实现在 .net 中使用 HttpClient 下载文件时显示进度

在 .net framework 中，要实现下载文件并显示进度的话，最简单的做法是使用 WebClient 类。订阅 DownloadProgressChanged 事件就行了。

但是很可惜，WebClient 并不包含在 .net standard 当中。在 .net standard 中，要进行 http 网络请求，我们用得更多的是 HttpClient。另外还要注意的是，UWP 中也有一个 HttpClient，虽然用法差不多，但是命名空间是不一样的，而且 UWP 的是可以支持获取下载进度的，这里就不再细说。

如果要下载文件，我们会使用到 HttpClient 的 GetByteArrayAsync 这个方法。要实现下载进度，那要怎么办呢？俗话说，不行就包一层。这里我们写个扩展方法，定义如下：

public static class HttpClientExtensions
{
    public static Task<byte[]> GetByteArrayAsync(this HttpClient client, Uri requestUri, IProgress<HttpDownloadProgress> progress, CancellationToken cancellationToken)
    {
        throw new NotImplementedException();
    }
}

其中 HttpDownloadProgress 是我自己定义的结构体（不使用类的原因我下面再说），代码如下：

public struct HttpDownloadProgress
{
    public ulong BytesReceived { get; set; }

    public ulong? TotalBytesToReceive { get; set; }
}

BytesReceived 代表已经下载的字节数，TotalBytesToReceive 代表需要下载的字节数，因为 http 的响应头不一定会返回长度（content-length），所以这里设置为可空。

由于我们需要从 http 响应头获取到 content-length，而 HttpClient 自身的 GetByteArrayAsync 并没有办法实现，我们需要转向使用 GetAsync 这个方法。GetAsync 这个方法有一个重载 https://docs.microsoft.com/zh-cn/dotnet/api/system.net.http.httpclient.getasync#System_Net_Http_HttpClient_GetAsync_System_Uri_System_Net_Http_HttpCompletionOption_System_Threading_CancellationToken_ 它的第二个参数是一个枚举，代表是什么时候可以得到 response。按照需求，我们这里应该使用 HttpCompletionOption.ResponseHeadersRead 这个。

另外 HttpClient 的源码也可以在 Github 上看得到。https://github.com/dotnet/corefx/blob/d69d441dfb0710c2a34155c7c4745db357b14c96/src/System.Net.Http/src/System/Net/Http/HttpClient.cs 我们可以参考一下 GetByteArrayAsync 的实现。

经过思考，可以写出下面的代码：

public static class HttpClientExtensions
{
    private const int BufferSize = 8192;

    public static async Task<byte[]> GetByteArrayAsync(this HttpClient client, Uri requestUri, IProgress<HttpDownloadProgress> progress, CancellationToken cancellationToken)
    {
        if (client == null)
        {
            throw new ArgumentNullException(nameof(client));
        }

        using (var responseMessage = await client.GetAsync(requestUri, HttpCompletionOption.ResponseHeadersRead, cancellationToken).ConfigureAwait(false))
        {
            responseMessage.EnsureSuccessStatusCode();

            var content = responseMessage.Content;
            if (content == null)
            {
                return Array.Empty<byte>();
            }

            var headers = content.Headers;
            var contentLength = headers.ContentLength;
            using (var responseStream = await content.ReadAsStreamAsync().ConfigureAwait(false))
            {
                var buffer = new byte[BufferSize];
                int bytesRead;
                var bytes = new List<byte>();

                var downloadProgress = new HttpDownloadProgress();
                if (contentLength.HasValue)
                {
                    downloadProgress.TotalBytesToReceive = (ulong)contentLength.Value;
                }
                progress?.Report(downloadProgress);

                while ((bytesRead = await responseStream.ReadAsync(buffer, 0, BufferSize, cancellationToken).ConfigureAwait(false)) > 0)
                {
                    bytes.AddRange(buffer.Take(bytesRead));

                    downloadProgress.BytesReceived += (ulong)bytesRead;
                    progress?.Report(downloadProgress);
                }

                return bytes.ToArray();
            }
        }
    }
}

这里我将缓冲区设置为 8192 字节（8 KB），相当于每读取 8 KB 就汇报一次下载进度，当然各位看官也可以把这个值调小，这样效果会更好，但相对的性能就差一些。同时也因为这里 Report 的频率是比较高的，因此 HttpDownloadProgress 不适合用 class（否则 GC 会压力相当大）。

下面我自己的 Demo 的效果图：