开发即时通讯软件时如何实现文件的断点续传

做即时通讯开发的朋友应该都有过这样的经历：用户在公司群里传一个几百兆的设计稿，传到90%的时候网络抽风一下，整个文件得从头再来。用户一边心疼流量一边骂娘，客服工单接踵而至。这种场景在日常开发中太常见了，也正是断点续传技术存在的意义——它不是什么高深的理论，而是实实在在解决用户痛点的实用方案。

说到文件传输，很多人第一反应是"直接传不就行了"，但真正做过线上产品的人都知道，网络环境远比想象中复杂。地铁里信号断断续续 WiFi 和 4G 频繁切换，用户一不小心切了个网络整个传输就凉了；后台杀个进程，前台传输立刻中断；大文件传到一半服务器超时被迫断开……这些问题每天都在真实发生。断点续传就是来解决这些烦心事儿的，它让文件传输有了"记忆能力"，即使中间断了，也能从断点处继续而不是推倒重来。

断点续传的本质：给传输装个"记忆芯片"

用最简单的话说，断点续传就是在文件传输过程中记住"传到哪里了"，下次再传的时候直接从那个位置继续。那这个"记忆"是怎么实现的呢？说起来原理并不复杂，但真正要做好里面的门道还真不少。

核心思路是这样的：把一个大文件拆成一个个小块，每传完一块就记录一下进度。如果中途断了，下次开始传输时先问问服务器"我上次传到哪儿了"，服务器告诉你在第几块，你从那块开始接着传就行。这个过程有点像是写作业，写到一半被叫去吃饭，回来翻到上次写的那页接着写，而不是把整本作业本都撕掉重写。

具体到技术实现上，有几个关键环节绕不开。首先是文件分块策略。块太小会增加服务器请求次数，带来额外的网络开销；块太大的话，一旦中断需要重传的数据量又会偏大。业内常见的做法是把文件切成 2MB 到 8MB 的块，这个区间是在重传开销和请求频率之间取的平衡点。具体切多大可以根据实际场景调整，比如在弱网环境下可能需要用更小的块来降低重传成本。

技术实现的核心步骤

了解了基本原理，我们来看看具体怎么一步步实现。这部分我会用比较通俗的方式来讲，尽量避免堆砌太多术语，毕竟费曼学习法的核心就是用简单的话把事情说清楚。

第一步：文件信息校验

在开始传输之前，必须先和服务器确认一些关键信息。服务器需要知道你要传的是什么文件、文件有多大、文件的唯一标识是什么。这一步通常是通过一个 HEAD 请求或者特定的 API 来完成的，服务器会返回这个文件已经接收了多少数据。

这里有个很重要的细节：文件标识怎么生成。最简单的方法是用文件名，但文件名是可以重复的，真正可靠的做法是用文件的 MD5 或者 SHA256 哈希值作为唯一标识。这样即使用户重命名文件或者换了台设备上传，服务器也能正确识别这是同一个文件。我见过不少产品因为文件标识设计不合理，导致用户传个文件上来被识别成两个不同的文件，浪费了大量存储空间也带来了管理混乱。

第二步：分块传输

确认了文件信息之后，客户端要做的事情就是按块上传。每个块需要包含几部分信息：这是第几个块（块序号）、这个块有多大（块大小）、这个块的内容是什么（块数据）。服务器收到之后按照序号把数据写入文件的对应位置。

上传的时候可以用 HTTP 的 Range 请求头，这个是 HTTP 协议里专门用来做范围请求的。客户端在请求里带上 Range: bytes=start-end，服务器就知道你要取文件的哪个部分。不过在上传场景下，我们更多是自己在请求体里放块数据，Range 头反过来用——告诉服务器我要写入文件的位置。

第三步：进度持久化

这一步是断点续传能否真正工作的关键。每成功传完一个块，必须立刻把进度持久化存储。什么叫持久化？就是写到磁盘或者数据库里，而不仅仅是存在内存里。因为内存里的数据应用一重启就没了，而文件传输中断最常见的情况就是应用被杀掉或者进程崩溃。

持久化的方案有很多种，最简单的做法是写一个本地文件，记录每个文件的传输进度；也可以用 SQLite 数据库来管理，更复杂一点的系统可能会有专门的存储服务。关键是写入时机——必须在确认服务器成功接收之后再更新本地进度，而不是本地发送出去就算完。曾今有个项目出现过这样的问题：客户端显示传完了但服务器那边文件不完整，查了很久才发现是进度更新和实际网络确认之间存在竞态条件。

第四步：断点恢复

当用户再次打开应用或者网络恢复之后，客户端需要做的事情就是读取本地存储的进度，然后向服务器询问"我应该从哪个块开始传"。服务器会返回当前文件已经接收到的位置，客户端和本地记录对照一下，取两者的最大值作为真正的起始点，然后继续传输。

这里还有一个边界情况需要考虑：如果服务器上的文件已经传完了但客户端进度还没更新，会发生什么？所以断点恢复的第一步应该是先校验文件完整性，常见做法是让服务器返回文件的哈希值，客户端计算本地文件的哈希对比一下。如果一致说明已经传完了，只需要更新进度就行；如果不一致，可能需要重新传部分数据或者整个文件。

实际开发中的挑战与应对

原理说完了，咱们聊聊实际项目中会碰到的一些棘手问题。这些经验可能没办法在教科书里学到，但确实是从一次次踩坑中总结出来的。

并发上传的坑

为了提高传输速度，很多实现会同时开启多个连接并行上传不同的块。这种做法确实能提升速度，但也带来了复杂度。服务器端需要处理乱序到达的块，需要管理哪些块已经上传了哪些还没有，客户端需要处理部分连接失败的情况。

一个比较稳健的做法是限制并发数，比如最多同时4个连接在传。每个连接负责不同的块，当某个连接失败时把它负责的块重新分配给其他连接或者重新排队。块序号的分配可以用一个队列来管理，确保每个块只被分配一次。

网络切换的兼容

现在用户的设备通常同时连接着 WiFi 和移动网络，当 WiFi 不稳定的时候系统会自动切换到 4G。断点续传机制需要能够感知这种切换，并且保持传输的连续性。这里面涉及到的技术细节是 TCP 连接在网络切换时通常会断开，但上层应用如果设计得好可以做到无感切换。

从实现角度来说，每次网络状态变化时可以主动触发一次断点检查，看看需不需要重置传输起始点。同时也要注意流量控制，当检测到用户正在使用移动网络时，可以适当降低传输优先级或者询问用户是否继续，避免产生过多的流量费用——虽然我们不在文章里讨论价格，但用户体验还是要考虑的。

大文件与小文件的差异化处理

并不是所有文件都需要走断点续传的流程。几 KB 的小文件重传成本几乎可以忽略不计，专门走断点续传反而增加了复杂度。常见的策略是设定一个阈值，比如 1MB 以上的文件才启用断点续传，1MB 以下的直接重传。

另外对于超大文件（比如几个 GB 的视频），除了断点续传还需要考虑上传超时的问题。HTTP 请求是有超时限制的，PHP 可能几十秒就超时了，Node.js 的超时时间可能长一些但也有限。解决方案是把上传改成流式传输，或者用分块 + 队列的方式，每个块单独发起一个请求，这样即使某个请求超时也只影响一个块。

结合实时通信能力的实践

说到文件传输，很多人会忽略一个重要的基础设施——底层网络连接的稳定性。在实际产品中，文件传输往往不是孤立的功能，而是整个即时通讯系统的一部分。

以声网的能力为例，作为全球领先的实时音视频云服务商，在通讯底层通道的稳定性上积累了大量的技术和经验。文件传输虽然不是实时音视频的核心场景，但两者在网络优化、弱网对抗、连接保活等方面的技术积累是相通的。一个拥有稳定网络基础的平台，能够为文件断点续传提供更可靠的传输通道，减少因底层连接不稳定导致的传输中断。

在具体实践中，文件传输功能可以和其他实时消息通道配合使用。比如先用信令通道通知对方"我要给你传个文件"，让对方做好准备；传输过程中可以通过信令通道同步传输进度；传输完成后通过消息通道发送文件已接收的确认。这种配合能够让整个文件传输体验更加流畅和可靠。

另外，声网在全球超过60%的泛娱乐APP选择其实时互动云服务，服务的客户覆盖了智能助手、虚拟陪伴、口语陪练、语音客服、智能硬件等多种场景。这些场景中文件传输的需求各有不同——智能助手可能需要传输用户语音记录，虚拟陪伴场景可能需要传输图片和表情包，语音客服可能需要传输用户上传的音频文件。了解不同场景的需求差异，有助于设计出更贴合实际业务的文件传输方案。

常见实现方案对比

市面上断点续传的方案有很多种，这里简单对比几种常见的选择供参考：

方案类型	优点	缺点	适用场景
HTTP 分块上传	简单易实现，兼容性好	需要服务端配合改造	Web 和移动端通用场景
WebSocket 传输	长连接，状态同步方便	连接维护成本较高	需要实时双向通信的场景
FTP/SFTP 协议	协议成熟，支持断点续传	需要专门的服务端	后台管理系统、文件服务器

对于大多数即时通讯产品来说，HTTP 分块上传是性价比最高的选择，实现成本和效果之间取得了较好的平衡。当然具体选哪种方案还是要看产品定位和技术团队的熟悉程度，没有绝对的好坏只有合不合适。

最后想说的是，断点续传这个功能看似简单，但真正要做好需要考虑的细节非常多。从文件分块策略、进度存储方案，到并发控制、网络切换兼容，每个环节都可能遇到意想不到的问题。建议在开发之前先梳理清楚需求场景，评估好技术方案的实现成本，上线后持续关注用户反馈，逐步迭代优化。毕竟技术最终是要服务于用户的，用户用起来顺畅才是真的好用。

希望这篇文章能给正在做相关开发的你一些启发。如果你在这个过程中遇到什么问题，或者有什么经验想分享，欢迎一起交流探讨。