对于大文件的处理,无论是用户端还是服务端,如果一次性进行读取发送、接收都是不可取,很容易导致内存问题。所以对于大文件上传,采用切块分段上传,从上传的效率来看,利用多线程并发上传能够达到最大效率。
本文是基于 springboot + vue 实现的文件上传,本文主要介绍服务端实现文件上传的步骤及代码实现,vue的实现步骤及实现请移步本人的另一篇文章
vue 大文件分片上传 - 断点续传、并发上传
上传分步:
本人分析上传总共分为:
- 检查文件是否已上传,如已上传可实现秒传
- 创建临时文件(._tmp)和上传的配置文件(.conf)
- 使用RandomAccessFile获取临时文件
- 调用RandomAccessFile的getChannel()方法,打开文件通道 FileChannel
- 获取当前是第几个分块,计算文件的最后偏移量
- 获取当前文件分块的字节数组,用于获取文件字节长度
- 使用文件通道FileChannel类的 map()方法创建直接字节缓冲器 MappedByteBuffer
- 将分块的字节数组放入到当前位置的缓冲区内 mappedByteBuffer.put(byte[] b)
- 释放缓冲区
- 检查文件是否全部完成上传,如上传完成将临时文件名为正式文件名
直接上代码
public class FlieChunkUtils { /** * 分块上传 * 第一步:获取RandomAccessFile,随机访问文件类的对象 * 第二步:调用RandomAccessFile的getChannel()方法,打开文件通道 FileChannel * 第三步:获取当前是第几个分块,计算文件的最后偏移量 * 第四步:获取当前文件分块的字节数组,用于获取文件字节长度 * 第五步:使用文件通道FileChannel类的 map()方法创建直接字节缓冲器 MappedByteBuffer * 第六步:将分块的字节数组放入到当前位置的缓冲区内 mappedByteBuffer.put(byte[] b); * 第七步:释放缓冲区 * 第八步:检查文件是否全部完成上传 * * @param param * @return * @throws Exception */ public static ApiResult uploadByMappedByteBuffer(MultipartFileParam param) throws Exception { if (param.getIdentifier() == null || "".equals(param.getIdentifier())) { param.setIdentifier(UUID.randomUUID().toString()); } // 判断是否上传 if (ObjectUtil.isEmpty(param.getFile())) { return checkUploadStatus(param); } // 文件名称 String fileName = getFileName(param); // 临时文件名称 String tempFileName = param.getIdentifier() + fileName.substring(fileName.lastIndexOf(".")) + "_tmp"; // 获取文件路径 String filePath = getUploadPath(param); // 创建文件夹 FileUploadUtils.getAbsoluteFile(filePath, fileName); // 创建临时文件 File tempFile = new File(filePath, tempFileName); //第一步 获取RandomAccessFile,随机访问文件类的对象 RandomAccessFile raf = RandomAccessFileUitls.getModelRW(tempFile); //第二步 调用RandomAccessFile的getChannel()方法,打开文件通道 FileChannel FileChannel fileChannel = raf.getChannel(); //第三步 获取当前是第几个分块,计算文件的最后偏移量 long offset = (param.getChunkNumber() - 1) * param.getChunkSize(); //第四步 获取当前文件分块的字节数组,用于获取文件字节长度 byte[] fileData = param.getFile().getBytes(); //第五步 使用文件通道FileChannel类的 map()方法创建直接字节缓冲器 MappedByteBuffer MappedByteBuffer mappedByteBuffer = fileChannel.map(FileChannel.MapMode.READ_WRITE, offset, fileData.length); //第六步 将分块的字节数组放入到当前位置的缓冲区内 mappedByteBuffer.put(byte[] b) mappedByteBuffer.put(fileData); //第七步 释放缓冲区 freeMappedByteBuffer(mappedByteBuffer); fileChannel.close(); raf.close(); //第八步 检查文件是否全部完成上传 ApiResult result = ApiResult.success(); boolean isComplete = checkUploadStatus(param, fileName, filePath); if (isComplete) { // 完成后,临时文件名为正式文件名 renameFile(tempFile, fileName); result.put("endUpload", true); } result.put("filePath", FileUploadUtils.getPathFileName(filePath, fileName)); result.put("fileName", param.getFile().getOriginalFilename()); return result; } /** * 检查文件是否上传 * * @param param * @return * @throws Exception */ public static ApiResult checkUploadStatus(MultipartFileParam param) throws Exception { String fileName = getFileName(param); // 校验conf文件 File confFile = checkConfFile(fileName, getUploadPath(param)); // 获取完成列表 byte[] completeStatusList = FileUtils.readFileToByteArray(confFile); Listuploadeds = new ArrayList<>(); for (int i = 0; i < completeStatusList.length; i++) { if (completeStatusList[i] == Byte.MAX_VALUE) { uploadeds.add(i + 1 + ""); } } ApiResult success = ApiResult.success(); success.put("uploaded", uploadeds); success.put("skipUpload", completeStatusList.length > 0 && completeStatusList.length == uploadeds.size()); // 新文件 if (ObjectUtil.isEmpty(completeStatusList)) { success.put("chunk", false); return success; } if (completeStatusList.length < param.getChunkNumber()) { success.put("chunk", false); return success; } byte b = completeStatusList[param.getChunkNumber() - 1]; if (b != Byte.MAX_VALUE) { success.put("chunk", false); return success; } success.put("filePath", FileUploadUtils.getPathFileName(getUploadPath(param), fileName)); success.put("chunk", true); return success; } /** * 文件下载 * * @param filePath 文件地址 * @param request * @param response * @throws IOException */ public static void download(String filePath, HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws IOException { // 初始化 response response.reset(); // 获取文件 File file = new File(getDownloadPath(filePath)); long fileLength = file.length(); //获取从那个字节开始读取文件 String rangeString = request.getHeader("Range"); long range = 0; if (StrUtil.isNotBlank(rangeString)) { range = Long.valueOf(rangeString.substring(rangeString.indexOf("=") + 1, rangeString.indexOf("-"))); } if (range >= fileLength) { throw new CustomException("文件读取长度过长"); } long byteLength = 1024 * 1024; if (range + byteLength > fileLength) { byteLength = fileLength; } // 随机读文件RandomAccessFile RandomAccessFile randomAccessFile = new RandomAccessFile(file, "r"); try { // 移动访问指针到指定位置 randomAccessFile.seek(range); // 每次请求只返回1MB的视频流 byte[] bytes = new byte[(int) byteLength]; int len = randomAccessFile.read(bytes); //获取响应的输出流 OutputStream outputStream = response.getOutputStream(); //返回码需要为206,代表只处理了部分请求,响应了部分数据 response.setStatus(HttpServletResponse.SC_PARTIAL_CONTENT); //设置此次相应返回的数据长度 response.setContentLength(len); //设置此次相应返回的数据范围 response.setHeader("Content-Range", "bytes " + range + "-" + len + "/" + fileLength); // 将这1MB的视频流响应给客户端 outputStream.write(bytes, 0, len); outputStream.close(); //randomAccessFile.close(); System.out.println("返回数据区间:【" + range + "-" + (range + len) + "】"); } finally { randomAccessFile.close(); } } /** * 文件重命名 * * @param toBeRenamed 将要修改名字的文件 * @param toFileNewName 新的名字 * @return */ private static boolean renameFile(File toBeRenamed, String toFileNewName) { //检查要重命名的文件是否存在,是否是文件 if (!toBeRenamed.exists() || toBeRenamed.isDirectory()) { return false; } String p = toBeRenamed.getParent(); File newFile = new File(p + File.separatorChar + toFileNewName); //修改文件名 return toBeRenamed.renameTo(newFile); } /** * 检查文件上传进度 * * @return */ private static boolean checkUploadStatus(MultipartFileParam param, String fileName, String filePath) throws Exception { // 校验conf文件 File confFile = checkConfFile(fileName, filePath); // 读取conf RandomAccessFile confAccessFile = new RandomAccessFile(confFile, "rw"); //设置文件长度 if (confAccessFile.length() != param.getTotalChunks()) { confAccessFile.setLength(param.getTotalChunks()); } //设置起始偏移量 confAccessFile.seek(param.getChunkNumber() - 1); //将指定的一个字节写入文件中 127, confAccessFile.write(Byte.MAX_VALUE); byte[] completeStatusList = FileUtils.readFileToByteArray(confFile); byte isComplete = Byte.MAX_VALUE; //这一段逻辑有点复杂,看的时候思考了好久,创建conf文件文件长度为总分片数,每上传一个分块即向conf文件中写入一个127,那么没上传的位置就是默认的0,已上传的就是Byte.MAX_VALUE 127 for (int i = 0; i < completeStatusList.length && isComplete == Byte.MAX_VALUE; i++) { // 按位与运算,将&两边的数转为二进制进行比较,有一个为0结果为0,全为1结果为1 eg.3&5 即 0000 0011 & 0000 0101 = 0000 0001 因此,3&5的值得1。 isComplete = (byte) (isComplete & completeStatusList[i]); } if (isComplete == Byte.MAX_VALUE) { //如果全部文件上传完成,删除conf文件 // FileUtils.deleteFile(confFile.getPath()); return true; } return false; } /** * 在MappedByteBuffer释放后再对它进行读操作的话就会引发jvm crash,在并发情况下很容易发生 * 正在释放时另一个线程正开始读取,于是crash就发生了。所以为了系统稳定性释放前一般需要检 查是否还有线程在读或写 * * @param mappedByteBuffer */ private static void freeMappedByteBuffer(final MappedByteBuffer mappedByteBuffer) { try { if (mappedByteBuffer == null) { return; } mappedByteBuffer.force(); AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction
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