CN103391454B - 一种多线程下载方法和装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种多线程下载方法，该方法包括：对支持多线程下载的视音频，根据下载单元长度，确定下载片段大小和并发下载线程数量，启动与确定的并发下载线程数量相同的下载线程进行并发下载；当任一下载片段下载完成时，若确定该下载片段为所述下载单元的第一个下载片段，传输该下载片段进行播放。基于同样的发明构思，本申请还提出一种装置，在CPU低功耗的情况下，能够高效利用网络带宽下载视音频数据，进而提高视音频播放的流畅度。

Description

一种多线程下载方法和装置

技术领域

本申请涉及超文本传输协议（Hypertext Transfer Protocol，HTTP）网络下载领域，特别涉及一种多线程下载方法和装置。

背景技术

随着网络技术的发展，在线观看流媒体视频已成为一种流行趋势。在视频播放的同时进行数据更新下载、增量实时获取媒体呈现描述（media presentation description，MPD）更新、码流切换的优化、带宽的优化。

现有实现中，通过单线程下载视频，并且边下载边播放。在不限制网络速度的情况下，通常可以流畅播放，但是当网络带宽比较紧张，或网络不稳定的时候，带宽出现震荡，单线程因为下载方式和下载速度的限制，不能及时的捕捉到当前带宽的切换，响应会有延迟，当网络由高变低，就会出现视频播放缓冲，当网络由低变高，视频的播放就不能及时的切换到更清晰的画面，影响用户体验。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种多线程下载方法和装置，能够在CPU低功耗的情况下，高效利用网络带宽下载视音频数据，进而提高播放视音频的流畅度。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样实现的：

一种多线程下载方法，所述方法包括：

获取待下载视音频的统一资源定位符URL，根据该URL通过超文本传输协议HTTP的头Head下载方式获取Head信息，所述Head信息包含下载单元长度和多线程下载标识符；

若根据所述多线程下载标识符确定该待下载视音频支持多线程下载，则根据所述下载单元长度，确定下载片段的大小和并发下载线程数量，启动与确定的并发下载线程数量相同的下载线程进行并发下载；

当任一下载片段下载完成时，确定该下载片段是否为所述下载单元的第一个下载片段，如果是，传输该下载片段进行播放；否则，不进行下载片段的传输，继续等待下一个下载片段的下载完成。

一种装置，所述装置包括：获取单元、确定单元和处理单元；

所述获取单元，进一步用于获取待下载视音频的统一资源定位符URL，根据该URL通过超文本传输协议HTTP的头Head下载方式获取Head信息，所述Head信息包含下载单元长度和多线程下载标识符；

所述确定单元若根据所述获取单元获取的多线程下载标识符确定该待下载视音频支持多线程下载，则根据所述下载单元长度，确定下载片段的大小和并发下载线程数量；用于确定所述处理单元下载的任一下载片段完成时，确定该下载片段是否为所述下载单元的第一个下载片段；

所述处理单元，用于启动与所述确定单元确定的并发下载线程数量相同的下载线程进行并发下载；当确定该已下载完成的下载片段为所述下载单元的第一个下载片段，传输该下载片段进行播放；当确定该已下载完成的下载片段不为所述下载单元的第一个下载片段，不进行下载片段的传输，继续等待下一个下载片段的下载完成。

综上所述，本申请通过，对支持多线程下载的视音频，根据下载单元长度，确定下载片段大小和并发下载线程数量，启动与确定的并发下载线程数量相同的下载线程进行并发下载；当任一下载片段下载完成时，若确定该下载片段为所述下载单元的第一个下载片段，传输该下载片段进行播放。在CPU低功耗的情况下，能够高效利用网络带宽下载视音频数据，进而提高视音频播放的流畅度。

附图说明

图1为本发明实施例中多线程下载方法流程示意图；

图2为本发明具体实施例中应用于上述技术的装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明所述方案作进一步地详细说明。

本发明实施例中提出一种多线程下载方法，对于支持多线程下载的视音频，根据下载单元长度，确定下载片段大小和并发下载线程数量，启动与确定的并发下载线程数量相同的下载线程进行并发下载；当任一下载片段下载完成时，若确定该下载片段为所述下载单元的第一个下载片段，传输该下载片段进行播放。在CPU低功耗的情况下，能够高效利用网络带宽下载视音频数据，进而提高视音频播放的流畅度。

该方法应用于为自适应流媒体播放设备下载待播放的视音频，可以单一部署在一台设备上，也可以部署在自适应流媒体播放设备上。下面结合附图，详细说明本发明具体实施例中如何实现多线程下载方法的。

参见图1，图1为本发明实施例中多线程下载方法流程示意图。具体步骤为：

步骤101，设备获取待下载视音频的统一资源定位符（Uniform Resource LocatorURL），根据该URL通过HTTP的头（Head）下载方式获取Head信息，所述Head信息包含下载单元长度和多线程下载标识符。

在具体实现时，获取待下载视音频的URL的方法，可以是直接获取给定的URL，也可以是从MPD文件中解析出的MPD信息中获取，该URL作为HTTP下载所指向的路径。

在对待下载的视音频进行下载之前，需要根据获取的URL通过HTTP的Head下载方式获取Head信息，并根据Head信息来进一步确定如何下载该视音频。

本步骤中该设备获取Head信息，具体包括：

该设备创建执行Head下载的线程，设置执行Head下载的下载参数和回调函数；并根据设置的执行Head下载的下载参数和回调函数，初始化所述执行Head下载的线程后，执行Head下载，在所述回调函数中获取Head信息。其中，配置的下载参数包括下载超时时间等。

步骤102，该设备若根据所述多线程下载标识符确定该待下载视音频支持多线程下载，则根据所述下载单元长度，确定下载片段的大小和并发下载线程数量，启动与确定的并发下载线程数量相同的下载线程进行并发下载。

该设备预先配置最小下载片段的大小和最大下载片段的大小，配置最大并发下载线程数量和最小并发下载线程数量。

本步骤中根据所述下载单元长度，确定下载片段的大小，具体包括：

若获取的下载单元长度小于配置的最大下载片段的大小与最大并发下载线程数量的乘积，则确定每个下载片段的大小为最小下载片段的大小。

若获取的下载单元长度不小于配置的最大下载片段的大小与最大并发下载线程数量的乘积，则确定每个下载片段的大小为最大下载片段的大小。

本步骤中该设备确定并发下载线程数量，具体包括：

该设备将获取的下载单元长度除以确定的每个下载片段的大小，获取下载单元被等分的数量；

若所述下载单元被等分的数量小于最小并发下载线程数量，则并发下载线程数量确定为最小并发下载线程数量；

若所述下载单元被等分的数量大于最大并发下载线程数量，则并发下载线程数量确定为最大并发下载线程数量；

若所述下载单元被等分的数量不小于最小并发下载线程数量，且不大于最大并发下载线程数量，则并发下载线程数量确定为所述下载单元被等分的数量。

下载片段如果太小，就需要分段下载很多次，每一次下载片段的结束都需要对下载线程的关闭和再初始化分配新的下载任务，需要占用CPU资源，影响整个工程的效率；下载片段如果太大，每一次下载片段就需要占用大量的时间片来完成，导致处理部分的时间片没有数据可处理，也会影响整个工程的效率。

下载线程数量如果太小，就会反复的结束和重新初始化新的线程，下载线程数量如果太多，就会导致下载的数据分散，都会影响工程的效率。因此，需要计算一个合理的下载片段的大小和下载线程的数量

确定下载片段的大小和下载线程数量，是为了保证在不占用过多CPU资源的前提下，针对不同大小的可下载单元，最大化下载速率，并且本发明具体实施例中需要兼顾实现环境，不仅需要优化下载，也需要尽可能不占用过多CPU资源，以保证数据的传输和处理，因此，给出了较优的确定下载片段的大小和下载线程数量的实现方法。

单线程的单次扫描通常最大数据量为16K，所以对不同大小的文件下载方式不一样：MPD文件和M3U8文件很小，一般都小于16K，单线程的一次下载就可以完成，如果分段下载，反而增加CPU的功耗，下载速度并不能得到提升；对于较大的可下载音视频文件，单线程的单次下载数据量固定，如果线性下载，下载时间也会随着文件大小的变化而线性变化，如果此时采用多线程并发下载，就可以保证每次并发下载的数据总量远远超过16K，下载时间就会大大缩短。

该若根据所述多线程下载标识符确定该待下载视音频不支持多线程下载，启动单线程下载，同现有实现，这里不再详细描述。

该设备启动与确定的并发下载线程数量相同的下载线程进行并发下载，包括：

该设备创建与并发下载线程数量相同的下载线程，设置执行下载的下载参数和回调函数；并根据设置的下载参数和回调函数，初始化所述执行并发下载的线程后，执行并发下载，在所述回调函数中获取下载片段。其中，配置的下载参数包括下载超时时间、各下载片段在下载单元中的位置顺序等。

步骤103，当任一下载片段下载完成时，该设备确定该下载片段是否为所述下载单元的第一个下载片段，如果是，传输该下载片段进行播放；否则，不进行下载片段的传输，继续等待下一个下载片段的下载完成。

本发明下载的音视频是为了流畅播放，因此，下载片段的数据应该按其在服务器上的数据的顺序进行播放，即不会下载完一个下载片段就播放，而是下载单元的第一个下载片段下载完成时，开始传输，并播放。再检查第二个片段是否下载完成，以此类推。

本发明具体实施例中，需要为各下载线程分配一个与下载片段等同大小的缓冲区，按照各缓冲区将要缓冲的下载片段在所述下载单元中的位置，为各所述缓存区标号，并将各缓冲区按其标号顺序加入一个队列。

本步骤具体实现时，包括：该设备确定所述队列顶端的下载片段是否已下载完成，如果是，将该队列顶端的下载片段进行传输；否则，不进行下载片段的传输，继续等待下一个下载片段的下载完成。

该设备将该队列顶端的下载片段进行传输，之后，将该下载片段删除，并确定当前队列顶端的下载片段是否已下载完成，如果是，继续传输；否则，等待下一个下载片段的下载完成。

如果第一次启动的所有下载线程并未能将需要下载的下载单元完全下载，则已下载完成的下载线程会重新初始化，继续等待下载待下载单元中的未下载的下载片段。具体实现如下：

当任何一个下载线程下载完成时，从正在下载的线程中移除，如果所述下载单元中还有未下载的下载片段，且等待下载的下载线程未分配下载该下载片段，为该下载线程分配所述下载单元中未下载的，且待下载的下载线程中未分配的下载片段，并将该线程初始化后，添加到下载队列中，等待下载。

本发明具体实施例中确定合适大小的下载片段和合适数量的下载进程，能够边下载边播放，进而使播放更加的流畅。

本发明具体实施例中多线程并发下载在单位时间内的下载量在单线程的下载基础上有很大的提升，因此，在设备启动初始，能够快速的获取到足够的数据填充缓冲区，可以更快的支持无卡顿的启动播放。多线程下载提高带宽利用率，加速启动，快速跳转，流畅快进，快退，高效的多比特源切换，减少缓冲，提高用户体验。

本发明具体实施例中基于同样的发明构思，还提出一种装置。参见图2，图2为本发明具体实施例中应用于上述技术的装置的结构示意图。该装置包括：获取单元201、确定单元202和处理单元203。

获取单元201，进一步用于获取待下载视音频的URL，根据该URL通过HTTP的Head下载方式获取Head信息，所述Head信息包含下载单元长度和多线程下载标识符。

确定单元202若根据获取单元201获取的多线程下载标识符确定该待下载视音频支持多线程下载，则根据所述下载单元长度，确定下载片段的大小和并发下载线程数量；用于确定处理单元203下载的任一下载片段完成时，确定该下载片段是否为所述下载单元的第一个下载片段。

处理单元203，用于启动与确定单元202确定的并发下载线程数量相同的下载线程进行并发下载；当确定该已下载完成的下载片段为所述下载单元的第一个下载片段，传输该下载片段进行播放；当确定该已下载完成的下载片段不为所述下载单元的第一个下载片段，不进行下载片段的传输，继续等待下一个下载片段的下载完成。

较佳地，

处理单元203，进一步用于若确定单元202根据所述多线程下载标识符确定该待下载视音频不支持多线程下载，启动单线程下载；在下载MPD文件和M3U8文件时，使用单线程下载。

较佳地，该装置进一步包括：配置单元204。

配置单元204，用于配置最小下载片段的大小和最大下载片段的大小，配置最大并发下载线程数量。

确定单元202，用于若所述下载单元长度小于配置单元204配置的最大下载片段的大小与最大并发下载线程数量的乘积，则确定每个下载片段的大小为最小下载片段的大小；若所述下载单元长度不小于配置单元204配置的最大下载片段的大小与最大并发下载线程数量的乘积，则确定每个下载片段的大小为最大下载片段的大小。

较佳地，

配置单元204，进一步用于配置最小并发下载线程数量。

确定单元202，用于将所述下载单元长度除以确定的每个下载片段的大小，获取下载单元被等分的数量；若所述下载单元被等分的数量小于最小并发下载线程数量，则确定并发下载线程数量为最小并发下载线程数量；若所述下载单元被等分的数量大于最大并发下载线程数量，则确定并发下载线程数量为最大并发下载线程数量；若所述下载单元被等分的数量不小于最小并发下载线程数量，且不大于最大并发下载线程数量，则确定并发下载线程数量为所述下载单元被等分的数量。

较佳地，

处理单元203，进一步用于为各下载线程分配一个与下载片段等同大小的缓冲区，按照各缓冲区将要缓冲的下载片段在所述下载单元中的位置，为各所述缓存区标号，并将各缓冲区按其标号顺序加入一个队列。

确定单元202，用于确定所述队列顶端的下载片段是否已下载完成，如果是，触发处理单元203将该队列顶端的下载片段进行传输；否则，触发处理单元203不进行下载片段的传输，继续等待下一个下载片段的下载完成。

较佳地，

处理单元203，进一步用于将该队列顶端的下载片段进行传输，之后，将该下载片段删除，并触发确定单元确定当前队列顶端的下载片段是否已下载完成，如果是，继续传输；否则，等待下一个下载片段的下载完成。

较佳地，

处理单元203，进一步用于当任何一个下载线程下载完成时，从正在下载的线程中移除，如果所述下载单元中还有未下载的下载片段，且等待下载的下载线程未分配下载该下载片段，为该下载线程分配所述下载单元中未下载的，且待下载的下载线程中未分配的下载片段，并将该线程初始化后，添加到下载队列中，等待下载。

上述实施例的单元可以集成于一体，也可以分离部署；可以合并为一个单元，也可以进一步拆分成多个子单元。

综上所述，本发明具体实施例中对支持多线程下载的视音频，根据下载单元长度，确定下载片段大小和并发下载线程数量，启动与确定的并发下载线程数量相同的下载线程进行并发下载；当任一下载片段下载完成时，若确定该下载片段为所述下载单元的第一个下载片段，传输该下载片段进行播放。在CPU低功耗的情况下，能够高效利用网络带宽下载视音频数据，进而提高视音频播放的流畅度。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种多线程下载方法，其特征在于，所述方法包括：

获取待下载视音频的统一资源定位符(URL)，根据该URL通过超文本传输协议(HTTP)的头(Head)下载方式获取Head信息，所述Head信息包含下载单元长度和多线程下载标识符；

若根据所述多线程下载标识符确定该待下载视音频支持多线程下载，则根据所述下载单元长度，确定下载片段的大小和并发下载线程数量，启动与确定的并发下载线程数量相同的下载线程进行并发下载；

当任一下载片段下载完成时，确定该下载片段是否为所述下载单元的第一个下载片段，如果是，传输该下载片段进行播放；否则，不进行下载片段的传输，继续等待下一个下载片段的下载完成；

其中，所述方法进一步包括：配置最小下载片段的大小和最大下载片段的大小，配置最大并发下载线程数量；

所述根据所述下载单元长度，确定下载片段的大小，包括：

若所述下载单元长度小于配置的最大下载片段的大小与最大并发下载线程数量的乘积，则确定每个下载片段的大小为最小下载片段的大小；

若所述下载单元长度不小于配置的最大下载片段的大小与最大并发下载线程数量的乘积，则确定每个下载片段的大小为最大下载片段的大小。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

若根据所述多线程下载标识符确定该待下载视音频不支持多线程下载，启动单线程下载；

媒体呈现描述(MPD)文件和视频格式M3U8文件使用单线程下载。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：配置最小并发下载线程数量；

所述根据所述下载单元长度，确定并发下载线程数量，包括：

将所述下载单元长度除以确定的每个下载片段的大小，获取下载单元被等分的数量；

若所述下载单元被等分的数量小于最小并发下载线程数量，则并发下载线程数量确定为最小并发下载线程数量；

若所述下载单元被等分的数量大于最大并发下载线程数量，则并发下载线程数量确定为最大并发下载线程数量；

若所述下载单元被等分的数量不小于最小并发下载线程数量，且不大于最大并发下载线程数量，则并发下载线程数量确定为所述下载单元被等分的数量。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：为各下载线程分配一个与下载片段等同大小的缓冲区，按照各缓冲区将要缓冲的下载片段在所述下载单元中的位置，为各所述缓存区标号，并将各缓冲区按其标号顺序加入一个队列；

所述确定该下载片段是否为所述下载单元的第一个下载片段，如果是，传输该下载片段进行播放；否则，不进行下载片段的传输，继续等待下一个下载片段的下载完成，包括：

确定所述队列顶端的下载片段是否已下载完成，如果是，将该队列顶端的下载片段进行传输；否则，不进行下载片段的传输，继续等待下一个下载片段的下载完成。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将该队列顶端的下载片段进行传输，之后，所述方法进一步包括：

将该下载片段删除，并确定当前队列顶端的下载片段是否已下载完成，如果是，继续传输；否则，等待下一个下载片段的下载完成。

6.根据权利要求1-3任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

当任何一个下载线程下载完成时，从正在下载的线程中移除，如果所述下载单元中还有未下载的下载片段，且等待下载的下载线程未分配下载该下载片段，为该下载线程分配所述下载单元中未下载的，且待下载的下载线程中未分配的下载片段，并将该线程初始化后，添加到下载队列中，等待下载。

7.一种多线程下载装置，其特征在于，所述装置包括：获取单元、确定单元和处理单元；

所述获取单元，进一步用于获取待下载视音频的统一资源定位符(URL)，根据该URL通过超文本传输协议(HTTP)的头(Head)下载方式获取Head信息，所述Head信息包含下载单元长度和多线程下载标识符；

所述确定单元若根据所述获取单元获取的多线程下载标识符确定该待下载视音频支持多线程下载，则根据所述下载单元长度，确定下载片段的大小和并发下载线程数量；用于确定所述处理单元下载的任一下载片段完成时，确定该下载片段是否为所述下载单元的第一个下载片段；

所述处理单元，用于启动与所述确定单元确定的并发下载线程数量相同的下载线程进行并发下载；当所述确定单元确定该已下载完成的下载片段为所述下载单元的第一个下载片段，传输该下载片段进行播放；当所述确定单元确定该已下载完成的下载片段不为所述下载单元的第一个下载片段，不进行下载片段的传输，继续等待下一个下载片段的下载完成；

其中，所述装置进一步包括：配置单元；

所述配置单元，用于配置最小下载片段的大小和最大下载片段的大小，配置最大并发下载线程数量；

所述确定单元，用于若所述下载单元长度小于所述配置单元配置的最大下载片段的大小与最大并发下载线程数量的乘积，则确定每个下载片段的大小为最小下载片段的大小；若所述下载单元长度不小于所述配置单元配置的最大下载片段的大小与最大并发下载线程数量的乘积，则确定每个下载片段的大小为最大下载片段的大小。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，

所述处理单元，进一步用于若所述确定单元根据所述多线程下载标识符确定该待下载视音频不支持多线程下载，启动单线程下载；在下载媒体呈现描述(MPD)文件和视频格式文件M3U8时，使用单线程下载。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，

所述配置单元，进一步用于配置最小并发下载线程数量；

所述确定单元，用于将所述下载单元长度除以确定的每个下载片段的大小，获取下载单元被等分的数量；若所述下载单元被等分的数量小于最小并发下载线程数量，则确定并发下载线程数量为最小并发下载线程数量；若所述下载单元被等分的数量大于最大并发下载线程数量，则确定并发下载线程数量为最大并发下载线程数量；若所述下载单元被等分的数量不小于最小并发下载线程数量，且不大于最大并发下载线程数量，则确定并发下载线程数量为所述下载单元被等分的数量。

10.根据权利要求7-9任意一项所述的装置，其特征在于，

所述处理单元，进一步用于为各下载线程分配一个与下载片段等同大小的缓冲区，按照各缓冲区将要缓冲的下载片段在所述下载单元中的位置，为各所述缓存区标号，并将各缓冲区按其标号顺序加入一个队列；

所述确定单元，用于确定所述队列顶端的下载片段是否已下载完成，如果是，触发所述处理单元将该队列顶端的下载片段进行传输；否则，触发所述处理单元不进行下载片段的传输，继续等待下一个下载片段的下载完成。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，

所述处理单元，进一步用于将该队列顶端的下载片段进行传输，之后，将该下载片段删除，并触发确定单元确定当前队列顶端的下载片段是否已下载完成，如果是，继续传输；否则，等待下一个下载片段的下载完成。

12.根据权利要求7-9任意一项所述的装置，其特征在于，

所述处理单元，进一步用于当任何一个下载线程下载完成时，从正在下载的线程中移除，如果所述下载单元中还有未下载的下载片段，且等待下载的下载线程未分配下载该下载片段，为该下载线程分配所述下载单元中未下载的，且待下载的下载线程中未分配的下载片段，并将该线程初始化后，添加到下载队列中，等待下载。