SpringBoot文件分片上傳教程
更新時(shí)間：2022年11月17日 09:22:42 作者：code2roc
這篇文章主要介紹了SpringBoot文件分片上傳教程，具有很好的參考價(jià)值，希望對大家有所幫助。如有錯(cuò)誤或未考慮完全的地方，望不吝賜教
背景
最近好幾個(gè)項(xiàng)目在運(yùn)行過程中客戶都提出文件上傳大小的限制能否設(shè)置的大一些，用戶經(jīng)常需要上傳好幾個(gè)G的資料文件，如圖紙，視頻等，并且需要在上傳大文件過程中進(jìn)行優(yōu)化實(shí)時(shí)展現(xiàn)進(jìn)度條，進(jìn)行技術(shù)評估后針對框架文件上傳進(jìn)行擴(kuò)展升級，擴(kuò)展接口支持大文件分片上傳處理，減少服務(wù)器瞬時(shí)的內(nèi)存壓力，同一個(gè)文件上傳失敗后可以從成功上傳分片位置進(jìn)行斷點(diǎn)續(xù)傳，文件上傳成功后再次上傳無需等待達(dá)到秒傳的效果，優(yōu)化用戶交互體驗(yàn)
具體的實(shí)現(xiàn)流程如下圖所示
文件MD5計(jì)算
對于文件md5的計(jì)算我們使用spark-md5第三方庫，大文件我們可以分片分別計(jì)算再合并節(jié)省時(shí)間，但是經(jīng)測試1G文件計(jì)算MD5需要20s左右的時(shí)間，所以經(jīng)過優(yōu)化我們抽取文件部分特征信息（文件第一片+文件最后一片+文件修改時(shí)間），來保證文件的相對唯一性，只需要2s左右，大大提高前端計(jì)算效率，對于前端文件內(nèi)容塊的讀取我們需要使用html5的api中fileReader.readAsArrayBuffer方法，因?yàn)槭钱惒接|發(fā)，封裝的方法提供一個(gè)回調(diào)函數(shù)進(jìn)行使用
createSimpleFileMD5(file, chunkSize, finishCaculate) {
var fileReader = new FileReader();
var blobSlice = File.prototype.mozSlice || File.prototype.webkitSlice || File.prototype.slice;
var chunks = Math.ceil(file.size / chunkSize);
var currentChunk = 0;
var spark = new SparkMD5.ArrayBuffer();
var startTime = new Date().getTime();
loadNext();
fileReader.onload = function() {
spark.append(this.result);
if (currentChunk == 0) {
currentChunk = chunks - 1;
loadNext();
} else {
var fileMD5 = hpMD5(spark.end() + file.lastModifiedDate);
finishCaculate(fileMD5)
}
};
function loadNext() {
var start = currentChunk * chunkSize;
var end = start + chunkSize >= file.size ? file.size : start + chunkSize;
fileReader.readAsArrayBuffer(blobSlice.call(file, start, end));
}
}文件分片切割
我們通過定義好文件分片大小，使用blob對象支持的file.slice方法切割文件，分片上傳請求需要同步按順序請求，因?yàn)槭褂昧送秸埱螅岸藆i會阻塞無法點(diǎn)擊，需要開啟worker線程進(jìn)行操作，完成后通過postMessage方法傳遞消息給主頁面通知ui進(jìn)度條的更新，需要注意的是，worker線程方法不支持window對象，所以盡量不要使用第三方庫，使用原生的XMLHttpRequest對象發(fā)起請求，需要的參數(shù)通過onmessage方法傳遞獲取
頁面upload請求方法如下
upload() {
var file = document.getElementById("file").files[0];
if (!file) {
alert("請選擇需要上傳的文件");
return;
}
if (file.size < pageData.chunkSize) {
alert("選擇的文件請大于" + pageData.chunkSize / 1024 / 1024 + "M")
}
var filesize = file.size;
var filename = file.name;
pageData.chunkCount = Math.ceil(filesize / pageData.chunkSize);
this.createSimpleFileMD5(file, pageData.chunkSize, function(fileMD5) {
console.log("計(jì)算文件MD：" + fileMD5);
pageData.showProgress = true;
var worker = new Worker('worker.js');
var param = {
token: GetTokenID(),
uploadUrl: uploadUrl,
filename: filename,
filesize: filesize,
fileMD5: fileMD5,
groupguid: pageData.groupguid1,
grouptype: pageData.grouptype1,
chunkCount: pageData.chunkCount,
chunkSize: pageData.chunkSize,
file: file
}
worker.onmessage = function(event) {
var workresult = event.data;
if (workresult.code == 0) {
pageData.percent = workresult.percent;
if (workresult.percent == 100) {
pageData.showProgress = false;
worker.terminate();
}
} else {
pageData.showProgress = false;
worker.terminate();
}
}
worker.postMessage(param);
})
}worker.js執(zhí)行方法如下
function FormAjax_Sync(token, data, url, success) {
var xmlHttp = new XMLHttpRequest();
xmlHttp.open("post", url, false);
xmlHttp.setRequestHeader("token", token);
xmlHttp.onreadystatechange = function() {
if (xmlHttp.status == 200) {
var result = JSON.parse(this.responseText);
var status = this.status
success(result, status);
}
};
xmlHttp.send(data);
}
onmessage = function(evt) {
var data = evt.data;
console.log(data)
//傳遞的參數(shù)
var token = data.token
var uploadUrl = data.uploadUrl
var filename = data.filename
var fileMD5 = data.fileMD5
var groupguid = data.groupguid
var grouptype = data.grouptype
var chunkCount = data.chunkCount
var chunkSize = data.chunkSize
var filesize = data.filesize
var filename = data.filename
var file = data.file
var start = 0;
var end;
var index = 0;
var startTime = new Date().getTime();
while (start < filesize) {
end = start + chunkSize;
if (end > filesize) {
end = filesize;
}
var chunk = file.slice(start, end); //切割文件
var formData = new FormData();
formData.append("file", chunk, filename);
formData.append("fileMD5", fileMD5);
formData.append("chunkCount", chunkCount)
formData.append("chunkIndex", index);
formData.append("chunkSize", end - start);
formData.append("groupguid", groupguid);
formData.append("grouptype", grouptype);
//上傳文件
FormAjax_Sync(token, formData, uploadUrl, function(result, status) {
var code = 0;
var percent = 0;
if (result.code == 0) {
console.log("分片共" + chunkCount + "個(gè)" + ",已成功上傳第" + index + "個(gè)")
percent = parseInt((parseInt(formData.get("chunkIndex")) + 1) * 100 / chunkCount);
} else {
filesize = -1;
code = -1
console.log("分片第" + index + "個(gè)上傳失敗")
}
self.postMessage({ code: code, percent: percent });
})
start = end;
index++;
}
console.log("上傳分片總時(shí)間：" + (new Date().getTime() - startTime));
console.log("分片完成");
}
文件分片接收
前端文件分片處理完畢后，接下來我們詳細(xì)介紹下后端文件接受處理的方案，分片處理需要支持用戶隨時(shí)中斷上傳與文件重復(fù)上傳，我們新建表f_attachchunk來記錄文件分片的詳細(xì)信息，
表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下：
CREATE TABLE `f_attachchunk` ( `ID` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT, `ChunkGuid` varchar(50) NOT NULL, `FileMD5` varchar(100) DEFAULT NULL, `FileName` varchar(200) DEFAULT NULL, `ChunkSize` int(11) DEFAULT NULL, `ChunkCount` int(11) DEFAULT NULL, `ChunkIndex` int(11) DEFAULT NULL, `ChunkFilePath` varchar(500) DEFAULT NULL, `UploadUserGuid` varchar(50) DEFAULT NULL, `UploadUserName` varchar(100) DEFAULT NULL, `UploadDate` datetime DEFAULT NULL, `UploadOSSID` varchar(200) DEFAULT NULL, `UploadOSSChunkInfo` varchar(1000) DEFAULT NULL, `ChunkType` varchar(50) DEFAULT NULL, `MergeStatus` int(11) DEFAULT NULL, PRIMARY KEY (`ID`) ) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=237 DEFAULT CHARSET=utf8mb4;
FileMD5：文件MD5唯一標(biāo)識文件FileName：文件名稱ChunkSize：分片大小ChunkCount：分片總數(shù)量ChunkIndex：分片對應(yīng)序號ChunkFilePath：分片存儲路徑（本地存儲文件方案使用）UploadUserGuid：上傳人主鍵UploadUserName：上傳人姓名UploadDate：上傳人日期UploadOSSID：分片上傳批次ID（云存儲方案使用）UploadOSSChunkInfo：分片上傳單片信息（云存儲方案使用）ChunkType：分片存儲方式（本地存儲，阿里云，華為云，Minio標(biāo)識）MergeStatus：分片合并狀態(tài)（未合并，已合并）
文件分片存儲后端一共分為三步，檢查分片=》保存分片=》合并分片，我們這里先以本地文件存儲為例講解，云存儲思路一致，后續(xù)會提供對應(yīng)使用的api方法
檢查分片
檢查分片以數(shù)據(jù)庫文件分片記錄的FIleMD5與ChunkIndex組合來確定分片的唯一性，因?yàn)楸镜胤制瑃emp文件是作為臨時(shí)文件存儲，可能會出現(xiàn)手動(dòng)清除施放磁盤空間的問題，所以數(shù)據(jù)庫存在記錄我們還需要對應(yīng)的檢查實(shí)際文件情況
boolean existChunk = false;
AttachChunkDO dbChunk = attachChunkService.checkExistChunk(fileMD5, chunkIndex, "Local");
if (dbChunk != null) {
File chunkFile = new File(dbChunk.getChunkFilePath());
if (chunkFile.exists()) {
if (chunkFile.length() == chunkSize) {
existChunk = true;
} else {
//刪除數(shù)據(jù)庫記錄
attachChunkService.delete(dbChunk.getChunkGuid());
}
} else {
//刪除數(shù)據(jù)庫記錄
attachChunkService.delete(dbChunk.getChunkGuid());
}
}保存分片
保存分片分為兩塊，文件存儲到本地，成功后數(shù)據(jù)庫插入對應(yīng)分片信息
//獲取配置中附件上傳文件夾
String filePath = frameConfig.getAttachChunkPath() + "/" + fileMD5 + "/";
//根據(jù)附件guid創(chuàng)建文件夾
File targetFile = new File(filePath);
if (!targetFile.exists()) {
targetFile.mkdirs();
}
if (!existChunk) {
//保存文件到文件夾
String chunkFileName = fileMD5 + "-" + chunkIndex + ".temp";
FileUtil.uploadFile(FileUtil.convertStreamToByte(fileContent), filePath, chunkFileName);
//插入chunk表
AttachChunkDO attachChunkDO = new AttachChunkDO(fileMD5, fileName, chunkSize, chunkCount, chunkIndex, filePath + chunkFileName, "Local");
attachChunkService.insert(attachChunkDO);
}合并分片
在上傳分片方法中，如果當(dāng)前分片是最后一片，上傳完畢后進(jìn)行文件合并工作，同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫合并狀態(tài)的更新，下一次同一個(gè)文件上傳時(shí)我們可以直接拷貝之前合并過的文件作為新附件，減少合并這一步驟的I/O操作，合并文件我們采用BufferedOutputStream與BufferedInputStream兩個(gè)對象，固定緩沖區(qū)大小
if (chunkIndex == chunkCount - 1) {
//合并文件
String merageFileFolder = frameConfig.getAttachPath() + groupType + "/" + attachGuid;
File attachFolder = new File(merageFileFolder);
if (!attachFolder.exists()) {
attachFolder.mkdirs();
}
String merageFilePath = merageFileFolder + "/" + fileName;
merageFile(fileMD5, merageFilePath);
attachChunkService.updateMergeStatusToFinish(fileMD5);
//插入到附件庫
//設(shè)置附件唯一guid
attachGuid = CommonUtil.getNewGuid();
attachmentDO.setAttguid(attachGuid);
attachmentService.insert(attachmentDO);
} public void merageFile(String fileMD5, String targetFilePath) throws Exception {
String merageFilePath = frameConfig.getAttachChunkPath()+"/"+fileMD5+"/"+fileMD5+".temp";
File merageFile = new File(merageFilePath);
if(!merageFile.exists()){
BufferedOutputStream destOutputStream = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(merageFilePath));
List<AttachChunkDO> attachChunkDOList = attachChunkService.selectListByFileMD5(fileMD5, "Local");
for (AttachChunkDO attachChunkDO : attachChunkDOList) {
File file = new File(attachChunkDO.getChunkFilePath());
byte[] fileBuffer = new byte[1024 * 1024 * 5];//文件讀寫緩存
int readBytesLength = 0; //每次讀取字節(jié)數(shù)
BufferedInputStream sourceInputStream = new BufferedInputStream(new FileInputStream(file));
while ((readBytesLength = sourceInputStream.read(fileBuffer)) != -1) {
destOutputStream.write(fileBuffer, 0, readBytesLength);
}
sourceInputStream.close();
}
destOutputStream.flush();
destOutputStream.close();
}
FileUtil.copyFile(merageFilePath,targetFilePath);
}云文件分片上傳
云文件上傳與本地文件上傳的區(qū)別就是，分片文件直接上傳到云端，再調(diào)用云存儲api進(jìn)行文件合并與文件拷貝，數(shù)據(jù)庫相關(guān)記錄與檢查差異不大
阿里云OSS
上傳分片前需要生成該文件的分片上傳組標(biāo)識uploadid
public String getUplaodOSSID(String key){
key = "chunk/" + key + "/" + key;
TenantParams.attach appConfig = getAttach();
OSSClient ossClient = InitOSS(appConfig);
String bucketName = appConfig.getBucketname_auth();
InitiateMultipartUploadRequest request = new InitiateMultipartUploadRequest(bucketName, key);
InitiateMultipartUploadResult upresult = ossClient.initiateMultipartUpload(request);
String uploadId = upresult.getUploadId();
ossClient.shutdown();
return uploadId;
}上傳分片時(shí)需要指定uploadid，同時(shí)我們要將返回的分片信息PartETag序列化保存數(shù)據(jù)庫，用于后續(xù)的文件合并
public String uploadChunk(InputStream stream,String key, int chunkIndex, int chunkSize, String uploadId){
key = "chunk/" + key + "/" + key;
String result = "";
try{
TenantParams.attach appConfig = getAttach();
OSSClient ossClient = InitOSS(appConfig);
String bucketName = appConfig.getBucketname_auth();
UploadPartRequest uploadPartRequest = new UploadPartRequest();
uploadPartRequest.setBucketName(bucketName);
uploadPartRequest.setKey(key);
uploadPartRequest.setUploadId(uploadId);
uploadPartRequest.setInputStream(stream);
// 設(shè)置分片大小。除了最后一個(gè)分片沒有大小限制，其他的分片最小為100 KB。
uploadPartRequest.setPartSize(chunkSize);
// 設(shè)置分片號。每一個(gè)上傳的分片都有一個(gè)分片號，取值范圍是1~10000，如果超出此范圍，OSS將返回InvalidArgument錯(cuò)誤碼。
uploadPartRequest.setPartNumber(chunkIndex+1);
// 每個(gè)分片不需要按順序上傳，甚至可以在不同客戶端上傳，OSS會按照分片號排序組成完整的文件。
UploadPartResult uploadPartResult = ossClient.uploadPart(uploadPartRequest);
PartETag partETag = uploadPartResult.getPartETag();
result = JSON.toJSONString(partETag);
ossClient.shutdown();
}catch (Exception e){
logger.error("OSS上傳文件Chunk失敗:" + e.getMessage());
}
return result;
}合并分片時(shí)通過傳遞保存分片的PartETag對象數(shù)組進(jìn)行操作，為了附件獨(dú)立唯一性我們不直接使用合并后的文件，通過api進(jìn)行文件拷貝副本使用
public boolean merageFile(String uploadId, List<PartETag> chunkInfoList,String key,AttachmentDO attachmentDO,boolean checkMerge){
key = "chunk/" + key + "/" + key;
boolean result = true;
try{
TenantParams.attach appConfig = getAttach();
OSSClient ossClient = InitOSS(appConfig);
String bucketName = appConfig.getBucketname_auth();
if(!checkMerge){
CompleteMultipartUploadRequest completeMultipartUploadRequest = new CompleteMultipartUploadRequest(bucketName, key, uploadId, chunkInfoList);
CompleteMultipartUploadResult completeMultipartUploadResult = ossClient.completeMultipartUpload(completeMultipartUploadRequest);
}
String attachKey = getKey(attachmentDO);
ossClient.copyObject(bucketName,key,bucketName,attachKey);
ossClient.shutdown();
}catch (Exception e){
e.printStackTrace();
logger.error("OSS合并文件失敗:" + e.getMessage());
result = false;
}
return result;
}華為云OBS
華為云api與阿里云api大致相同，只有個(gè)別參數(shù)名稱不同，直接上代碼
public String getUplaodOSSID(String key) throws Exception {
key = "chunk/" + key + "/" + key;
TenantParams.attach appConfig = getAttach();
ObsClient obsClient = InitOBS(appConfig);
String bucketName = appConfig.getBucketname_auth();
InitiateMultipartUploadRequest request = new InitiateMultipartUploadRequest(bucketName, key);
InitiateMultipartUploadResult result = obsClient.initiateMultipartUpload(request);
String uploadId = result.getUploadId();
obsClient.close();
return uploadId;
}
public String uploadChunk(InputStream stream, String key, int chunkIndex, int chunkSize, String uploadId) {
key = "chunk/" + key + "/" + key;
String result = "";
try {
TenantParams.attach appConfig = getAttach();
ObsClient obsClient = InitOBS(appConfig);
String bucketName = appConfig.getBucketname_auth();
UploadPartRequest uploadPartRequest = new UploadPartRequest();
uploadPartRequest.setBucketName(bucketName);
uploadPartRequest.setUploadId(uploadId);
uploadPartRequest.setObjectKey(key);
uploadPartRequest.setInput(stream);
uploadPartRequest.setOffset(chunkIndex * chunkSize);
// 設(shè)置分片大小。除了最后一個(gè)分片沒有大小限制，其他的分片最小為100 KB。
uploadPartRequest.setPartSize((long) chunkSize);
// 設(shè)置分片號。每一個(gè)上傳的分片都有一個(gè)分片號，取值范圍是1~10000，如果超出此范圍，OSS將返回InvalidArgument錯(cuò)誤碼。
uploadPartRequest.setPartNumber(chunkIndex + 1);
// 每個(gè)分片不需要按順序上傳，甚至可以在不同客戶端上傳，OSS會按照分片號排序組成完整的文件。
UploadPartResult uploadPartResult = obsClient.uploadPart(uploadPartRequest);
PartEtag partETag = new PartEtag(uploadPartResult.getEtag(), uploadPartResult.getPartNumber());
result = JSON.toJSONString(partETag);
obsClient.close();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
logger.error("OBS上傳文件Chunk:" + e.getMessage());
}
return result;
}
public boolean merageFile(String uploadId, List<PartEtag> chunkInfoList, String key, AttachmentDO attachmentDO, boolean checkMerge) {
key = "chunk/" + key + "/" + key;
boolean result = true;
try {
TenantParams.attach appConfig = getAttach();
ObsClient obsClient = InitOBS(appConfig);
String bucketName = appConfig.getBucketname_auth();
if (!checkMerge) {
CompleteMultipartUploadRequest request = new CompleteMultipartUploadRequest(bucketName, key, uploadId, chunkInfoList);
obsClient.completeMultipartUpload(request);
}
String attachKey = getKey(attachmentDO);
obsClient.copyObject(bucketName, key, bucketName, attachKey);
obsClient.close();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
logger.error("OBS合并文件失敗:" + e.getMessage());
result = false;
}
return result;
}Minio
文件存儲Minio應(yīng)用比較廣泛，框架也同時(shí)支持了自己獨(dú)立部署的Minio文件存儲系統(tǒng)，Minio沒有對應(yīng)的分片上傳api支持，我們可以在上傳完分片文件后，使用composeObject方法進(jìn)行文件的合并
public boolean uploadChunk(InputStream stream, String key, int chunkIndex) {
boolean result = true;
try {
MinioClient minioClient = InitMinio();
String bucketName = frameConfig.getMinio_bucknetname();
PutObjectOptions option = new PutObjectOptions(stream.available(), -1);
key = "chunk/" + key + "/" + key;
minioClient.putObject(bucketName, key + "-" + chunkIndex, stream, option);
} catch (Exception e) {
logger.error("Minio上傳Chunk文件失敗:" + e.getMessage());
result = false;
}
return result;
}
public boolean merageFile(String key, int chunkCount, AttachmentDO attachmentDO, boolean checkMerge) {
boolean result = true;
try {
MinioClient minioClient = InitMinio();
String bucketName = frameConfig.getMinio_bucknetname();
key = "chunk/" + key + "/" + key;
if (!checkMerge) {
List<ComposeSource> sourceObjectList = new ArrayList<ComposeSource>();
for (int i = 0; i < chunkCount; i++) {
ComposeSource composeSource = ComposeSource.builder().bucket(bucketName).object(key + "-" + i).build();
sourceObjectList.add(composeSource);
}
minioClient.composeObject(ComposeObjectArgs.builder().bucket(bucketName).object(key).sources(sourceObjectList).build());
}
String attachKey = getKey(attachmentDO);
minioClient.copyObject(
CopyObjectArgs.builder()
.bucket(bucketName)
.object(attachKey)
.source(
CopySource.builder()
.bucket(bucketName)
.object(key)
.build())
.build());
} catch (Exception e) {
logger.error("Minio合并文件失敗:" + e.getMessage());
result = false;
}
return result;
}以上為個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，希望能給大家一個(gè)參考，也希望大家多多支持腳本之家。
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