java web文件上传功能实现
核心原理:
该项目核心就是文件分块上传。前后端要高度配合,需要双方约定好一些数据,才能完成大文件分块,我们在项目中要重点解决的以下问题。
* 如何分片;
* 如何合成一个文件;
* 中断了从哪个分片开始。
如何分,利用强大的js库,来减轻我们的工作,市场上已经能有关于大文件分块的轮子,虽然程序员的天性曾迫使我重新造轮子。但是因为时间的关系还有工作的关系,我只能罢休了。最后我选择了百度的WebUploader来实现前端所需。
如何合,在合之前,我们还得先解决一个问题,我们如何区分分块所属那个文件的。刚开始的时候,我是采用了前端生成了唯一uuid来做文件的标志,在每个分片请求上带上。不过后来在做秒传的时候我放弃了,采用了Md5来维护分块和文件关系。
在服务端合并文件,和记录分块的问题,在这方面其实行业已经给了很好的解决方案了。参考迅雷,你会发现,每次下载中的时候,都会有两个文件,一个文件主体,另外一个就是文件临时文件,临时文件存储着每个分块对应字节位的状态。
这些都是需要前后端密切联系才能做好,前端需要根据固定大小对文件进行分片,并且请求中要带上分片序号和大小。前端发送请求顺利到达后台后,服务器只需要按照请求数据中给的分片序号和每片分块大小(分片大小是固定且一样的)算出开始位置,与读取到的文件片段数据,写入文件即可。
功能分析:
分块上传
分块上传可以说是我们整个项目的基础,像断点续传、暂停这些都是需要用到分块。
分块这块相对来说比较简单。前端是采用了webuploader,分块等基础功能已经封装起来,使用方便。
借助webUpload提供给我们的文件API,前端就显得异常简单。
// 实例化wu
var uploader = WebUploader.create({
pick: {
id: '#picker',
label: '点击选择文件'
},
formData: {
uid: 0,
md5: '',
chunkSize: chunkSize
},
//dnd: '#dndArea',
//paste: '#uploader',
swf: 'js/Uploader.swf',
chunked: true,
chunkSize: chunkSize, // 字节 1M分块
threads: 3,
server: 'index/fileUpload',
auto: false,
// 禁掉全局的拖拽功能。这样不会出现图片拖进页面的时候,把图片打开。
disableGlobalDnd: true,
fileNumLimit: 1024,
fileSizeLimit: 1024 * 1024 * 1024, // 200 M
fileSingleSizeLimit: 1024 * 1024 * 1024 // 50 M
});
分则必合。把大文件分片了,但是分片了就没有原本文件功能,所以我们要把分片合成为原本的文件。我们只需要把分片按原本位置写入到文件中去。因为前面原理那一部我们已经讲到了,我们知道分块大小和分块序号,我就可以知道该分块在文件中的起始位置。所以这里使用RandomAccessFile是明智的,RandomAccessFile能在文件里面前后移动。但是在andomAccessFile的绝大多数功能,已经被JDK1.4的NIO的“内存映射文件(memory-mapped files)”取代了。我在该项目中分别写了使用RandomAccessFile与MappedByteBuffer来合成文件。分别对应的方法是uploadFileRandomAccessFile和uploadFileByMappedByteBuffer。两个方法代码如下。
public void uploadFileRandomAccessFile(MultipartFileParam param) throws IOException {
String fileName = param.getName();
String tempDirPath = finalDirPath + param.getMd5();
String tempFileName = fileName + "_tmp";
File tmpDir = new File(tempDirPath);
File tmpFile = new File(tempDirPath, tempFileName);
if (!tmpDir.exists()) {
tmpDir.mkdirs();
}
RandomAccessFile accessTmpFile = new RandomAccessFile(tmpFile, "rw");
long offset = CHUNK_SIZE * param.getChunk();
//定位到该分片的偏移量
accessTmpFile.seek(offset);
//写入该分片数据
accessTmpFile.write(param.getFile().getBytes());
// 释放
accessTmpFile.close();
boolean isOk = checkAndSetUploadProgress(param, tempDirPath);
if (isOk) {
boolean flag = renameFile(tmpFile, fileName);
System.out.println("upload complete !!" + flag + " name=" + fileName);
}
}
public void uploadFileByMappedByteBuffer(MultipartFileParam param) throws IOException {
String fileName = param.getName();
String uploadDirPath = finalDirPath + param.getMd5();
String tempFileName = fileName + "_tmp";
File tmpDir = new File(uploadDirPath);
File tmpFile = new File(uploadDirPath, tempFileName);
if (!tmpDir.exists()) {
tmpDir.mkdirs();
}
RandomAccessFile tempRaf = new RandomAccessFile(tmpFile, "rw");
FileChannel fileChannel = tempRaf.getChannel();
//写入该分片数据
long offset = CHUNK_SIZE * param.getChunk();
byte[] fileData = param.getFile().getBytes();
MappedByteBuffer mappedByteBuffer = fileChannel.map(FileChannel.MapMode.READ_WRITE, offset, fileData.length);
mappedByteBuffer.put(fileData);
// 释放
FileMD5Util.freedMappedByteBuffer(mappedByteBuffer);
fileChannel.close();
boolean isOk = checkAndSetUploadProgress(param, uploadDirPath);
if (isOk) {
boolean flag = renameFile(tmpFile, fileName);
System.out.println("upload complete !!" + flag + " name=" + fileName);
}
}
秒传功能
秒传功能,相信大家都体现过了,网盘上传的时候,发现上传的文件秒传了。其实原理稍微有研究过的同学应该知道,其实就是检验文件MD5,记录下上传到系统的文件的MD5,在一个文件上传前先获取文件内容MD5值或者部分取值MD5,然后在匹配系统上的数据。
Breakpoint-http实现秒传原理,客户端选择文件之后,点击上传的时候触发获取文件MD5值,获取MD5后调用系统一个接口(/index/checkFileMd5),查询该MD5是否已经存在(我在该项目中用redis来存储数据,用文件MD5值来作key,value是文件存储的地址。)接口返回检查状态,然后再进行下一步的操作。相信大家看代码就能明白了。
嗯,前端的MD5取值也是用了webuploader自带的功能,这还是个不错的工具。
断点续传
断点续传,就是在文件上传的过程中发生了中断,人为因素(暂停)或者不可抗力(断网或者网络差)导致了文件上传到一半失败了。然后在环境恢复的时候,重新上传该文件,而不至于是从新开始上传的。
前面也已经讲过,断点续传的功能是基于分块上传来实现的,把一个大文件分成很多个小块,服务端能够把每个上传成功的分块都落地下来,客户端在上传文件开始时调用接口快速验证,条件选择跳过某个分块。
实现原理,就是在每个文件上传前,就获取到文件MD5取值,在上传文件前调用接口(/index/checkFileMd5,没错也是秒传的检验接口)如果获取的文件状态是未完成,则返回所有的还没上传的分块的编号,然后前端进行条件筛算出哪些没上传的分块,然后进行上传。
/**
* 秒传判断,断点判断
*
* @return
*/
@RequestMapping(value = "checkFileMd5", method = RequestMethod.POST)
@ResponseBody
public Object checkFileMd5(String md5) throws IOException {
Object processingObj = stringRedisTemplate.opsForHash().get(Constants.FILE_UPLOAD_STATUS, md5);
if (processingObj == null) {
return new ResultVo(ResultStatus.NO_HAVE);
}
String processingStr = processingObj.toString();
boolean processing = Boolean.parseBoolean(processingStr);
String value = stringRedisTemplate.opsForValue().get(Constants.FILE_MD5_KEY + md5);
if (processing) {
return new ResultVo(ResultStatus.IS_HAVE, value);
} else {
File confFile = new File(value);
byte[] completeList = FileUtils.readFileToByteArray(confFile);
List<String> missChunkList = new LinkedList<>();
for (int i = 0; i < completeList.length; i++) {
if (completeList[i] != Byte.MAX_VALUE) {
missChunkList.add(i + "");
}
}
return new ResultVo<>(ResultStatus.ING_HAVE, missChunkList);
}
}
参考文章:http://blog.ncmem.com/wordpress/2019/08/12/java-http%E5%A4%A7%E6%96%87%E4%BB%B6%E6%96%AD%E7%82%B9%E7%BB%AD%E4%BC%A0%E4%B8%8A%E4%BC%A0/
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