dx/file HTTP/1.1
Host: suda.dev.dx
Connection: keep-alive
Accept-Encoding: identity;q=1, *;q=0
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/73.0.3679.0 Safari/537.36
Accept: */*
Referer: http://test.dev.dx/video.html
Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.9
Cookie: php_session=8eec314af63d994c2eeb1baca7487332
Range: bytes=0-1,2-3


HTTP/1.1 206 Partial Content
Date: Sun, 10 Mar 2019 09:36:59 GMT
Server: Apache/2.4.23 (Win32) OpenSSL/1.0.2j mod_fcgid/2.3.9
X-Powered-By: PHP/7.2.1
Accept-Ranges: bytes
Content-Length: 220
Keep-Alive: timeout=5, max=100
Connection: Keep-Alive
Content-Type: multipart/byteranges; boundary=multiple_range_ss6bBSB6IlLi0YPpP8rK3g==

--multiple_range_ss6bBSB6IlLi0YPpP8rK3g==
Content-Type: video/mp4
Content-Range: bytes 0-1/132006090

<...somedata...>
--multiple_range_ss6bBSB6IlLi0YPpP8rK3g==
Content-Type: video/mp4
Content-Range: bytes 2-3/132006090

<...somedata...>

Accept-Rangs

服务器响应,告诉浏览器是否支持 Range,

语法:

Accept-Ranges: bytes
Accept-Ranges: none
  • none
    不支持任何范围请求单位,由于其等同于没有返回此头部,因此很少使用。不过一些浏览器,比如IE9,会依据该头部去禁用或者移除下载管理器的暂停按钮。
  • bytes
    范围请求的单位是 bytes (字节)

实现代码

本实现代码可以简单理解为伪代码,部分依赖没有给出,Swoole 环境下修改一下即可使用。

使用代码:

<?php

namespace suda\welcome\response;

use suda\framework\Request;
use suda\framework\Response;
use suda\application\processor\RequestProcessor;
use suda\application\processor\FileRangeProccessor;

class FileResponse implements RequestProcessor
{
    public function onRequest(Request $request, Response $response)
    {
        $filename = 'G:\视频\刺客伍六七.2018\EP01.mp4';
        $processor = new FileRangeProccessor($filename);
        $processor->onRequest($request, $response);
    }
}

依赖代码:

<?php
namespace suda\application\processor;

use SplFileObject;
use suda\framework\Request;
use suda\framework\Response;
use suda\framework\response\MimeType;
use suda\framework\http\stream\DataStream;
use suda\application\processor\RequestProcessor;

/**
 * 响应
 */
class FileRangeProccessor implements RequestProcessor
{
    /**
     * 文件路径
     *
     * @var SplFileObject
     */
    protected $file;

    /**
     * MIME
     *
     * @var string
     */
    protected $mime;

    public function __construct($file)
    {
        $this->file = $file instanceof SplFileObject? $file : new SplFileObject($file);
        $this->mime = MimeType::getMimeType($this->file->getExtension());
    }

    /**
     * 处理文件请求
     *
     * @param \suda\framework\Request $request
     * @param \suda\framework\Response $response
     * @return void
     */
    public function onRequest(Request $request, Response $response)
    {
        $ranges = $this->getRanges($request);
        $response->setHeader('accept-ranges', 'bytes');
        if ($ranges === false || $request->getMethod() !== 'GET') {
            $response->status(400);
        } elseif ($ranges === null) {
            $response->sendFile($this->file->getRealPath());
        } elseif (count($ranges) === 1) {
            $response->status(206);
            $range = $ranges[0];
            $response->setHeader('content-type', $this->mime);
            $response->setHeader('content-range', $this->getRangeHeader($range));
            $this->sendFileByRange($response, $range);
        } else {
            $response->status(206);
            $this->sendMultipleFileByRange($response, $ranges);
        }
    }

    /**
     * 发送多Range
     *
     * @param \suda\framework\Response $response
     * @param array $ranges
     * @return void
     */
    protected function sendMultipleFileByRange(Response $response, array $ranges)
    {
        $separates = 'multiple_range_'.base64_encode(\md5(\uniqid(), true));
        $response->setHeader('content-type', 'multipart/byteranges; boundary='.$separates);
        foreach ($ranges as $range) {
            $response->write('--'.$separates."\r\n");
            $this->sendMultipleRangePart($response, $range);
            $this->sendFileByRange($response, $range);
            $response->write("\r\n");
        }
    }


    /**
     * 发送范围数据
     *
     * @param \suda\framework\Response $response
     * @param array $range
     * @return void
     */
    protected function sendFileByRange(Response $response, array $range)
    {
        $response->write(new DataStream($this->file->getRealPath(), $range['start'], $range['end'] -  $range['start'] + 1));
    }

    /**
     * 获取Range描述
     *
     * @param \suda\framework\Request $request
     * @return array|bool|null
     */
    protected function getRanges(Request $request)
    {
        $ranges = $this->parseRangeHeader($request);
        if (\is_array($ranges)) {
            return $this->parseRanges($ranges);
        } elseif ($ranges === false) {
            return false;
        }
        return null;
    }

    /**
     * 写Range头
     *
     * @param \suda\framework\Response $response
     * @param array $range
     * @return void
     */
    protected function sendMultipleRangePart(Response $response, array $range)
    {
        $response->write('Content-Type: '.$this->mime."\r\n");
        $response->write('Content-Range: '.$this->getRangeHeader($range) ."\r\n\r\n");
    }

    /**
     * 生成Range头
     *
     * @param array $range
     * @return string
     */
    protected function getRangeHeader(array $range):string
    {
        return sprintf('bytes %d-%d/%d', $range['start'], $range['end'], $this->file->getSize());
    }

    /**
     * 获取Range描述
     *
     * @param \suda\framework\Request $request
     * @return array|bool|null
     */
    protected function parseRangeHeader(Request $request)
    {
        $range = $request->getHeader('range', null);
        if (is_string($range)) {
            $range = trim($range);
            if (\strpos($range, 'bytes=') !== 0) {
                return false;
            }
            $rangesFrom = \substr($range, strlen('bytes='));
            return \explode(',', $rangesFrom);
        }
        return null;
    }
    
    /**
     * 处理范围
     *
     * @param array $ranges
     * @return array|bool
     */
    protected function parseRanges(array $ranges)
    {
        $range = [];
        foreach ($ranges as  $value) {
            if (($r = $this->parseRange($value)) !== null) {
                $range[] = $r;
            } else {
                return false;
            }
        }
        return $range;
    }

    /**
     * 处理Range
     *
     * @param string $range
     * @return array
     */
    protected function parseRange(string $range):?array
    {
        $range = trim($range);
        if (strrpos($range, '-') === strlen($range) - 1) {
            return [
                'start' => intval(\rtrim($range, '-')),
                'end' => $this->file->getSize() - 1,
            ];
        } elseif (\strpos($range, '-') !== false) {
            list($start, $end) = \explode('-', $range, 2);
            return ['start' => intval($start) , 'end' => intval($end) ];
        }
        return null;
    }
}

参考文献

  1. https://tools.ietf.org/html/r...
  2. https://tools.ietf.org/html/r...
  3. https://developer.mozilla.org...
  4. https://developer.mozilla.org...
  5. 完整代码

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