大文件上傳：秒傳、斷點(diǎn)續(xù)傳、分片上傳

前言

文件上傳是一個老生常談的話題了，在文件相對比較小的情況下，可以直接把文件轉(zhuǎn)化為字節(jié)流上傳到服務(wù)器，但在文件比較大的情況下，用普通的方式進(jìn)行上傳，這可不是一個好的辦法，畢竟很少有人會忍受，當(dāng)文件上傳到一半中斷后，繼續(xù)上傳卻只能重頭開始上傳，這種讓人不爽的體驗(yàn)。那有沒有比較好的上傳體驗(yàn)?zāi)兀鸢赣械模褪窍逻呉榻B的幾種上傳方式

詳細(xì)教程

秒傳

1、什么是秒傳

通俗的說，你把要上傳的東西上傳，服務(wù)器會先做MD5校驗(yàn)，如果服務(wù)器上有一樣的東西，它就直接給你個新地址，其實(shí)你下載的都是服務(wù)器上的同一個文件，想要不秒傳，其實(shí)只要讓MD5改變，就是對文件本身做一下修改（改名字不行），例如一個文本文件，你多加幾個字，MD5就變了，就不會秒傳了.

2、本文實(shí)現(xiàn)的秒傳核心邏輯

a、利用redis的set方法存放文件上傳狀態(tài)，其中key為文件上傳的md5，value為是否上傳完成的標(biāo)志位，

b、當(dāng)標(biāo)志位true為上傳已經(jīng)完成，此時如果有相同文件上傳，則進(jìn)入秒傳邏輯。如果標(biāo)志位為false，則說明還沒上傳完成，此時需要在調(diào)用set的方法，保存塊號文件記錄的路徑，其中key為上傳文件md5加一個固定前綴，value為塊號文件記錄路徑

分片上傳

1.什么是分片上傳

分片上傳，就是將所要上傳的文件，按照一定的大小，將整個文件分隔成多個數(shù)據(jù)塊（我們稱之為Part）來進(jìn)行分別上傳，上傳完之后再由服務(wù)端對所有上傳的文件進(jìn)行匯總整合成原始的文件。

2.分片上傳的場景

1.大文件上傳

2.網(wǎng)絡(luò)環(huán)境環(huán)境不好，存在需要重傳風(fēng)險的場景

斷點(diǎn)續(xù)傳

1、什么是斷點(diǎn)續(xù)傳

斷點(diǎn)續(xù)傳是在下載或上傳時，將下載或上傳任務(wù)（一個文件或一個壓縮包）人為的劃分為幾個部分，每一個部分采用一個線程進(jìn)行上傳或下載，如果碰到網(wǎng)絡(luò)故障，可以從已經(jīng)上傳或下載的部分開始繼續(xù)上傳或者下載未完成的部分，而沒有必要從頭開始上傳或者下載。本文的斷點(diǎn)續(xù)傳主要是針對斷點(diǎn)上傳場景。

2、應(yīng)用場景

斷點(diǎn)續(xù)傳可以看成是分片上傳的一個衍生，因此可以使用分片上傳的場景，都可以使用斷點(diǎn)續(xù)傳。

3、實(shí)現(xiàn)斷點(diǎn)續(xù)傳的核心邏輯

在分片上傳的過程中，如果因?yàn)橄到y(tǒng)崩潰或者網(wǎng)絡(luò)中斷等異常因素導(dǎo)致上傳中斷，這時候客戶端需要記錄上傳的進(jìn)度。在之后支持再次上傳時，可以繼續(xù)從上次上傳中斷的地方進(jìn)行繼續(xù)上傳。

為了避免客戶端在上傳之后的進(jìn)度數(shù)據(jù)被刪除而導(dǎo)致重新開始從頭上傳的問題，服務(wù)端也可以提供相應(yīng)的接口便于客戶端對已經(jīng)上傳的分片數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢，從而使客戶端知道已經(jīng)上傳的分片數(shù)據(jù)，從而從下一個分片數(shù)據(jù)開始繼續(xù)上傳。

4、實(shí)現(xiàn)流程步驟

a、方案一，常規(guī)步驟

• 將需要上傳的文件按照一定的分割規(guī)則，分割成相同大小的數(shù)據(jù)塊；
• 初始化一個分片上傳任務(wù)，返回本次分片上傳唯一標(biāo)識；
• 按照一定的策略（串行或并行）發(fā)送各個分片數(shù)據(jù)塊；
• 發(fā)送完成后，服務(wù)端根據(jù)判斷數(shù)據(jù)上傳是否完整，如果完整，則進(jìn)行數(shù)據(jù)塊合成得到原始文件。

b、方案二、本文實(shí)現(xiàn)的步驟

• 前端（客戶端）需要根據(jù)固定大小對文件進(jìn)行分片，請求后端（服務(wù)端）時要帶上分片序號和大小
• 服務(wù)端創(chuàng)建conf文件用來記錄分塊位置，conf文件長度為總分片數(shù)，每上傳一個分塊即向conf文件中寫入一個127，那么沒上傳的位置就是默認(rèn)的0,已上傳的就是Byte.MAX_VALUE 127（這步是實(shí)現(xiàn)斷點(diǎn)續(xù)傳和秒傳的核心步驟）
• 服務(wù)器按照請求數(shù)據(jù)中給的分片序號和每片分塊大小（分片大小是固定且一樣的）算出開始位置，與讀取到的文件片段數(shù)據(jù)，寫入文件。

5、分片上傳/斷點(diǎn)上傳代碼實(shí)現(xiàn)

a、前端采用百度提供的webuploader的插件，進(jìn)行分片。因本文主要介紹服務(wù)端代碼實(shí)現(xiàn)，webuploader如何進(jìn)行分片，具體實(shí)現(xiàn)可以查看如下鏈接:

http://fex.baidu.com/webuploader/getting-started.html

b、后端用兩種方式實(shí)現(xiàn)文件寫入，一種是用RandomAccessFile，如果對RandomAccessFile不熟悉的朋友，可以查看如下鏈接:

https://blog.csdn.net/dimudan2015/article/details/81910690

另一種是使用MappedByteBuffer，對MappedByteBuffer不熟悉的朋友，可以查看如下鏈接進(jìn)行了解:

https://www.jianshu.com/p/f90866dcbffc

后端進(jìn)行寫入操作的核心代碼

a、RandomAccessFile實(shí)現(xiàn)方式

@UploadMode(mode?=?UploadModeEnum.RANDOM_ACCESS)??
@Slf4j??
public?class?RandomAccessUploadStrategy?extends?SliceUploadTemplate?{??
??
??@Autowired??
??private?FilePathUtil?filePathUtil;??
??
??@Value("${upload.chunkSize}")??
??private?long?defaultChunkSize;??
??
??@Override??
??public?boolean?upload(FileUploadRequestDTO?param)?{??
????RandomAccessFile?accessTmpFile?=?null;??
????try?{??
??????String?uploadDirPath?=?filePathUtil.getPath(param);??
??????File?tmpFile?=?super.createTmpFile(param);??
??????accessTmpFile?=?new?RandomAccessFile(tmpFile,?"rw");??
??????//這個必須與前端設(shè)定的值一致??
??????long?chunkSize?=?Objects.isNull(param.getChunkSize())???defaultChunkSize?*?1024?*?1024??
??????????:?param.getChunkSize();??
??????long?offset?=?chunkSize?*?param.getChunk();??
??????//定位到該分片的偏移量??
??????accessTmpFile.seek(offset);??
??????//寫入該分片數(shù)據(jù)??
??????accessTmpFile.write(param.getFile().getBytes());??
??????boolean?isOk?=?super.checkAndSetUploadProgress(param,?uploadDirPath);??
??????return?isOk;??
????}?catch?(IOException?e)?{??
??????log.error(e.getMessage(),?e);??
????}?finally?{??
??????FileUtil.close(accessTmpFile);??
????}??
???return?false;??
??}??
??
}??

b、MappedByteBuffer實(shí)現(xiàn)方式

@UploadMode(mode?=?UploadModeEnum.MAPPED_BYTEBUFFER)??
@Slf4j??
public?class?MappedByteBufferUploadStrategy?extends?SliceUploadTemplate?{??
??
??@Autowired??
??private?FilePathUtil?filePathUtil;??
??
??@Value("${upload.chunkSize}")??
??private?long?defaultChunkSize;??
??
??@Override??
??public?boolean?upload(FileUploadRequestDTO?param)?{??
??
????RandomAccessFile?tempRaf?=?null;??
????FileChannel?fileChannel?=?null;??
????MappedByteBuffer?mappedByteBuffer?=?null;??
????try?{??
??????String?uploadDirPath?=?filePathUtil.getPath(param);??
??????File?tmpFile?=?super.createTmpFile(param);??
??????tempRaf?=?new?RandomAccessFile(tmpFile,?"rw");??
??????fileChannel?=?tempRaf.getChannel();??
??
??????long?chunkSize?=?Objects.isNull(param.getChunkSize())???defaultChunkSize?*?1024?*?1024??
??????????:?param.getChunkSize();??
??????//寫入該分片數(shù)據(jù)??
??????long?offset?=?chunkSize?*?param.getChunk();??
??????byte[]?fileData?=?param.getFile().getBytes();??
??????mappedByteBuffer?=?fileChannel??
.map(FileChannel.MapMode.READ_WRITE,?offset,?fileData.length);??
??????mappedByteBuffer.put(fileData);??
??????boolean?isOk?=?super.checkAndSetUploadProgress(param,?uploadDirPath);??
??????return?isOk;??
??
????}?catch?(IOException?e)?{??
??????log.error(e.getMessage(),?e);??
????}?finally?{??
??
??????FileUtil.freedMappedByteBuffer(mappedByteBuffer);??
??????FileUtil.close(fileChannel);??
??????FileUtil.close(tempRaf);??
??
????}??
??
????return?false;??
??}??
??
}??

c、文件操作核心模板類代碼

@Slf4j??
public?abstract?class?SliceUploadTemplate?implements?SliceUploadStrategy?{??
??
??public?abstract?boolean?upload(FileUploadRequestDTO?param);??
??
??protected?File?createTmpFile(FileUploadRequestDTO?param)?{??
??
????FilePathUtil?filePathUtil?=?SpringContextHolder.getBean(FilePathUtil.class);??
????param.setPath(FileUtil.withoutHeadAndTailDiagonal(param.getPath()));??
????String?fileName?=?param.getFile().getOriginalFilename();??
????String?uploadDirPath?=?filePathUtil.getPath(param);??
????String?tempFileName?=?fileName?+?"_tmp";??
????File?tmpDir?=?new?File(uploadDirPath);??
????File?tmpFile?=?new?File(uploadDirPath,?tempFileName);??
????if?(!tmpDir.exists())?{??
??????tmpDir.mkdirs();??
????}??
????return?tmpFile;??
??}??
??
??@Override??
??public?FileUploadDTO?sliceUpload(FileUploadRequestDTO?param)?{??
??
????boolean?isOk?=?this.upload(param);??
????if?(isOk)?{??
??????File?tmpFile?=?this.createTmpFile(param);??
??????FileUploadDTO?fileUploadDTO?=?this.saveAndFileUploadDTO(param.getFile().getOriginalFilename(),?tmpFile);??
??????return?fileUploadDTO;??
????}??
????String?md5?=?FileMD5Util.getFileMD5(param.getFile());??
??
????Map?map?=?new?HashMap<>();??
????map.put(param.getChunk(),?md5);??
????return?FileUploadDTO.builder().chunkMd5Info(map).build();??
??}??
??
??/**??
???*?檢查并修改文件上傳進(jìn)度??
???*/??
??public?boolean?checkAndSetUploadProgress(FileUploadRequestDTO?param,?String?uploadDirPath)?{??
??
????String?fileName?=?param.getFile().getOriginalFilename();??
????File?confFile?=?new?File(uploadDirPath,?fileName?+?".conf");??
????byte?isComplete?=?0;??
????RandomAccessFile?accessConfFile?=?null;??
????try?{??
??????accessConfFile?=?new?RandomAccessFile(confFile,?"rw");??
??????//把該分段標(biāo)記為?true?表示完成??
??????System.out.println("set?part?"?+?param.getChunk()?+?"?complete");??
??????//創(chuàng)建conf文件文件長度為總分片數(shù)，每上傳一個分塊即向conf文件中寫入一個127，那么沒上傳的位置就是默認(rèn)0,已上傳的就是Byte.MAX_VALUE?127??
??????accessConfFile.setLength(param.getChunks());??
??????accessConfFile.seek(param.getChunk());??
??????accessConfFile.write(Byte.MAX_VALUE);??
??
??????//completeList?檢查是否全部完成,如果數(shù)組里是否全部都是127(全部分片都成功上傳)??
??????byte[]?completeList?=?FileUtils.readFileToByteArray(confFile);??
??????isComplete?=?Byte.MAX_VALUE;??
??????for?(int?i?=?0;?i?????????//與運(yùn)算,?如果有部分沒有完成則?isComplete?不是?Byte.MAX_VALUE??
????????isComplete?=?(byte)?(isComplete?&?completeList[i]);??
????????System.out.println("check?part?"?+?i?+?"?complete?:"?+?completeList[i]);??
??????}??
??
????}?catch?(IOException?e)?{??
??????log.error(e.getMessage(),?e);??
????}?finally?{??
??????FileUtil.close(accessConfFile);??
????}??
?boolean?isOk?=?setUploadProgress2Redis(param,?uploadDirPath,?fileName,?confFile,?isComplete);??
????return?isOk;??
??}??
??
??/**??
???*?把上傳進(jìn)度信息存進(jìn)redis??
???*/??
??private?boolean?setUploadProgress2Redis(FileUploadRequestDTO?param,?String?uploadDirPath,??
??????String?fileName,?File?confFile,?byte?isComplete)?{??
??
????RedisUtil?redisUtil?=?SpringContextHolder.getBean(RedisUtil.class);??
????if?(isComplete?==?Byte.MAX_VALUE)?{??
??????redisUtil.hset(FileConstant.FILE_UPLOAD_STATUS,?param.getMd5(),?"true");??
??????redisUtil.del(FileConstant.FILE_MD5_KEY?+?param.getMd5());??
??????confFile.delete();??
??????return?true;??
????}?else?{??
??????if?(!redisUtil.hHasKey(FileConstant.FILE_UPLOAD_STATUS,?param.getMd5()))?{??
????????redisUtil.hset(FileConstant.FILE_UPLOAD_STATUS,?param.getMd5(),?"false");??
????????redisUtil.set(FileConstant.FILE_MD5_KEY?+?param.getMd5(),??
????????????uploadDirPath?+?FileConstant.FILE_SEPARATORCHAR?+?fileName?+?".conf");??
??????}??
??
??????return?false;??
????}??
??}??
/**??
???*?保存文件操作??
???*/??
??public?FileUploadDTO?saveAndFileUploadDTO(String?fileName,?File?tmpFile)?{??
??
????FileUploadDTO?fileUploadDTO?=?null;??
??
????try?{??
??
??????fileUploadDTO?=?renameFile(tmpFile,?fileName);??
??????if?(fileUploadDTO.isUploadComplete())?{??
????????System.out??
????????????.println("upload?complete?!!"?+?fileUploadDTO.isUploadComplete()?+?"?name="?+?fileName);??
????????//TODO?保存文件信息到數(shù)據(jù)庫??
??
??????}??
??
????}?catch?(Exception?e)?{??
??????log.error(e.getMessage(),?e);??
????}?finally?{??
??
????}??
????return?fileUploadDTO;??
??}??
/**??
???*?文件重命名??
???*??
???*?@param?toBeRenamed?將要修改名字的文件??
???*?@param?toFileNewName?新的名字??
???*/??
??private?FileUploadDTO?renameFile(File?toBeRenamed,?String?toFileNewName)?{??
????//檢查要重命名的文件是否存在，是否是文件??
????FileUploadDTO?fileUploadDTO?=?new?FileUploadDTO();??
????if?(!toBeRenamed.exists()?||?toBeRenamed.isDirectory())?{??
??????log.info("File?does?not?exist:?{}",?toBeRenamed.getName());??
??????fileUploadDTO.setUploadComplete(false);??
??????return?fileUploadDTO;??
????}??
????String?ext?=?FileUtil.getExtension(toFileNewName);??
????String?p?=?toBeRenamed.getParent();??
????String?filePath?=?p?+?FileConstant.FILE_SEPARATORCHAR?+?toFileNewName;??
????File?newFile?=?new?File(filePath);??
????//修改文件名??
????boolean?uploadFlag?=?toBeRenamed.renameTo(newFile);??
??
????fileUploadDTO.setMtime(DateUtil.getCurrentTimeStamp());??
????fileUploadDTO.setUploadComplete(uploadFlag);??
????fileUploadDTO.setPath(filePath);??
????fileUploadDTO.setSize(newFile.length());??
????fileUploadDTO.setFileExt(ext);??
????fileUploadDTO.setFileId(toFileNewName);??
??
????return?fileUploadDTO;??
??}??
}??

總結(jié)

在實(shí)現(xiàn)分片上傳的過程，需要前端和后端配合，比如前后端的上傳塊號的文件大小，前后端必須得要一致，否則上傳就會有問題。其次文件相關(guān)操作正常都是要搭建一個文件服務(wù)器的，比如使用fastdfs、hdfs等。

本示例代碼在電腦配置為4核內(nèi)存8G情況下，上傳24G大小的文件，上傳時間需要30多分鐘，主要時間耗費(fèi)在前端的md5值計算，后端寫入的速度還是比較快。如果項目組覺得自建文件服務(wù)器太花費(fèi)時間，且項目的需求僅僅只是上傳下載，那么推薦使用阿里的oss服務(wù)器，其介紹可以查看官網(wǎng):

https://help.aliyun.com/product/31815.html

阿里的oss它本質(zhì)是一個對象存儲服務(wù)器，而非文件服務(wù)器，因此如果有涉及到大量刪除或者修改文件的需求，oss可能就不是一個好的選擇。

文末提供一個oss表單上傳的鏈接demo，通過oss表單上傳，可以直接從前端把文件上傳到oss服務(wù)器，把上傳的壓力都推給oss服務(wù)器:

https://www.cnblogs.com/ossteam/p/4942227.html