大文件分片上传-续传-秒传（详解）

前言

前面记录过使用库实现的大文件的分片上传
基于WebUploader实现大文件分片上传
基于vue-simple-uploader 实现大文件分片上传

前面记录过基于库实现的大文件的分片上传，那如果不使用库，
文件分片是怎么实现的，该怎么做到呢？
一起看看吧

思路

1、文件分片、
2、每个文件标识、
3、并发上传、
4、合并组装
5、上传前查询是否存在

实现

读取文件

通过监听 input 的 change 事件，当选取了本地文件后，可以在回调函数中拿到对应的文件：

const handleUpload = (e: Event) => {const files = (e.target as HTMLInputElement).filesif (!files) {return}// 读取选择的文件console.log(files[0]);
}

文件分片

核心是用Blob 对象的 slice 方法,用法如下：

let blob = instanceOfBlob.slice([start [, end [, contentType]]]};
start 和 end 代表 Blob 里的下标，表示被拷贝进新的 Blob 的字节的起始位置和结束位置。
contentType 会给新的 Blob 赋予一个新的文档类型，在这里我们用不到。

使用slice方法来实现下对文件的分片,获取分片的文件列表

const createFileChunks = (file: File) => {const fileChunkList = []let cur = 0while (cur < file.size) {fileChunkList.push({file: file.slice(cur, cur + CHUNK_SIZE),})cur += CHUNK_SIZE // CHUNK_SIZE为分片的大小}return fileChunkList
}

hash 计算

怎么区分每一个文件呢？
1、根据文件名去区分，不可以，因为文件名我们可以是随便修改的；
2、我们见过用 webpack 打包出来的文件的文件名，会有一串不一样的字符串，这个字符串就是根据文件的内容生成的 hash 值，文件内容变化，hash 值就会跟着发生变化。
3、而且妙传实现也是基于此：
服务器在处理上传文件的请求的时候，要先判断下对应文件的 hash 值有没有记录，如果 A 和 B 先后上传一份内容相同的文件，
所以这两份文件的 hash 值是一样的。当 A 上传的时候会根据文件内容生成一个对应的 hash 值，然后在服务器上就会有一个对应的文件，B 再上传的时候，服务器就会发现这个文件的 hash 值之前已经有记录了，说明之前
已经上传过相同内容的文件了，所以就不用处理 B 的这个上传请求了，给用户的感觉就像是实现了秒传

spark-md5

我们得先安装spark-md5。我们就可以用文件的所有切片来算该文件的hash 值，
但是如果一个文件特别大，每个切片的所有内容都参与计算的话会很耗时间，所有我们可以采取以下策略：
1、第一个和最后一个切片的内容全部参与计算；
2、中间剩余的切片我们分别在前面、后面和中间取 2 个字节参与计算；
3、既能保证所有的切片参与了计算，也能保证不耗费很长的时间

安装使用

npm install spark-md5
npm install @types/spark-md5 -Dimport SparkMD5 from 'spark-md5'

/*** 计算文件的hash值，计算的时候并不是根据所用的切片的内容去计算的，那样会很耗时间，我们采取下面的策略去计算：* 1. 第一个和最后一个切片的内容全部参与计算* 2. 中间剩余的切片我们分别在前面、后面和中间取2个字节参与计算* 这样做会节省计算hash的时间*/
const calculateHash = async (fileChunks: Array<{file: Blob}>) => {return new Promise(resolve => {const spark = new sparkMD5.ArrayBuffer()const chunks: Blob[] = []fileChunks.forEach((chunk, index) => {if (index === 0 || index === fileChunks.length - 1) {// 1. 第一个和最后一个切片的内容全部参与计算chunks.push(chunk.file)} else {// 2. 中间剩余的切片我们分别在前面、后面和中间取2个字节参与计算// 前面的2字节chunks.push(chunk.file.slice(0, 2))// 中间的2字节chunks.push(chunk.file.slice(CHUNK_SIZE / 2, CHUNK_SIZE / 2 + 2))// 后面的2字节chunks.push(chunk.file.slice(CHUNK_SIZE - 2, CHUNK_SIZE))}})const reader = new FileReader()reader.readAsArrayBuffer(new Blob(chunks))reader.onload = (e: Event) => {spark.append(e?.target?.result as ArrayBuffer)resolve(spark.end())}})
}

文件上传前端实现

const uploadChunks = async (fileChunks: Array<{ file: Blob }>) => {const data = fileChunks.map(({ file }, index) => ({fileHash: fileHash.value,index,chunkHash: `${fileHash.value}-${index}`,chunk: file,size: file.size,}))const formDatas = data.map(({ chunk, chunkHash }) => {const formData = new FormData()// 切片文件formData.append('chunk', chunk)// 切片文件hashformData.append('chunkHash', chunkHash)// 大文件的文件名formData.append('fileName', fileName.value)// 大文件hashformData.append('fileHash', fileHash.value)return formData})let index = 0const max = 6 // 并发请求数量const taskPool: any = [] // 请求队列while (index < formDatas.length) {const task = fetch('http://127.0.0.1:3000/upload', {method: 'POST',body: formDatas[index],})task.then(() => {taskPool.splice(taskPool.findIndex((item: any) => item === task))})taskPool.push(task)if (taskPool.length === max) {// 当请求队列中的请求数达到最大并行请求数的时候，得等之前的请求完成再循环下一个await Promise.race(taskPool)}index++percentage.value = ((index / formDatas.length) * 100).toFixed(0)}await Promise.all(taskPool)
}

文件上传后端实现

后端 express 框架，用到的工具包：multiparty、fs-extra、cors、body-parser、nodemon后端我们处理文件时需要用到 multiparty 这个工具，所以也是得先安装，然后再引入它。
我们在处理每个上传的分片的时候，应该先将它们临时存放到服务器的一个地方，方便我们合并的时候再去读
取。为了区分不同文件的分片，我们就用文件对应的那个 hash 为文件夹的名称，将这个文件的所有分片放到这
个文件夹中。

// 所有上传的文件存放到该目录下
const UPLOAD_DIR = path.resolve(__dirname, 'uploads')// 处理上传的分片
app.post('/upload', async (req, res) => {const form = new multiparty.Form()form.parse(req, async function (err, fields, files) {if (err) {res.status(401).json({ok: false,msg: '上传失败',})}const chunkHash = fields['chunkHash'][0]const fileName = fields['fileName'][0]const fileHash = fields['fileHash'][0]// 存储切片的临时文件夹const chunkDir = path.resolve(UPLOAD_DIR, fileHash)// 切片目录不存在，则创建切片目录if (!fse.existsSync(chunkDir)) {await fse.mkdirs(chunkDir)}const oldPath = files.chunk[0].path// 把文件切片移动到我们的切片文件夹中await fse.move(oldPath, path.resolve(chunkDir, chunkHash))res.status(200).json({ok: true,msg: 'received file chunk',})})
})

写完前后端代码后就可以来试下看看文件能不能实现切片的上传，如果没有错误的话，我们的 uploads 文件
夹下应该就会多一个文件夹，这个文件夹里面就是存储的所有文件的分片了。

文件合并前端实现

核心：切片合并
前端只需要向服务器发送一个合并的请求，并且为了区分要合并的文件，需要将文件的 hash 值给传过去

/*** 发请求通知服务器，合并切片*/
const mergeRequest = () => {// 发送合并请求fetch('http://127.0.0.1:3000/merge', {method: 'POST',headers: {'Content-Type': 'application/json',},body: JSON.stringify({size: CHUNK_SIZE,fileHash: fileHash.value,fileName: fileName.value,}),}).then((response) => response.json()).then(() => {alert('上传成功')})
}

文件合并后端实现

之前已经将所有的切片上传到服务器并存储到对应的目录里面去了，
合并的时候需要从对应的文件夹中获取所有的切片，然后利用文件的读写操作，实现文件的合并了。
合并完成之后，我们将生成的文件以 hash 值命名存放到对应的位置就可以了

// 提取文件后缀名
const extractExt = (filename) => {return filename.slice(filename.lastIndexOf('.'), filename.length)
}/*** 读的内容写到writeStream中*/
const pipeStream = (path, writeStream) => {return new Promise((resolve, reject) => {// 创建可读流const readStream = fse.createReadStream(path)readStream.on('end', async () => {fse.unlinkSync(path)resolve()})readStream.pipe(writeStream)})
}/*** 合并文件夹中的切片，生成一个完整的文件*/
async function mergeFileChunk(filePath, fileHash, size) {const chunkDir = path.resolve(UPLOAD_DIR, fileHash)const chunkPaths = await fse.readdir(chunkDir)// 根据切片下标进行排序// 否则直接读取目录的获得的顺序可能会错乱chunkPaths.sort((a, b) => {return a.split('-')[1] - b.split('-')[1]})const list = chunkPaths.map((chunkPath, index) => {return pipeStream(path.resolve(chunkDir, chunkPath),fse.createWriteStream(filePath, {start: index * size,end: (index + 1) * size,}),)})await Promise.all(list)// 文件合并后删除保存切片的目录fse.rmdirSync(chunkDir)
}// 合并文件
app.post('/merge', async (req, res) => {const { fileHash, fileName, size } = req.bodyconst filePath = path.resolve(UPLOAD_DIR, `${fileHash}${extractExt(fileName)}`)// 如果大文件已经存在，则直接返回if (fse.existsSync(filePath)) {res.status(200).json({ok: true,msg: '合并成功',})return}const chunkDir = path.resolve(UPLOAD_DIR, fileHash)// 切片目录不存在，则无法合并切片，报异常if (!fse.existsSync(chunkDir)) {res.status(200).json({ok: false,msg: '合并失败，请重新上传',})return}await mergeFileChunk(filePath, fileHash, size)res.status(200).json({ok: true,msg: '合并成功',})
})

文件秒传&断点续传

服务器上给上传的文件命名的时候就是用对应的 hash 值命名的，
所以在上传之前判断有对应的这个文件，就不用再重复上传了，
直接告诉用户上传成功，给用户的感觉就像是实现了秒传。

文件秒传-前端

前端在上传之前，需要将对应文件的 hash 值告诉服务器，看看服务器上有没有对应的这个文件，
如果有，就直接返回，不执行上传分片的操作了

/*** 验证该文件是否需要上传，文件通过hash生成唯一，改名后也是不需要再上传的，也就相当于秒传*/
const verifyUpload = async () => {return fetch('http://127.0.0.1:3000/verify', {method: 'POST',headers: {'Content-Type': 'application/json',},body: JSON.stringify({fileName: fileName.value,fileHash: fileHash.value,}),}).then((response) => response.json()).then((data) => {return data // data中包含对应的表示服务器上有没有该文件的查询结果})
}// 点击上传事件
const handleUpload = async (e: Event) => {// ...// uploadedList已上传的切片的切片文件名称const res = await verifyUpload()const { shouldUpload } = res.dataif (!shouldUpload) {// 服务器上已经有该文件，不需要上传alert('秒传：上传成功')return}// 服务器上不存在该文件，继续上传uploadChunks(fileChunks)
}

文件秒传-后端

// 根据文件hash验证文件有没有上传过
app.post('/verify', async (req, res) => {const { fileHash, fileName } = req.bodyconst filePath = path.resolve(UPLOAD_DIR, `${fileHash}${extractExt(fileName)}`)if (fse.existsSync(filePath)) {// 文件存在服务器中，不需要再上传了res.status(200).json({ok: true,data: {shouldUpload: false,},})} else {// 文件不在服务器中，就需要上传res.status(200).json({ok: true,data: {shouldUpload: true,},})}
})

文件断点续传-前端

如果我们之前已经上传了一部分分片了，我们只需要再上传之前拿到这部分分片，
然后再过滤掉是不是就可以避免去重复上传这些分片了，也就是只需要上传那些上传失败的分片，
所以，再上传之前还得加一个判断。
我们还是在那个 verify 的接口中去获取已经上传成功的分片，然后在上传分片前进行一个过滤

const uploadChunks = async (fileChunks: Array<{ file: Blob }>, uploadedList: Array<string>) => {const formDatas = fileChunks.filter((chunk, index) => {// 过滤服务器上已经有的切片return !uploadedList.includes(`${fileHash.value}-${index}`)}).map(({ file }, index) => {const formData = new FormData()// 切片文件formData.append('file', file)// 切片文件hashformData.append('chunkHash', `${fileHash.value}-${index}`)// 大文件的文件名formData.append('fileName', fileName.value)// 大文件hashformData.append('fileHash', fileHash.value)return formData})// ...
}

文件断点续传-后端

只需在 /verify 这个接口中加上已经上传成功的所有切片的名称就可以，
因为所有的切片都存放在以文件的 hash 值命名的那个文件夹，
所以需要读取这个文件夹中所有的切片的名称就可以。

/*** 返回已经上传切片名* @param {*} fileHash* @returns*/
const createUploadedList = async (fileHash) => {return fse.existsSync(path.resolve(UPLOAD_DIR, fileHash))? await fse.readdir(path.resolve(UPLOAD_DIR, fileHash)) // 读取该文件夹下所有的文件的名称: []
}// 根据文件hash验证文件有没有上传过
app.post('/verify', async (req, res) => {const { fileHash, fileName } = req.bodyconst filePath = path.resolve(UPLOAD_DIR, `${fileHash}${extractExt(fileName)}`)if (fse.existsSync(filePath)) {// 文件存在服务器中，不需要再上传了res.status(200).json({ok: true,data: {shouldUpload: false,},})} else {// 文件不在服务器中，就需要上传，并且返回服务器上已经存在的切片res.status(200).json({ok: true,data: {shouldUpload: true,uploadedList: await createUploadedList(fileHash),},})}
})