大文件上传服务-后端V1V2

大文件上传概述:

之前项目做了一个文件上传的功能,最近看到有面试会具体的问这个上传功能的细节，把之前做的项目拿过来总结一下，自己写的一个文件上传服务，如果是单体项目直接就是 file-model，微服务可以给文件单独搞一个服务。

对于大的文件上传由于网络带宽的限制非常的耗时间，可以将文件进行切分，类似于IP数据包重组和分片。

类似于百度网盘一秒上传文件，这个如何实现的呢？ 相同的文件上传过一次之后使用了MD5加密的算法，下次就不用等待上传了。

对于海量的文件，如何去存储呢？ 这些都是需要去考虑的内容。可以使用轻量级的分布式存储minio来存储文件。复杂一点可以使用 fastDFS 来存储文件。

文件存储 sql 表:

create table file_url_table
(id          int auto_incrementprimary key,file_name   varchar(255)                        not null,file_type   varchar(30)                         not null,file_md5    varchar(32)                         not null,file_url    varchar(512)                        not null,endpoint    varchar(255)                        not null,buck_name   varchar(255)                        not null,object_name varchar(255)                        not null,created_at  timestamp default CURRENT_TIMESTAMP null,updated_at  timestamp default CURRENT_TIMESTAMP null on update CURRENT_TIMESTAMP
);

minio分布式文件存储

后端文件的存储使用分布式文件存储系统minio

一个minio的地址包括:

endpoint:节点的信息 http:ip地址+:端口号

buckName： 桶的基础信息

objectName: 文件夹的信息+文件的名称。

http://xxxxx:9000/powerproject/file/2024/12/01/bbb5ba51d7b65cf4495de91ca55bfa23.mp3

项目中使用 minio

导入minio maven依赖：

<dependency><groupId>io.minio</groupId><artifactId>minio</artifactId><version>8.5.7</version>
</dependency>

配置minoConfig，使用Configuration注解，spring在启动的时候会扫描这个类。@bean会创建一个MinioClient，交给Spring容器去管理。

@Configurationpublic class MinioConfig {@Value("${minio.accessKey}")private String accessKey;@Value("${minio.secretKey}")private String secretKey;@Value("${minio.endpoint}")private String endPoint;@Beanpublic MinioClient minioClient() {return MinioClient.builder().endpoint(endPoint).credentials(accessKey, secretKey).build();}
}

• **@Bean** 注解定义了一个 Spring Bean 方法，用来初始化并提供配置好的 MinioClient。
• 通过自动注入，Spring Boot 会将配置文件中的 minio.accessKey, minio.secretKey, minio.endPoint 自动注入到类的字段中，并将配置好的 MinioClient 实例作为 Bean 提供给整个应用使用。
• spring启动的时候会扫描到configuration这个包。

断点续传:

通常视频文件都比较大，所以对于媒资系统上传文件的需求要满足大文件的上传要求。http协议本身对上传文件大小没有限制，但是客户的网络环境质量、电脑硬件环境等参差不齐，如果一个大文件快上传完了网断了没有上传完成，需要客户重新上传，用户体验非常差，所以对于大文件上传的要求最基本的是断点续传。

什么是断点续传：

引用百度百科：断点续传指的是在下载或上传时，将下载或上传任务（一个文件或一个压缩包）人为的划分为几个部分，每一个部分采用一个线程进行上传或下载，如果碰到网络故障，可以从已经上传或下载的部分开始继续上传下载未完成的部分，而没有必要从头开始上传下载，断点续传可以提高节省操作时间，提高用户体验性。

使用的一些技术

因为上传的结构传进来的都是MultipartFile,但是文件合并完成之后是File类型的，需要将File转为MultipartFile。

  //将木桶的文件 转换成 MultipartFileMultipartFile multipartFile = new MockMultipartFile("file",                           // 表单中文件参数的名字fileName,             // 文件名fileType,                // 文件类型new FileInputStream(outputFile)   // 文件输入流);

MockMultipartFile 的构造函数有四个参数：

• 第一个参数："file"
  • 这是表单中用于接收文件的字段名。通常是前端表单中的 <input type="file" name="file"> 中的 name 属性值。
  • 例如，在 HTML 表单中，字段可能长这样：

<input type="file" name="file">

- 后端通过 `"file"` 来访问上传的文件。

• 第二个参数：fileName
  • 这是文件的名字，即上传文件时的文件名。它将作为文件在服务器上存储时的名称，或者用作处理文件时的标识符。
  • 例如，fileName 可能是 "document.pdf" 或 "image.jpg" 等。
• 第三个参数：fileType
  • 这是文件的 MIME 类型（文件类型）。常见的文件类型如 "application/pdf", "image/jpeg", "text/plain" 等。
  • 在这里，它指定了文件的格式/类型，告诉服务器如何处理该文件。
• 第四个参数：new FileInputStream(outputFile)
  • 这是文件内容的输入流。**FileInputStream**** 用于读取文件内容并将其传递给 **MockMultipartFile**。**
  • outputFile 是一个 File 对象，表示要上传的实际文件。通过 new FileInputStream(outputFile)，你可以将文件内容转换为字节流，使得它可以被传递到 MockMultipartFile 中。

MultipartFile 提供了几个常用方法，比如：

• getName(): 获取文件的字段名。
• getOriginalFilename(): 获取文件的原始文件名。
• getBytes(): 获取文件的字节内容。
• getInputStream(): 获取文件的输入流。

校验MD5的逻辑

对于已经存在的文件，文件的 md5 值都是相同的。文件上传前端解析 md5,查询数据库中是否有数据，如果没有再实现文件上传。

//去数据库中查询这个文件的哈希值是否存在,如果存在就不用上传了，直接拿到这个文件的地址
@GetMapping("/md5")
public AjaxResult getMd5(@RequestParam("md5") String md5) {Map<String, Object> map=fileService.getMd5(md5);return AjaxResult.success(map);
}

@SneakyThrows
@Override
public Map<String, Object> getMd5(String md5) {
// 从数据库查询文件信息
FileEntity file = fileMapper.getMd5(md5);// 如果文件不存在，直接返回 null
if (file == null) {return null;   
}// 获取文件相关信息
String bucketName = file.getBuckName();
String objectName = file.getObjectName();
String fileUrl = file.getFileUrl();
String fileType = file.getFileType();
String fileName = file.getFileName();try {// 检查文件是否存在于 MinIOif (!minioTemplate.isExist(objectName)) {// 文件不存在return null;}
} catch (MinioException e) {// 如果 MinIO 抛出异常，记录异常信息return null;
}// 文件存在，构建返回的 Map
Map<String, Object> result = new HashMap<>();
result.put("url", fileUrl);
result.put("fileType", fileType);
result.put("fileName", fileName);return result;
}

判断文件是否存在

   public boolean isExist(String objectName) throws Exception {StatObjectResponse statObjectResponse = minioClient.statObject(StatObjectArgs.builder().bucket(bucketName).object(objectName).build());return statObjectResponse == null;}

uploadV1 版本 1

上传整个文件。

 @GetMapping("/uploadV1")public AjaxResult uploadFileV1(MultipartFile file) {Map<String, Object> map = fileService.uploadV1(file);return AjaxResult.success(map);}

前置校验，检查文件的大小。 文件不能过大。 限制了一些文件上传的大小 FileType 枚举类

// 通过枚举类校验文件的大小
private void preCheck(MultipartFile file) {
String fileName = file.getOriginalFilename();  //得到原来的名称
String fileSuffix = fileName.substring(fileName.lastIndexOf(".")); // 拿到后缀
FileType fileType = FileType.getFileTypeByExtension(fileSuffix);
if (fileType == null) {throw new ServiceException("不支持的文件格式");
}// 校验文件大小
if (file.getSize() > fileType.getMaxSize()) {throw new ServiceException("文件大小超过" + (fileType.getMaxSize() / (1024 * 1024)) + "MB");
}
}

import java.util.Arrays;
import java.util.List;public enum FileType {//两个属性 一个是文件的扩展名  一个是文件大小IMAGE(Arrays.asList(".jpg", ".png", ".jpeg"), 1024 * 1024 * 50),  // 50MBDOCUMENT(Arrays.asList(".doc", ".xls", ".ppt", ".txt", ".pdf", ".mp3", ".wav", ".ply"), 1024 * 1024 * 100),  // 100MBVIDEO(Arrays.asList(".mp4", ".avi", ".mov"), 1024 * 1024 * 200);  // 200MBprivate List<String> extensions;  // 支持的文件扩展名private long maxSize;  // 最大文件大小// 构造函数FileType(List<String> extensions, long maxSize) {this.extensions = extensions;this.maxSize = maxSize;}public List<String> getExtensions() {return extensions;}public long getMaxSize() {return maxSize;}// 根据文件扩展名获取文件类型public static FileType getFileTypeByExtension(String fileSuffix) {for (FileType type : FileType.values()) {if (type.getExtensions().contains(fileSuffix)) {return type;}}return null;  // 如果没有匹配的文件类型，返回 null}
}

不同的文件放在不同的文件夹下面。

image开头的 存储一些 .jpg、.jped，.png文件。

file 开头的存放 .doc，.xls文件。 使用枚举类可以来实现动态的管理。 设置文件存储路径，使用日期的存储不同，不用的文件类型存储不同的路径

	String fileBucket = getFileBucket(fileSuffix);if (fileBucket == null) {return null;}// 获取当前日期Date now = new Date();// 使用 SimpleDateFormat 来格式化日期为 "yyyy/MM/dd" 格式DateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy/MM/dd");String date = sdf.format(now);// 组合最终的文件夹路径：如 "image/2024/11/30/"return fileBucket + date + "/";}private static String getFileBucket(String fileSuffix) {return FileCategory.getBucketPrefixByExtension(fileSuffix);}

package com.njitzx.fileupload.enu;import java.util.Arrays;
import java.util.List;public enum FileCategory {IMAGE(Arrays.asList(".jpg", ".jpeg", ".png", ".gif"), "image/"),DOCUMENT(Arrays.asList(".doc", ".xls", ".ppt", ".txt", ".pdf", ".mp3", ".wav", ".ply"), "file/"),VIDEO(Arrays.asList(".mp4", ".avi", ".mov"), "video/"),AUDIO(Arrays.asList(".mp3", ".wav"), "audio/");private List<String> extensions;  // 支持的文件扩展名private String bucketPrefix;      // 存储路径前缀// 构造函数FileCategory(List<String> extensions, String bucketPrefix) {this.extensions = extensions;this.bucketPrefix = bucketPrefix;}// 获取支持的文件扩展名列表public List<String> getExtensions() {return extensions;}// 获取对应的存储路径public String getBucketPrefix() {return bucketPrefix;}// 根据文件扩展名获取对应的存储路径public static String getBucketPrefixByExtension(String fileSuffix) {for (FileCategory category : FileCategory.values()) {if (category.getExtensions().contains(fileSuffix)) {return category.getBucketPrefix();}}return null;  // 如果没有找到对应的类型，返回 null}
}

上传的Service代码。

文件上传成功后需要将信息插入到文件表中去。 文件存储 service 方法:

public Map<String, Object> uploadV1(MultipartFile file) {
//文件的名称
String md5Name = MD5Util.getFileMD5(file);String fileName = file.getOriginalFilename();String fileSuffix = fileName.substring(fileName.lastIndexOf("."));String folderName = generateFolderName(fileSuffix); //文件夹名称
//拼接objectName
String objectName = folderName + md5Name + fileSuffix;  //objectName//拼接文件的全文路径
String fileUrl = endPoint + "/" + bucketName + "/" + objectName; //完整的URL//放入到minio中去
minioTemplate.pubObject(objectName, file);  //存入到minio中去//将文件上传信息插入到数据库中
FileEntity file1 = FileEntity.builder().fileName(fileName).fileType(fileSuffix.substring(1))
.fileUrl(fileUrl).endpoint(endPoint).buckName(bucketName).objectName(objectName).createdAt(new Date()).updatedAt(new Date()).fileMd5(md5Name).build();
//插入文件信息
HashMap<String, Object> map = new HashMap<>();
fileMapper.insertFile(file1);//存储map中返回给前端  文件url、name、文件类型
map.put("fileUrl", fileUrl);
map.put("fileName", fileName);
map.put("fileType", fileSuffix.substring(1));return map;
}

mapper的插入语句

  <!-- 插入文件记录 --><insert id="insertFile" parameterType="com.njitzx.fileupload.pojo.FileEntity">INSERT INTO file_url_table (file_name, file_type, file_md5, file_url, endpoint, buck_name, object_name,created_at, updated_at)VALUES (#{fileName}, #{fileType}, #{fileMd5}, #{fileUrl}, #{endpoint}, #{buckName}, #{objectName}, #{createdAt},#{updatedAt})</insert>

测试接口:

uploadv2 版本 2

前端上传的大文件 在前端进行切片传输，后端接收切片的文件，整合组合成一个新的文件。

涉及到切片，类似于IP数据包重组,标识一个文件的信息。

fileId  文件信息的唯一标识
currentChunk 当前的块数
totalChunk 总的块数
File 文件的数据

类似于 IP 数据包，切片的那个字段需要有当前第一块,后面是否还有数据包信息。

    @PostMapping("/uploadV2")public AjaxResult uploadFileV2(@RequestParam("fileID") Long fileID,           // 接收文件ID@RequestParam("currentChunk") Integer currentChunk, // 接收当前块@RequestParam("totalChunk") Integer totalChunk,     // 接收总块数@RequestParam("file") MultipartFile file           // 接收文件数据) throws IOException {fileService.uploadV2(fileID, currentChunk, totalChunk, file);return AjaxResult.success();}

通过System.getProperty(“user.dir”) 拿到当前的项目目录。

在当前目录下面创建一个upload文件夹，通过fIleId来区分不同的文件。

文件的名称就是当前的 chunk_+当前的块名称。 将传过来的小文件保存起来。

@SneakyThrows
@Override
public void uploadV2(Long fileID, Integer currentChunk, Integer totalChunk, MultipartFile file) {//当前的文件夹String currentDir = System.getProperty("user.dir");String tempDir = currentDir + "/upload/" + fileID;File dir = new File(tempDir);if (!dir.exists()) {dir.mkdirs();}// 保存当前分片String chunkPath = tempDir + "/chunk_" + currentChunk;File chunkFile = new File(chunkPath);file.transferTo(chunkFile);// 记录当前上传分片，等待后续合并System.out.println("保存分片：" + chunkPath);// 如果所有分片上传完毕，返回合并请求
}

前端在所有的分片上传成功之后进行合并请求。

通过get请求 传过来 文件的id、文件名称、文件类型等。

@GetMapping("/merge")
public AjaxResult mergeFile(@RequestParam("fileID") Long fileID, @RequestParam("fileType") String fileType,@RequestParam("fileName") String fileName) throws IOException {Map<String, Object> map = fileService.merge(fileID, fileType, fileName);return AjaxResult.success();
}

合并的步骤是这样的,首先获取到所有的分片文件。按照分片编号进行排序。将所有的小的文件按照顺序组成一个大的文件，这就又回到了第一步，使用uploadv1将文件重组上传。

@SneakyThrows
@Override
public Map<String, Object> merge(Long fileID, String fileType, String fileName) {String currentDir = System.getProperty("user.dir"); //拿到当前项目的目录String type = fileType.substring(fileType.lastIndexOf("/") + 1);String tempDir = currentDir + "/upload/" + fileID;File dir = new File(tempDir);if (!dir.exists()) {throw new ServiceException("分片文件不存在");}// 获取所有的分片文件List<File> chunkFiles = Arrays.asList(Objects.requireNonNull(dir.listFiles()));// 按照分片编号排序chunkFiles.sort(Comparator.comparingInt(file -> Integer.parseInt(file.getName().split("_")[1])));// 合并所有分片文件File outputFile = new File(currentDir + "/upload/" + fileID + "." + type);//true标识不覆盖文件,在原有的文件后面添加。try (FileOutputStream outputStream = new FileOutputStream(outputFile, true)) {//遍历所有的小的文件for (File chunk : chunkFiles) {try (FileInputStream inputStream = new FileInputStream(chunk)) {byte[] buffer = new byte[1024];int len;while ((len = inputStream.read(buffer)) != -1) {outputStream.write(buffer, 0, len);}}}}//将木桶的文件 转换成 MultipartFileMultipartFile multipartFile = new MockMultipartFile("file",                           // 表单中文件参数的名字fileName,             // 文件名fileType,                // 文件类型new FileInputStream(outputFile)   // 文件输入流);// 调用 fileService.uploadV1 方法上传文件Map<String, Object> map = uploadV1(multipartFile);// 返回合并后的文件URLreturn map;
}

上面的内容还是不够完整，因为文件临时存储在本地上，最后合并起来再放入到mino中，还是将大的文件存放到服务器上，如果网络中断并且时间也是较长的。应该将切片的文件存放到minio中去，最后在minio中进行文件的合并。

文件切片上传成功: