FastDFS

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头图来自：https://www.zcool.com.cn/u/14...

FastDFS

一、FastDFS基本了解

1、FastDFS概念

​ FastDFS是一个开源的 轻量级分布式文件系统，它对文件进行管理，功能包括：文件存储、文件同步、文件访问（文件上传、文件下载）等，解决了 大容量存储和 负载均衡的问题。特别适合以文件为载体的在线服务，如相册网站、视频网站等等。

​ FastDFS为互联网量身定制，充分考虑了冗余备份、负载均衡、在线扩容等机制，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。

2、FastDFS的作用

​ 适合用来存储用户图片、视频、文档等文件。
​ 出于简洁考虑，FastDFS没有对文件做分块存储，因此不太适合分布式计算场景。

3、FastDFS的优缺点

优点：

  1. 适合中小文件存储（建议范围：4KB）
  2. 主备Tracker服务，增强系统的可用性
  3. 系统不需要支持POSIX，这样的话就降低了系统的复杂度，使得处理的速度会更高
  4. 支持主从文件，支持自定义扩展名
  5. 支持在线扩容机制，增强了系统的可扩展性
  6. 实现了软RAID，增强了系统的并发处理能力和数据容错恢复能力

缺点：

  1. 直接按文件存储，可直接读取文件内容，缺乏文件安全性
  2. 通过API下载，存在单点的性能瓶颈
  3. 不支持断点续传，对大文件将是噩梦
  4. 同步机制不支持文件正确性校验，降低了系统的可用性
  5. 不支持POSIX通用接口访问，通用性比较的低
  6. 对跨公网的文件同步，存在着比较大的延迟，需要应用做相应的容错策略

4、相关概念

FastDFS服务端有三个角色：跟踪服务器（tracker server）、存储服务器（storage server）和客户端（client）。

tracker server：跟踪服务器，主要做调度工作，起负载均衡的作用。Tracker是FastDFS的协调者，负责管理所有的storage server和group，每个storage在启动后会连接Tracker，告知自己所属的group等信息，并保持周期性的心跳，tracker根据storage的心跳信息，建立group==>[storage server list]的映射表。

storage server：存储服务器（又称：存储节点或数据服务器），文件和文件属性（meta data）都保存到存储服务器上。Storage server直接利用OS的文件系统调用管理文件。

client：客户端，作为业务请求的发起方，通过专有接口，使用TCP/IP协议与跟踪器服务器或存储节点进行数据交互。FastDFS向使用者提供基本文件访问接口，比如upload、download、append、delete等，以客户端库的方式提供给用户使用。

二、FastDFS原理

1、FastDFS系统结构图

FastDFS_第1张图片

  • FastDFS分为Tracker、Storage，其中Storage负责存储文件，Tracker负责存储文件所在地址，主要作用是负载均衡和资源调度。
  • Tracker、Storage都可以实现集群部署，Tracker的每个节点地位平等，而Storage可以分为多个组，每个组之间保存的文件是不同的，组内部分为多个成员，每个成员保存的内容是一样，组成员地位一致，没有主从概念。
  • 使用FastDFS存储文件优点：可以应对互联网的海量文件存储，一旦文件较多，可以随时横向扩展，且集群的实现也使系统不存在单点故障问题，用户不会因为服务器宕机而无法访问文件资源。

2、FastDFS工作流程

文件上传

FastDFS_第2张图片

• 1. client询问tracker上传到的storage，不需要附加参数；

• 2. tracker返回一台可用的storage；

• 3. client直接和storage通讯完成文件上传。

文件下载

  1. client询问tracker下载文件的storage，参数为文件标识（组名和文件名）；
  2. tracker返回一台可用的storage；
  3. client直接和storage通讯完成文件下载。

三、Linux下部署FastDFS

1、准备工作

安装gcc（编译时需要）

yum install -y gcc gcc-c++

安装libevent（运行）

yum -y install libevent

创建文件夹并上传文件

mkdir -p /fileservice/fast

cd /fileservice/fast

注意：需要将相关文件上传值该文件夹中。

FastDFS_第3张图片

2、安装libfastcommon

# 解压文件
tar -zxvf libfastcommon-1.0.35.tar.gz
# 进入目录
cd libfastcommon-1.0.35
# 编译
./make.sh
# 安装
./make.sh install

使用make指令

FastDFS_第4张图片

安装完成后

FastDFS_第5张图片

目录结构

FastDFS_第6张图片

3、安装fastdfs

安装相关依赖

yum install perl pcre pcre-devel zlib zlib-devel openssl openssl-devel -y
安装fastdfs
# 解压fastdfs
tar zxvf fastdfs-5.11.tar.gz
# 进入目录
cd fastdfs-5.11
# 执行编译
./make.sh
# 安装
./make.sh install

安装成功之后

FastDFS_第7张图片

查看tracker和storage的可执行脚本
ll /etc/init.d/ | grep fdfs

FastDFS_第8张图片

准备配置文件

默认在/etc/fdfs/下面

cd /etc/fdfs/

复制配置文件

cp client.conf.sample client.conf
cp storage.conf.sample storage.conf
cp storage_ids.conf.sample storage_ids.conf
cp tracker.conf.sample tracker.conf

创建修改tracker默认的存放数据和日志的需要的目录

mkdir -p /home/fastdfs/tracker

创建修改storage默认的存放数据和日志的需要的目录

mkdir -p /home/fastdfs/storage

配置和启动tracker

配置
# 切换到/etc/fdfs/下
cd /etc/fdfs/
# 修改tracker.conf
vim tracker.conf

修改默认的base_path为新创建的文件，即/home/fastdfs/tracker

文件tracker.conf的修改内容

# 修改默认的base_path，注意：根文件夹必须存在，子文件夹会自动创建
base_path=/home/fastdfs/tracker

FastDFS_第9张图片

启动tracker
service fdfs_trackerd  start

FastDFS_第10张图片

注意：服务启动成功后，会在base_path指定的目录下生成data和logs。

FastDFS_第11张图片

配置和启动storage

配置
# 切换目录
cd /etc/fdfs/
# 修改storage.conf 
vim storage.conf

文件tracker.conf的配置

# 配置组名（可选）
group_name=group1 

# 配置base_path，注意：根文件夹必须存在，子文件夹会自动创建
base_path=/home/fastdfs/storage

#store存放文件的位置(store_path)， 
store_path0=/home/fastdfs/storage
# 注意：如果挂载多个磁盘，如下配置
# store_path1=.....
# store_path2=......
#。。。

#配置tracker服务器:IP
tracker_server=192.168.10.100:22122
#如果有多个则配置多个tracker
#tracker_server= xxx.xxx.xxx.xxx:22122
#。。。

FastDFS_第12张图片

FastDFS_第13张图片

image-20200708150435787

启动storage
service fdfs_storaged start

启动完成后进入 /home/fastdfs/storage/data 目录下，显示目录如下：

cd /home/fastdfs/storage/data/

FastDFS_第14张图片

4、使用FastDFS自带工具测试

配置
# 切换目录到
cd /etc/fdfs/
# 修改client.conf
vim client.conf

修改基本路径和tracker_server如下

# storage的根目录
base_path=/home/fastdfs/storage

# tracker的ip和地址
tracker_server=192.168.10.100:22122

# 注意：若tracker有多个，可以配置多个
# tracker_server= ...
# tracker_server= ...

FastDFS_第15张图片

上传一张图片到Linux的根目录/root/

FastDFS_第16张图片

进行测试
/usr/bin/fdfs_upload_file /etc/fdfs/client.conf /root/image-20200708110242109.jpg

image-20200708153026498

如此，表示FastDFS搭建成功。

上图中文件的地址：http://192.168.10.100:80/group1/M00/00/00/wKgKZF8FdfiAIvwVAAETxoCDaLI533.jpg,对应storage服务器上的 /home/fastdfs/storage/data/00/00/wKgKZF8FdfiAIvwVAAETxoCDaLI533.jpg文件

FastDFS_第17张图片

注意：此时该图片无法使用http访问下载，可以使用内置Web Server，也可以和其他Web Server配合使用

5、FastDFS为什么要结合Nginx？

通过FastDFS的HTTP服务器来提供HTTP服务。但是FastDFS的HTTP服务 无法提供负载均衡等高性能的服务，所以FastDFS的开发者—淘宝的架构师余庆为我们提供了Nginx上使用的FastDFS模块（FastDFS的Nginx模块)。 详情。

6、安装fastdfs-nginx-module

配置
# 解压 fastdfs-nginx-module
tar -zxvf  fastdfs-nginx-module-1.20.tar.gz
# 切换目录
cd fastdfs-nginx-module-1.20/src
# 修改config
vim config

修改内容

ngx_module_incs="/usr/include/fastdfs /usr/include/fastcommon/"
CORE_INCS="$CORE_INCS /usr/include/fastdfs /usr/include/fastcommon/"

FastDFS_第18张图片

拷贝配置mod_fastdfs.conf并修改

# 将fastdfs-nginx-module/src下的mod_fastdfs.conf拷贝至/etc/fdfs/下
cp mod_fastdfs.conf /etc/fdfs/
# 修改 /etc/fdfs/mod_fastdfs.conf 的内容
vim /etc/fdfs/mod_fastdfs.conf

修改内容如下：

# 配置跟踪服务器tracker的ip和端口
tracker_server=192.168.10.100:22122 
#url中包含group名称
url_have_group_name=true
#指定文件存储路径（为配置的store路径）
store_path0=/home/fdfs_storage

image-20200708162138972

image-20200708162214356

image-20200708162306467

拷贝配置文件

cp http.conf mime.types /etc/fdfs/

7、nginx的安装

配置

cd /fileservice/fast/
# 解压nginx
tar -zxvf nginx-1.15.2.tar.gz 
# 进入nginx解压的目录下
cd nginx-1.15.2/
# 加入模块命令配置
./configure --prefix=/opt/nginx --sbin-path=/usr/bin/nginx --add-module=/fileservice/fast/fastdfs-nginx-module-1.20/src
# 编译并安装
make && make install
# 修改nginx配置
cd /opt/nginx/conf
vim nginx.conf

修改nginx配置的内容

 server {
        listen       80;
        server_name  localhost;

        #charset koi8-r;

        #access_log  logs/host.access.log  main;

        location / {
           # root   html;
           # index  index.html index.htm;
           ngx_fastdfs_module;
        }

FastDFS_第19张图片

启动ngnix

cd /usr/bin/
# 启动
./nginx

四、Docker搭建FastDFS

1、拉取镜像并启动

# 启动docker
systemctl start docker

# -v ${HOME}/fastdfs:/var/local/fdfs是指：将${HOME}/fastdfs这个目录挂载到容器里的/var/local/fdfs这个目录里。
#所以上传的文件将被持久化到${HOME}/fastdfs/storage/data里
#IP 后面是自己的服务器公网ip或者虚拟机ip，
#-e WEB_PORT=80 指定nginx默认端口
docker run -d --restart=always --privileged=true --net=host --name=fastdfs -e IP=192.168.10.100 -e WEB_PORT=80 -v ${HOME}/fastdfs:/var/local/fdfs registry.cn-beijing.aliyuncs.com/tianzuo/fastdfs

2、测试上传

# 进入容器
docker exec -it fastdfs /bin/bash
# 创建文件
echo "Hello FastDFS!">index.html
# 测试文件上传
fdfs_test /etc/fdfs/client.conf upload index.html

3、测试访问

五、Java实现文件上传

1、创建Maven项目

2、引入依赖



    net.oschina.zcx7878
    fastdfs-client-java
    1.27.0.0



    org.springframework
    spring-core
    4.3.25.RELEASE

3、创建fdfs_client.conf配置文件

# 连接超时时间
connect_timeout=30
# 网络超时时间
network_timeout=60
# tracker根目录
base_path=/home/fastdfs/tracker
#改为自己服务器的ip
tracker_server=192.168.10.100:22122

log_level=info
use_connection_pool = false
connection_pool_max_idle_time = 3600
load_fdfs_parameters_from_tracker=false
use_storage_id = false
storage_ids_filename = storage_ids.conf
http.tracker_server_port=80

4、编写测试类

public static void main(String[] args) throws Exception {

    // 文件的路径
    String testFilePath = "C:/Users/hxxiapgy/Desktop/fastdfs架构.png";

    // 获取fdfs_client.conf的
    String filePath  = new ClassPathResource("fdfs_client.conf").getFile().getAbsolutePath();

    // 1.加载配置文件
    ClientGlobal.init(filePath);
    // 2.创建一个 TrackerClient 对象
    TrackerClient trackerClient = new TrackerClient();
    // 3.使用 TrackerClient 对象创建连接，获得一个 TrackerServer 对象。
    TrackerServer trackerServer = trackerClient.getConnection();
    // 4.声明 StorageServer
    StorageServer storageServer = null;
    // 5.创建一个 StorageClient 对象，需要两个参数 TrackerServer 对象、StorageServer 的引用
    StorageClient storageClient = new StorageClient(trackerServer, storageServer);
    // 6.通过storangeClient上传文件，返回组名和文件名
    String[] strings = storageClient.upload_file(testFilePath, "png", null);

    // 打印组名与文件名
    for (String string : strings) {
        System.out.println(string);
    }

    System.out.println("文件上传成功！");
}

FastDFS_第20张图片

六、SpringBoot上传文件

1、方式一：

创建项目
引入依赖
 

    net.oschina.zcx7878
    fastdfs-client-java
    1.27.0.0



    org.apache.commons
    commons-lang3
修改配置文件
fastdfs:
  connect_timeout_in_seconds: 120
  network_timeout_in_seconds: 120
  charset: UTF-8
  tracker_servers: 192.168.10.100:22122
编写UploadService
/**
 * @description： 文件上传
 * @author: Hxxiapgy
 * @date: 2020/7/9 20:02
 */
@Service
public class UploadService {

    @Value("${fastdfs.connect_timeout_in_seconds}")
    private Integer connectTimeout;

    @Value("${fastdfs.network_timeout_in_seconds}")
    private Integer networkTimeout;

    @Value("${fastdfs.charset}")
    private String charset;

    @Value("${fastdfs.tracker_servers}")
    private String trackerServers;



    public Map upload(MultipartFile multipartFile){

        // 判断文件是否存在
        if(multipartFile == null){
            throw new RuntimeException("文件不能为空！");
        }

        // 将文件上传到fastdfs
        String fileId = fdfsUpload(multipartFile);

        // 判断fileId是否为空
        if (fileId == null){
            throw  new RuntimeException("文件上传失败！");
        }

        Map map = new HashMap<>();
        map.put("code", 1);
        map.put("msg", "文件上传成功");
        map.put("fileId", fileId);

        return map;
    }

    /**
    * 功能描述:
    * @param
    * @return {@link String}
    * @author hxxiapgy
    * @data 2020/7/9 20:08
    */
    private String fdfsUpload(MultipartFile multipartFile){

        // 1.初始化FastDFS的环境
        initFdfsConfid();

        // 1.创建trackerClient对象
        TrackerClient trackerClient = new TrackerClient();

        try {

            // 2.获取trackerService
            TrackerServer trackerServer = trackerClient.getConnection();
            // 3.声明StorageService
            StorageServer storageServer = null;
            // 4.获取StorageClient
            StorageClient1 storageClient1 = new StorageClient1(trackerServer,storageServer);
            // 5.获取文件后缀
            String originalFilename = multipartFile.getOriginalFilename();
            // 文件异常
            if (StringUtils.isBlank(originalFilename)) {
                throw  new RuntimeException("文件读取异常！");
            }
            String extName = originalFilename.substring(originalFilename.lastIndexOf(".") + 1);

            // 6.通过StorageService上传文件，返回组名和文件名
            String fileId = storageClient1.upload_file1(multipartFile.getBytes(), extName , null);
            return fileId;

        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        }


    }

    /**
    * 功能描述: 加载fastDFS环境
    * @param
    * @return
    * @author hxxiapgy
    * @data 2020/7/9 20:35
    */
    private void initFdfsConfid() {

        try {
            // 设置连接超时时间
            ClientGlobal.setG_connect_timeout(connectTimeout);
            // 设置网络超时时间
            ClientGlobal.setG_network_timeout(networkTimeout);
            // 设置字符编码
            ClientGlobal.setG_charset(charset);
            // 设置trackerService
            ClientGlobal.initByTrackers(trackerServers);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }


}
编写UploadController
/**
 * @description： 文件上传
 * @author: Hxxiapgy
 * @date: 2020/7/9 20:40
 */
@Controller
public class UploadController {

    @Resource
    private UploadService uploadService;

    @PostMapping("/upload")
    @ResponseBody
    public Map upload(MultipartFile multipartFile){

        Map map = uploadService.upload(multipartFile);
        return map;
    }

    @RequestMapping("/index")
    public String index(){
        return "index.html";
    }

}
编写测试入口index.html



    
    测试文件上传



    
文件上传
测试

方式二

创建项目
引入依赖


    com.github.tobato
    fastdfs-client
    1.26.7
修改配置文件
fdfs:
  so-timeout: 2500       # 读取时间
  connect-timeout: 600   # 连接超时时间
  thumb-image:           # 缩略图
    width: 100
    height: 100
  tracker-list:          # tracker服务配置地址列表
    - 192.168.10.100:22122
upload:
  base-url: http://192.168.10.100/
  allow-types:
    - image/jpeg
    - image/png
    - image/bmp
    - image/gif
编写fastdfs的属性类
/**
 * @description： 配置fastdfs的属性类
 * @author: Hxxiapgy
 * @date: 2020/7/9 21:58
 */
@ConfigurationProperties(prefix = "upload")
@Data
public class UploadProperties {

    private String baseUrl;

    private List allowTypes;

    public String getBaseUrl() {
        return baseUrl;
    }

    public void setBaseUrl(String baseUrl) {
        this.baseUrl = baseUrl;
    }

    public List getAllowTypes() {
        return allowTypes;
    }

    public void setAllowTypes(List allowTypes) {
        this.allowTypes = allowTypes;
    }
}
编写UploadService
/**
 * @description： 文件上传
 * @author: Hxxiapgy
 * @date: 2020/7/9 22:01
 */
@Service
@EnableConfigurationProperties(UploadProperties.class)
public class UploadService {

    private Log log= LogFactory.getLog(UploadService.class);

    @Resource
    private FastFileStorageClient storageClient;

    @Resource
    private UploadProperties uploadProperties;

    /**
    * 功能描述:     文件上传
    * @param multipartFile  要上传的文件
    * @return {@link String}    返回文件路径
    * @author hxxiapgy
    * @data 2020/7/9 22:05
    */
    public String upload(MultipartFile multipartFile){

        // 1.校验上传文件是否为空
        if (multipartFile == null){
            log.error("文件不存在");
            throw new RuntimeException("文件为空！");
        }

        // 1.校验文件类型
        //获取上传文件的类型
        String contentType = multipartFile.getContentType();
        if (!uploadProperties.getAllowTypes().contains(contentType)){
            log.info("文件类型不支持！");
            throw new RuntimeException("文件类型不支持！");
        }

        try {
            // 2.校验文件内容
            // 读取文件
            BufferedImage bufferedImage = ImageIO.read(multipartFile.getInputStream());
            if (bufferedImage == null || bufferedImage.getWidth() == 0 || bufferedImage.getHeight() == 0){
                log.error("上传文件有问题");
                throw new RuntimeException("上传文件有问题！");
            }
        } catch (IOException e) {
            log.error("检验文件内容失败...{}",e);
            throw new RuntimeException("检验文件内容失败...{}" + e.getMessage());
        }

        // 3.获取扩展名
        String extension = StringUtils.substringAfterLast(multipartFile.getOriginalFilename(),".");

        try {
            // 4.上传文件
            StorePath storePath  = storageClient.uploadFile(multipartFile.getInputStream(), multipartFile.getSize(), extension, null);
            // 5.返回路径
            return uploadProperties.getBaseUrl() + storePath.getFullPath();
        } catch (Exception e) {
            log.error("文件上传失败！...{}",e);
            throw new RuntimeException("文件上传失败...{}" + e.getMessage());
        }

    }

}
编写UploadController
/**
 * @description： 文件上传
 * @author: Hxxiapgy
 * @date: 2020/7/9 22:25
 */
@Controller
public class UploadController {

    @Resource
    private UploadService uploadService;

    /**
    * 功能描述:  文件上传
    * @param multipartFile 要删除的文件
    * @return {@link Map< String, Object>}
    * @author hxxiapgy
    * @data 2020/7/9 22:27
    */
    @PostMapping("/upload")
    @ResponseBody
    public Map upload(MultipartFile multipartFile){
        String filePath = uploadService.upload(multipartFile);

        Map map = new HashMap<>();
        map.put("code","200");
        map.put("msg", "文件上传成功");
        map.put("filePath", filePath);

        return map;
    }

}
编写测试入口

同方法一。

测试

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