SpringBoot与Minio的极速之旅：解锁文件切片上传新境界

目录

一、前言

二、对象存储（Object Storage）介绍

（1）对象存储的特点

（2）Minio 与对象存储

（3）对象存储其他存储方式的区别

（4）对象存储的应用场景

三、Minio基础介绍

（1）主要特性

（2）应用场景

（3）架构和部署

四、SringBoot集成MinIO实现切片上传

1. 引入依赖

2.配置MinIO相关配置信息

3. 配置 MinIO 客户端

4. 创建文件切片上传服务

5. 创建文件切片上传控制器

6.测试及说明

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一、前言

在数字化时代，文件上传是众多应用不可或缺的一环。随着文件体积的增大和用户对上传速度的追求，传统的上传方式已难以满足需求。SpringBoot作为Java开发者的利器，结合Minio这一高性能对象存储解决方案，为我们提供了一种全新的文件上传体验——文件切片极速上传。

本文将带领读者深入探索SpringBoot与Minio的结合，通过文件切片技术，实现高效、稳定的文件上传。我们将从基础概念出发，逐步介绍这个文件切片上传系统，解锁上传速度的新境界。希望对正在研究文件存储的小伙伴们有所启发~

二、对象存储（Object Storage）介绍

首先简单介绍一下对象存储的相关概念~~~

对象存储是一种数据存储架构，它将数据作为对象进行管理，而不是传统的文件系统或块存储方式。每个对象通常包含数据本身、元数据和唯一标识符。对象存储适用于大规模数据存储和高并发访问场景，具有高扩展性、高可靠性和低成本的特点。

（1）对象存储的特点

1. 高扩展性：

   • 对象存储系统可以轻松扩展存储容量，通过增加存储节点来满足不断增长的数据需求。

2. 高可靠性：

   • 对象存储系统通常采用数据冗余和分布式存储技术，确保数据的高可用性和可靠性。即使部分节点故障，数据也不会丢失。

3. 低成本：

   • 对象存储采用廉价的存储介质（如硬盘），并通过数据压缩和去重技术减少存储空间的占用，从而降低存储成本。

4. 丰富的元数据：

   • 每个对象都包含丰富的元数据，可以用于描述数据的属性、访问权限等信息，方便数据的检索和管理。

5. RESTful API：

   • 对象存储系统通常提供 RESTful API，方便开发者通过 HTTP 协议进行数据的上传、下载和管理。

（2）Minio 与对象存储

Minio 是一个典型的对象存储解决方案，它完全兼容 Amazon S3 API，提供了以下对象存储的核心功能：

1. 对象管理：

   • Minio 将数据作为对象进行管理，每个对象包含数据本身、元数据和唯一标识符。用户可以通过 S3 API 进行对象的创建、读取、更新和删除操作。

2. 存储桶（Bucket）：

   • 存储桶是对象的容器，类似于文件系统中的目录。用户可以在 Minio 中创建和管理多个存储桶，每个存储桶可以包含多个对象。

3. 访问控制：

   • Minio 支持基于存储桶和对象的访问控制，用户可以通过策略（Policy）和访问控制列表（ACL）来管理数据的访问权限。

4. 数据冗余：

   • Minio 支持分布式部署，通过数据冗余技术确保数据的高可用性和可靠性。分布式 Minio 可以自动处理数据复制和故障恢复。

5. 数据加密：

   • Minio 支持数据加密，包括服务器端加密和客户端加密，确保数据在传输和存储过程中的安全性。

6. RESTful API：

   • Minio 提供 RESTful API，方便开发者通过 HTTP 协议进行数据的管理和访问。

（3）对象存储其他存储方式的区别

对象存储（Object Storage）和普通存储（包括文件存储和块存储）是三种不同的数据存储架构，它们在数据管理方式、扩展性、性能和应用场景等方面存在显著差异。

存储方式	数据管理方式	扩展性	性能	应用场景	优点	缺点
对象存储	数据作为对象进行管理，每个对象包含数据本身、元数据和唯一标识符。对象存储通常提供 RESTful API 进行数据访问和管理。	具有极高的扩展性，可以通过增加存储节点来扩展存储容量和提高性能。	适用于大规模数据访问和高并发场景，具有较高的吞吐量和较低的延迟。	适用于大规模数据存储和高并发访问场景，如静态网站托管、大数据处理、备份和归档、云原生应用等。	高扩展性：可以轻松扩展存储容量和性能； 高可靠性：通过数据冗余和分布式存储确保数据的高可用性和可靠性； 低成本：采用廉价的存储介质，并通过数据压缩和去重技术降低存储成本； 丰富的元数据：每个对象包含丰富的元数据，方便数据的检索和管理； RESTful API：提供 RESTful API，方便开发者进行数据访问和管理。	延迟较高：相对于块存储，对象存储的延迟较高，不适用于对延迟要求极高的应用场景。 复杂性：对象存储的架构和管理相对复杂，需要专业的技术团队进行维护。
文件存储	数据作为文件和目录层次结构进行管理，类似于传统的文件系统。文件存储通常提供文件路径进行数据访问。	扩展性有限，通常受限于单个服务器的存储容量和性能。	适用于中小规模数据访问，性能受限于单个服务器的处理能力。	适用于文件共享和协作场景，如企业文件服务器、网络附加存储（NAS）等。	简单易用：文件存储的架构和管理相对简单，易于使用和维护。 兼容性：兼容传统的文件系统操作，方便用户进行数据访问和管理。	扩展性有限：受限于单个服务器的存储容量和性能，难以扩展。 性能有限：性能受限于单个服务器的处理能力，不适用于高并发和大规模数据访问场景。
块存储	数据作为固定大小的块进行管理，每个块具有唯一的标识符。块存储通常作为虚拟机的存储卷使用，提供低延迟的数据访问。	扩展性一般，通常通过增加存储设备或扩展存储区域网络（SAN）来提高存储容量。	提供低延迟的数据访问，适用于对性能要求较高的应用场景，如数据库和虚拟机。	适用于对性能要求较高的应用场景，如数据库、虚拟化环境、高性能计算等。	低延迟：提供低延迟的数据访问，适用于对性能要求较高的应用场景。 高性能：适用于数据库、虚拟化环境等高性能计算场景。	扩展性有限：通常通过增加存储设备或扩展存储区域网络（SAN）来提高存储容量，扩展性有限。 成本较高：相对于对象存储，块存储的成本较高，特别是在大规模存储场景下。

（4）对象存储的应用场景

对象存储适用于多种应用场景，包括但不限于：

• 静态网站托管：对象存储可以作为静态网站的存储和分发平台，提供高速的内容传输。

• 大数据处理：对象存储可以作为大数据处理框架（如 Hadoop、Spark）的存储后端，提供高效的数据访问。

• 备份和归档：对象存储可以用于企业数据的备份和归档，确保数据的安全性和可恢复性。

• 云原生应用：对象存储与 Kubernetes 等容器编排平台无缝集成，适用于云原生应用的存储需求。

三、Minio基础介绍

Minio 是一个开源的高性能对象存储解决方案，专为云原生应用设计。它兼容 Amazon S3 API，提供了简单、可靠的存储服务，适用于各种规模的应用场景。Minio 的设计理念是轻量级和高性能，使其成为容器化和微服务架构中的理想选择。

（1）主要特性

1. 兼容 S3 API：

   • Minio 完全兼容 Amazon S3 API，这意味着开发者可以使用现有的 S3 客户端和工具与 Minio 进行交互，无需修改代码。

2. 分布式存储：

   • Minio 支持分布式部署，可以通过扩展节点来增加存储容量和提高性能。分布式 Minio 可以自动处理数据冗余和故障恢复，确保数据的高可用性和可靠性。

3. 高性能：

   • Minio 采用 Go 语言编写，具有出色的性能和低延迟。它能够处理大规模的数据传输，适用于高并发场景。

4. 数据安全：

   • Minio 支持数据加密（包括服务器端加密和客户端加密），确保数据在传输和存储过程中的安全性。

5. 简单易用：

   • Minio 的安装和配置非常简单，支持多种操作系统和平台。它还提供了丰富的管理工具和 API，方便开发者进行管理和监控。

6. 开源免费：

   • Minio 是开源项目，采用 Apache License 2.0 许可，用户可以免费使用并对其进行二次开发。

（2）应用场景

Minio 适用于多种应用场景，包括但不限于：

• 静态网站托管：Minio 可以作为静态网站的存储和分发平台，提供高速的内容传输。

• 大数据处理：Minio 可以作为大数据处理框架（如 Hadoop、Spark）的存储后端，提供高效的数据访问。

• 备份和归档：Minio 可以用于企业数据的备份和归档，确保数据的安全性和可恢复性。

• 云原生应用：Minio 与 Kubernetes 等容器编排平台无缝集成，适用于云原生应用的存储需求。

（3）架构和部署

Minio 支持单节点和分布式部署两种模式：

• 单节点部署：适用于小规模应用和开发测试环境。单节点 Minio 部署简单，易于管理。

• 分布式部署：适用于大规模应用和高可用性需求。分布式 Minio 通过多个节点组成存储集群，提供更高的性能和可靠性。

Minio 的部署可以通过 Docker 容器、Kubernetes 集群或直接在物理服务器上进行。它还提供了丰富的命令行工具和 Web 管理界面，方便用户进行配置和管理。这里主要介绍SpringBoot与minio的集成，因此这块笔者就不单独说明部署的详细方式了，仅采用容器化单实例服务进行。

#自定义账号密码运行容器
[root@node01 ~]# docker run -d \
> -p 9000:9000 \
> -p 9001:9001 \
> --name minio \
> -v /data/minio/data:/data \
> -e "MINIO_ROOT_USER=admin" \
> -e "MINIO_ROOT_PASSWORD=admin123" \
> swr.cn-north-4.myhuaweicloud.com/ddn-k8s/docker.io/minio/minio:RELEASE.2024-06-13T22-53-53Z server /data --console-address ":9001"
Unable to find image 'swr.cn-north-4.myhuaweicloud.com/ddn-k8s/docker.io/minio/minio:RELEASE.2024-06-13T22-53-53Z' locally
RELEASE.2024-06-13T22-53-53Z: Pulling from ddn-k8s/docker.io/minio/minio
d95a8f5a9b46: Pull complete 
392be19a63f6: Pull complete 
86f90f8ca150: Pull complete 
7dc3c1e5f08a: Pull complete 
1ab6ab2ba6f0: Pull complete 
6fac698163eb: Pull complete 
6a4e2f681031: Pull complete 
53a5b322abdc: Pull complete 
Digest: sha256:98fe67c08bf95945b34f8e74622976495e6c47b3e8dd2faed079ac2804b98c97
Status: Downloaded newer image for swr.cn-north-4.myhuaweicloud.com/ddn-k8s/docker.io/minio/minio:RELEASE.2024-06-13T22-53-53Z

四、SringBoot集成MinIO实现切片上传

1. 引入依赖

首先，在你的 pom.xml 文件中引入必要的依赖，包括 minio 和其他相关依赖：

<dependency><groupId>io.minio</groupId><artifactId>minio</artifactId><version>8.5.7</version>
</dependency>
<dependency><groupId>commons-fileupload</groupId><artifactId>commons-fileupload</artifactId><version>1.5</version>
</dependency>
<dependency><groupId>commons-io</groupId><artifactId>commons-io</artifactId><version>2.11.0</version>
</dependency>

2.配置MinIO相关配置信息

首先需要在MinIO服务页面配置一个令牌桶（Bucket），MinIO使用bucket来组织对象。bucket类似于文件系统中的文件夹或目录，其中每个bucket可以容纳任意数量的对象。这里咱们创建一个名为test的bucket。

• versioning（版本控制）：允许在同一键下保持同一对象的多个版本。

• Object Locking（对象锁定）：防止对象被删除。需要支持保留和合法持有。只能在创建桶时启用。

• Quota（配额）：限制bucket中的数据量。

• Retention（存放）：开启会施加规则，在一段时间内防止对象删除。为了设置桶保留策略，必须启用版本控制。

然后需要创建API的访问凭证，这个用于minio在springboot配置文件中使用时的配置。

完成后保留好access key和secret key信息。接下来可以在springboot的yml配置文件中配置minio的相关信息了：

server:port: 8919
spring:servlet:multipart:enabled: truemax-file-size: 2048MBmax-request-size: 2048MBconfig:file-server:#文件服务，local/minio，local本地文件服务，minio minio服务type: miniolocal:secret: e9eaa184ac1b4068829edb4f3ea978f4# 防盗链st有效时长（秒）st-effective-time: 300file-dir: D:/springboot-test/uploadFilepreview-url: http://127.0.0.1:8918minio:access-key: ZTsent9wl6UlKBGiNoaDsecret-key: b1CXhMIovbevJ2q9LQuPR4lhaFNCqSlX2o5EgQtWurl: http://192.168.1.201:9000bucket-name: test

• access-key和secret-key是访问minio服务的凭证，就是上面刚创建的。

• url是minio服务的地址，这里要区分web端的访问地址9001，默认9000是mino的服务地址。

• bucket-name是存储文件的桶名，这个咱们生成的名称是test。

3. 配置 MinIO 客户端

在你的 SpringBoot 应用中配置 MinIO 客户端。可以通过创建一个配置类来实现：

package com.yy.fs.config;
​
import io.minio.MinioClient;
import lombok.Data;
import org.springframework.boot.context.properties.ConfigurationProperties;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
​
/*** Minio 配置** @author young* @date 2024/09/03*/
@Configuration
@Data
@ConfigurationProperties("config.file-server.minio")
public class MinioConfig {private String accessKey;private String secretKey;private String url;private String bucketName;
​@Beanpublic MinioClient minioClient() {return MinioClient.builder().endpoint(url).credentials(accessKey, secretKey).build();}
}

4. 创建文件切片上传服务

创建一个服务类来处理文件切片上传的逻辑：

package com.yy.fs.mytest;
​
import io.minio.BucketExistsArgs;
import io.minio.MakeBucketArgs;
import io.minio.MinioClient;
import io.minio.PutObjectArgs;
import io.minio.errors.*;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.web.multipart.MultipartFile;
​
import java.io.ByteArrayInputStream;
import java.io.IOException;
import java.security.InvalidKeyException;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.util.Objects;
​
@Service
public class FileUploadService {
​private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(FileUploadService.class);@Autowiredprivate MinioClient minioClient;
​/** uploadChunk 用于上传文件块，参数包括桶名、对象名和文件块。*/public void uploadChunk(String bucketName, String objectName,  MultipartFile chunkFile) throws IOException, ServerException, InsufficientDataException, ErrorResponseException, NoSuchAlgorithmException, InvalidKeyException, InvalidResponseException, XmlParserException, InternalException {// 检查指定的桶是否存在，如果不存在则创建一个新的桶。boolean isExist =minioClient.bucketExists(BucketExistsArgs.builder().bucket(bucketName).build());if (!isExist) {// Make a new bucket called bucket.minioClient.makeBucket(MakeBucketArgs.builder().bucket(bucketName).build());} else {LOGGER.info("Bucket " + bucketName + " already exists.");}byte[] bytes = chunkFile.getBytes();ByteArrayInputStream byteArrayInputStream = new ByteArrayInputStream(bytes);
​String suffix = objectName.contains(".") ? objectName.substring(objectName.lastIndexOf(".")):"";// 使用MinIO客户端上传文件块到指定的桶和对象名minioClient.putObject(PutObjectArgs.builder().bucket(bucketName).object(objectName.substring(0,objectName.lastIndexOf(".")) + "_chunk"  + suffix).stream(byteArrayInputStream, byteArrayInputStream.available(), -1).build());}
}

5. 创建文件切片上传控制器

创建一个控制器来处理文件切片上传的请求，在实际项目中根据前端的参数传入即可：

package com.yy.fs.mytest;
​
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.PostMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestParam;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import org.springframework.web.multipart.MultipartFile;
​
@RestController
public class FileUploadController {
​@Autowiredprivate FileUploadService fileUploadService;
​@PostMapping("/uploadChunk")public String uploadChunk(@RequestParam("bucketName") String bucketName,@RequestParam("objectName") String objectName,@RequestParam("chunkFile") MultipartFile chunkFile) {try {fileUploadService.uploadChunk(bucketName, objectName,  chunkFile);return "Chunk  uploaded successfully";} catch (Exception e) {e.printStackTrace();return "Failed to upload chunk ";}}
}

6.测试及说明

最后使用测试工具测试一下，这里咱们上传一个视频文件进行测试：

上传成功后可以在MinIO界面查看到已上传的视频信息：

并且支持下载，预览与分享，基本算一个文件存储系统类似的玩意。但是实际在服务存储的目录下就不同了：

data目录下随着我们创建一个test的桶而生成了一个test文件，当文件通过后端接口传入minio后根据文件大小自动被切片为了很多小文件，这也难怪他的文件上传速度要比直接上传整个文件高效多了。更主要的是可以省略去构建切片方法实现切片逻辑的步骤，让minio自己完成。感兴趣的小伙伴可参考下方链接继续研究一下~

参考地址：MinIO中文文档