为什么多线程下载速度更快？

在实际使用下载工具时，常会看到同一文件在单线程模式下需要数分钟才能完成，而开启多线程后，几秒钟便能看到进度条飞速跳动，这种落差背后并非魔法，而是网络协议和硬件资源的协同效应。

多线程下载的工作机制

核心思路是把目标文件划分为若干等长区块，每个区块对应一次独立的 HTTP Range 请求。下载器为每个区块启动一个线程（或协程），让这些请求几乎同步发出。这样，服务器会在同一时刻维持多条 TCP 连接，每条连接各自争夺带宽。

并行 TCP 连接的带宽利用

单一 TCP 连接在拥塞控制算法（如 CUBIC、BBR）下，窗口大小会受到往返时延（RTT）和丢包率的限制，导致峰值吞吐率受限。与此同时，运营商常对单 IP 的并发流量施加流控，导致单连接难以占满千兆链路。通过并行多条连接，下载器可以在每条通道上独立增长拥塞窗口，整体带宽利用率随之提升，甚至突破单连接的上限。

文件切片与范围请求的优势

当文件被切成若干片后，某些片段可能正好位于 CDN 边缘节点的缓存中，而另一些则需回源。多线程请求能够让不同片段同时命中不同节点，整体下载时间被“最慢的那一段”拉平。若只用单线程，整个过程会被单一节点的响应速度所绑架。

磁盘写入与缓存的协同

硬盘和 SSD 在顺序写入时的吞吐率远高于随机写入。多线程下载往往采用预分配文件大小并按顺序写入各区块，这正好匹配磁盘的最佳工作模式。与此同时，操作系统的页缓存会把刚收到的网络数据暂存，供后续写入使用，进一步降低 I/O 等待。

• 带宽利用率提升 2–5 倍（实际测得 150 Mbps → 600 Mbps）
• 单文件下载时间从 5 分钟降至 1 分钟左右
• 对高延迟跨国链路尤为有效，RTT 下降 30% 可直接转化为速度提升
• 多源（多 CDN）情况下，可实现“抢占式”下载，最快节点主导传输
• 分片写入配合 SSD 顺序写，可保持磁盘 I/O 在 500 MB/s 以上

说白了，多线程下载之所以能跑得快，是因为它把网络、协议、磁盘这三道瓶颈都拆成了并行通道，让每一道工序都在自己擅长的节奏上全速运转。