大文件下载、断点续传怎么设计？

考察点

HTTP Range 与分片下载
下载任务的状态机与持久化（agent 场景：重启后继续下）

参考答案

1. 核心原理：Range 请求

HTTP 支持按字节范围下载：

GET /package.zip HTTP/1.1
Range: bytes=1048576-2097151   // 下载第 2-3 MB

服务器支持则返回 206 Partial Content 和对应分片；返回 200 说明不支持 Range，断点续传不可用（需降级为整体重下）。

先探测：

const res = await fetch(url, { method: 'HEAD' });
const totalSize = Number(res.headers.get('content-length'));
const supportRange = res.headers.get('accept-ranges') === 'bytes';

2. 下载任务设计

（1）任务状态机

pending → downloading ⇄ paused → completed
              ↓
            failed → (重试) → downloading

（2）进度持久化（断点续传的关键）

每个任务落盘一份元数据，记录已下载的分片状态：

// 任务元数据（存磁盘，如 userData/downloads/xxx.json）
{
  "url": "https://cdn.example.com/pkg.zip",
  "savePath": "/Users/xxx/Downloads/pkg.zip",
  "totalSize": 104857600,
  "chunkSize": 4194304,              // 4MB 一个分片
  "completedChunks": [0, 1, 2, 5],   // 已完成的分片序号
  "etag": "\"abc123\"",              // 校验文件是否变了
  "status": "paused"
}

应用重启后扫描未完成任务 → 读元数据 → 只下载缺失分片。

（3）分片下载 + 写入

async function downloadChunk(url, index, chunkSize, fd) {
  const start = index * chunkSize;
  const end = start + chunkSize - 1;

  const res = await fetch(url, {
    headers: { Range: `bytes=${start}-${end}` },
  });

  const buffer = Buffer.from(await res.arrayBuffer());
  // 直接写到目标文件的对应偏移位置
  await fd.write(buffer, 0, buffer.length, start);
}

优化：预分配文件大小（ftruncate），分片乱序写入，全部完成后无需合并。

（4）并发与限速

同时下载 3-6 个分片（并发太高 CDN 会限速，收益递减）
任务队列管理：同时下载任务数限制（如 2 个），其余排队
限速：stream 层做令牌桶（agent 在后台下载时不能打满用户带宽）

3. 完整性校验

ETag 变化检测：续传前重新 HEAD，etag 变了说明文件更新，旧分片作废重新下
最终校验：服务端提供 md5/sha256，下载完成后整文件校验，不匹配则重下损坏分片或整体重下

async function verifyFile(filePath, expectedSha256) {
  const hash = crypto.createHash('sha256');
  const stream = fs.createReadStream(filePath); // 流式计算，不一次读入内存
  stream.on('data', (d) => hash.update(d));
  await once(stream, 'end');
  return hash.digest('hex') === expectedSha256;
}

4. 异常处理清单

网络断开：分片级重试（指数退避），单个分片失败不拖垮整个任务
磁盘不足：下载前 statfs 检查剩余空间
应用退出：downloading → 持久化为 paused，启动后恢复
系统休眠：配合 powerMonitor，休眠暂停/唤醒续传
临时文件：下载中文件名加 .download 后缀，完成后 rename（避免用户打开半成品）

5. 现成方案评估

electron-dl：简单场景够用，但断点续传/分片能力弱
商业 CDN SDK（又拍/阿里 OSS 分片下载）：大文件场景直接用服务端的断点能力
自研：agent 场景（后台下载升级包、资源包）基本都要自研任务队列

面试话术

设计要点五个：HEAD 探测 Range 支持；分片 + 进度元数据落盘实现跨重启续传；并发分片 + 任务队列 + 限速；ETag + sha256 双重校验防脏数据；配合电源事件和网络重试的完整异常路径。临时文件加后缀、完成 rename 是细节但体现工程素养。

常见追问

上传断点续传呢？ 更复杂，需要服务端支持（分片上传协议如 OSS multipart / tus 协议），客户端记录 uploadId 和已传分片。
进度怎么推给 UI？ 主进程聚合进度（按分片完成数/字节数），节流后 broadcast，不要每个分片都推。

考察点​

参考答案​

1. 核心原理：Range 请求​

2. 下载任务设计​

3. 完整性校验​

4. 异常处理清单​

5. 现成方案评估​

面试话术​

常见追问​

考察点