分布式文件系统、FastDFS实现文件上传，并且搭建FastDFS文件服务器

1 分布式文件系统

       采用分布式文件系统可以将多个地点的文件系统通过网络连接起来，组成一个文件系统网络，结点之间通过网络进
行通信，一台文件系统的存储和传输能力有限，我们让文件在多台计算机上存储，通过多台计算共同传输。如下
图：

 好处：
1、一台计算机的文件系统处理能力扩充到多台计算机同时处理。
2、一台计算机挂了还有另外副本计算机提供数据。
3、每台计算机可以放在不同的地域，这样用户就可以就近访问，提高访问速度。

1.2主流的分布式文件系统

1、NFS

1）在客户端上映射NFS服务器的驱动器。
2）客户端通过网络访问NFS服务器的硬盘完全透明

 

2、GFS

1）GFS采用主从结构，一个GFS集群由一个master和大量的chunkserver组成。
2）master存储了数据文件的元数据，一个文件被分成了若干块存储在多个chunkserver中。
3）用户从master中获取数据元信息，从chunkserver存储数据。

3、HDSF

1）HDFS采用主从结构，一个HDFS集群由一个名称结点和若干数据结点组成。

名称结点存储数据的元信息，一个完整的数据文件分成若干块存储在数据结点。
2）客户端从名称结点获取数据的元信息及数据分块的信息，得到信息客户端即可从数据块来存取数据

2 介绍FastDFS

       FastDFS是用c语言编写的一款开源的分布式文件系统，它是由淘宝资深架构师余庆编写并开源。FastDFS专为互联
网量身定制，充分考虑了冗余备份、负载均衡、线性扩容等机制，并注重高可用、高性能等指标，使用FastDFS很
容易搭建一套高性能的文件服务器集群提供文件上传、下载等服务。
为什么要使用fastDFS呢？
上边介绍的NFS、GFS都是通用的分布式文件系统，通用的分布式文件系统的优点的是开发体验好，但是系统复杂
性高、性能一般，而专用的分布式文件系统虽然开发体验性差，但是系统复杂性低并且性能高。fastDFS非常适合
存储图片等那些小文件，fastDFS不对文件进行分块，所以它就没有分块合并的开销，fastDFS网络通信采用
socket，通信速度很快。

2.1 工作原理

FastDFS架构包括 Tracker server和Storageserver。客户端请求Tracker server进行文件上传、下载，通过Tracker
server调度最终由Storage server完成文件上传和下载。

1）Tracker
        Tracker Server作用是负载均衡和调度，通过Tracker server在文件上传时可以根据一些策略找到Storage server提
供文件上传服务。可以将tracker称为追踪服务器或调度服务器。FastDFS集群中的Tracker server可以有多台，Tracker
server之间是相互平等关系同时提供服务，Tracker server不存在单点故障。客户端请求Tracker server采用轮询方式，
如果请求的tracker无法提供服务则换另一个tracker。

2）Storage
        Storage Server作用是文件存储，客户端上传的文件最终存储在Storage服务器上，Storage server没有实现自己
的文件系统而是使用操作系统的文件系统来管理文件。可以将storage称为存储服务器。Storage集群采用了分组存储方式。
storage集群由一个或多个组构成，集群存储总容量为集群中所有组的存储容量之和。一个组由一台或多台存储服务器组成，
组内的Storage server之间是平等关系，不同组的Storage server之间不会相互通信，同组内的Storage server之间会相互连接
进行文件同步，从而保证同组内每个storage上的文件完全一致的。一个组的存储容量为该组内的存储服务器容量最小的那个，
由此可见组内存储服务器的软硬件配置最好是一致的。

        采用分组存储方式的好处是灵活、可控性较强。比如上传文件时，可以由客户端直接指定上传到的组也可以由
tracker进行调度选择。一个分组的存储服务器访问压力较大时，可以在该组增加存储服务器来扩充服务能力（纵向
扩容）。当系统容量不足时，可以增加组来扩充存储容量（横向扩容）。

3）Storage状态收集
       Storage server会连接集群中所有的Tracker server，定时向他们报告自己的状态，包括磁盘剩余空间、文件同步
状况、文件上传下载次数等统计信息

2.2 FastDFS上传文件流程

客户端上传文件后存储服务器将 文件ID 返回给客户端，此文件ID用于以后访问该文件的索引信息。文件索引信息
包括：组名，虚拟磁盘路径，数据两级目录，文件名：group1/M00/00/00/rBAACV6mZdaAeJA-AABpx12j85U008.png

组名：文件上传后所在的 storage组名称，在文件上传成功后有 storage服务器返回，需要客户端自行保存。

虚拟磁盘路径： storage配置的虚拟路径，与磁盘选项 store_path* 对应。如果配置了store_path0则是M00，
如果配置了store_path1则是M01，以此类推。

数据两级目录： storage服务器在每个虚拟磁盘路径下创建的两级目录，用于存储数据文件。

文件名：与文件上传时不同。是由存储服务器根据特定信息生成，文件名包含：源存储服务器 IP地址、文件创
建时间戳、文件大小、随机数和文件拓展名等信息。

2.3 FastDFS文件下载流程

tracker根据请求的文件路径即文件ID 来快速定义文件。
比如请求下边的文件：group1/M00/00/00/rBAACV6mZdaAeJA-AABpx12j85U008.png

1.通过组名tracker能够很快的定位到客户端需要访问的存储服务器组是group1，并选择合适的存储服务器提供客
户端访问。
2.存储服务器根据“文件存储虚拟磁盘路径”和“数据文件两级目录”可以很快定位到文件所在目录，并根据文件名找到
客户端需要访问的文件。

3 Docker安装FastDFS

参考链接 https://mp.csdn.net/console/editor/html/105789031

4实现简单的文件上传下载

首先配置好配文件

pom.xml

        
            org.springframework.boot
            spring-boot-starter-web
        
        
            net.oschina.zcx7878
            fastdfs-client-java
            1.27.0.0
        
        
            org.springframework.boot
            spring-boot-starter-test
            test
        
        
            org.apache.commons
            commons-io
            1.3.2
        

在reources下面配置好信息

fastdfs.connect_timeout_in_seconds = 5  #设置连接超时
fastdfs.network_timeout_in_seconds = 30  #设置网络超时
fastdfs.charset = UTF-8   #编码格式
fastdfs.tracker_servers = 127.0.0.1:22122

文件上传

    @Test
    public void testUpload()  {
        try {
            ClientGlobal.initByProperties("config/fastdfs-client.properties");
            //创建客户端
            TrackerClient trackerClient=new TrackerClient();
            //连接tracker server
            TrackerServer trackerServer = trackerClient.getConnection();
            //获取一个storage server
            StorageServer storeStorage = trackerClient.getStoreStorage(trackerServer);
            //创建一个storage 存储客户端
            StorageClient1 storageClient1=new StorageClient1(trackerServer,storeStorage);
            String filePath="d:/log.png";
            String fileId = storageClient1.upload_file1(filePath, "png", null);
            System.out.println(fileId);
            //group1/M00/00/00/rBAACV6mZdaAeJA-AABpx12j85U008.png
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

上传的图片链接可以访问：

http://alicewan.top:8888/group1/M00/00/00/rBAACV6mZdaAeJA-AABpx12j85U008.png 

文件下载

    @Test
    public void testDownload(){
        try {
            ClientGlobal.initByProperties("config/fastdfs-client.properties");
            TrackerClient trackerClient=new TrackerClient();
            TrackerServer trackerServer = trackerClient.getConnection();
            StorageServer storeStorage = trackerClient.getStoreStorage(trackerServer);
            StorageClient1 storageClient1=new StorageClient1(trackerServer,storeStorage);
            String fileId="group1/M00/00/00/rBAACV6mZdaAeJA-AABpx12j85U008.png";
            //通过文件id查找fastdfs的storage的文件字节流
            byte[] bytes = storageClient1.download_file1(fileId);
            FileOutputStream fileOutputStream=new FileOutputStream(new File("d:/log.png"));
            fileOutputStream.write(bytes);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

4 搭建一个简单的FastDFS服务

配置application.xml

spring:
#SpringMVC上传文件配置
  servlet:
    multipart:
      #默认支持文件上传.
      enabled: true
      #支持文件写入磁盘.
      file-size-threshold: 0
      # 上传文件的临时目录
      location:
      # 最大支持文件大小
      max-file-size: 1MB
      # 最大支持请求大小
      max-request-size: 30MB
xuecheng:
  fastdfs:
    connect_timeout_in_seconds: 3000
    network_timeout_in_seconds: 3000
    charset: UTF-8
    tracker_servers: 127.0.0.1:22122

 

初始化并且连接到fastdfs

@Service
public class FileSystemService {

    @Value("${xuecheng.fastdfs.tracker_servers}")
    String tracker_servers;
    @Value("${xuecheng.fastdfs.connect_timeout_in_seconds}")
    int connect_timeout_in_seconds;
    @Value("${xuecheng.fastdfs.network_timeout_in_seconds}")
    int network_timeout_in_seconds;
    @Value("${xuecheng.fastdfs.charset}")
    String charset;
   
    private void initFdfsConfig(){
        try {
            ClientGlobal.initByTrackers(tracker_servers);
            ClientGlobal.setG_charset(charset);
            ClientGlobal.setG_network_timeout(network_timeout_in_seconds);
            ClientGlobal.setG_connect_timeout(connect_timeout_in_seconds);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            ExceptionCast.cast(FileSystemCode.FS_INITFDFSERROR);
        }
    }
}

上传文件并且返回文件id

    private String fdfs_upload(MultipartFile multipartFile) throws Exception{
            initFdfsConfig();
            //创建tracker client
            TrackerClient trackerClient=new TrackerClient();
            //获取trackerServer
            TrackerServer trackerServer = trackerClient.getConnection();
            //获取storage
            StorageServer storeStorage = trackerClient.getStoreStorage(trackerServer);
            //创建storage client
            StorageClient1 storageClient1=new StorageClient1(trackerServer,storeStorage);
            //上传文件的字节
            byte[] bytes=multipartFile.getBytes();
            //文件的原始名称
            String originalFilename = multipartFile.getOriginalFilename();
            //文件的扩展名
            String ext=originalFilename.substring(originalFilename.lastIndexOf(".")+1);
            //文件的id
            String fileId=storageClient1.upload_file1(bytes,ext,null);
            if (fileId!=null)
            return fileId;

            return null;
    }