springboot整合MinIO实现视频的分片上传/断点续传

1、前言

之前做了一个慕课网上的仿短视频开发，里面有很多比较粗糙的实现，比如视频上传部分是直接由前端上传云服务，没考虑到客户的网络环境质量等问题，如果一个视频快上传完了，但是网断了没有上传完成需要客户重新上传，这对于用户体验是极差的。

那么我们对于视频文件的上传可以采取断点续传，上传过程中，如果出现网络异常或程序崩溃导致文件上传失败时，将从断点记录处继续上传未上传完成的部分，断点续传依赖于MD5和分片上传，对于本demo分片上传的流程如图

通过文件唯一标识MD5，在数据库中查询此前是否创建过该SysUploadTask，如果存在，直接返回TaskInfo；如果不存在，通过amazonS3获取到UploadId并新建一个SysUploadTask返回。前端将文件分好片后，通过服务器得到每一片的一个预地址，然后由前端直接向minio服务器发起真正的上传请求，避免上传时占用应用服务器的带宽，影响系统稳定。最后再向后端服务器发起合并请求。

2、数据库结构

3、后端实现

3.1、根据MD5获取是否存在相同文件

Controller层

    /**
     * 查询是否上传过，若存在，返回TaskInfoDTO
     * @param identifier 文件md5
     * @return
     */
    @GetMapping("/{identifier}")
    public GraceJSONResult taskInfo (@PathVariable("identifier") String identifier) {
        return GraceJSONResult.ok(sysUploadTaskService.getTaskInfo(identifier));
    }

Service层

    /**
     * 查询是否上传过，若存在，返回TaskInfoDTO
     * @param identifier
     * @return
     */
    public TaskInfoDTO getTaskInfo(String identifier) {
        SysUploadTask task = getByIdentifier(identifier);
        if (task == null) {
            return null;
        }
        TaskInfoDTO result = new TaskInfoDTO().setFinished(true).setTaskRecord(TaskRecordDTO.convertFromEntity(task)).setPath(getPath(task.getBucketName(), task.getObjectKey()));

        boolean doesObjectExist = amazonS3.doesObjectExist(task.getBucketName(), task.getObjectKey());
        if (!doesObjectExist) {
            // 未上传完，返回已上传的分片
            ListPartsRequest listPartsRequest = new ListPartsRequest(task.getBucketName(), task.getObjectKey(), task.getUploadId());
            PartListing partListing = amazonS3.listParts(listPartsRequest);
            result.setFinished(false).getTaskRecord().setExitPartList(partListing.getParts());
        }
        return result;
    }

3.2、初始化一个上传任务

Controller层

    /**
     * 创建一个上传任务
     * @return
     */
    @PostMapping
    public GraceJSONResult initTask (@Valid @RequestBody InitTaskParam param) {
        return GraceJSONResult.ok(sysUploadTaskService.initTask(param));
    }

Service层

	/**
     * 初始化一个任务
     */
    public TaskInfoDTO initTask(InitTaskParam param) {

        Date currentDate = new Date();
        String bucketName = minioProperties.getBucketName();
        String fileName = param.getFileName();
        String suffix = fileName.substring(fileName.lastIndexOf(".")+1, fileName.length());
        String key = StrUtil.format("{}/{}.{}", DateUtil.format(currentDate, "YYYY-MM-dd"), IdUtil.randomUUID(), suffix);
        String contentType = MediaTypeFactory.getMediaType(key).orElse(MediaType.APPLICATION_OCTET_STREAM).toString();
        ObjectMetadata objectMetadata = new ObjectMetadata();
        objectMetadata.setContentType(contentType);
        InitiateMultipartUploadResult initiateMultipartUploadResult = amazonS3
                .initiateMultipartUpload(new InitiateMultipartUploadRequest(bucketName, key).withObjectMetadata(objectMetadata));
        String uploadId = initiateMultipartUploadResult.getUploadId();

        SysUploadTask task = new SysUploadTask();
        int chunkNum = (int) Math.ceil(param.getTotalSize() * 1.0 / param.getChunkSize());
        task.setBucketName(minioProperties.getBucketName())
                .setChunkNum(chunkNum)
                .setChunkSize(param.getChunkSize())
                .setTotalSize(param.getTotalSize())
                .setFileIdentifier(param.getIdentifier())
                .setFileName(fileName)
                .setObjectKey(key)
                .setUploadId(uploadId);
        sysUploadTaskMapper.insert(task);
        return new TaskInfoDTO().setFinished(false).setTaskRecord(TaskRecordDTO.convertFromEntity(task)).setPath(getPath(bucketName, key));
    }

3.3、获取每个分片的预签名上传地址

Controller层

    /**
     * 获取每个分片的预签名上传地址
     * @param identifier
     * @param partNumber
     * @return
     */
    @GetMapping("/{identifier}/{partNumber}")
    public GraceJSONResult preSignUploadUrl (@PathVariable("identifier") String identifier, @PathVariable("partNumber") Integer partNumber) {
        SysUploadTask task = sysUploadTaskService.getByIdentifier(identifier);
        if (task == null) {
            return GraceJSONResult.error("分片任务不存在");
        }
        Map<String, String> params = new HashMap<>();
        params.put("partNumber", partNumber.toString());
        params.put("uploadId", task.getUploadId());
        return GraceJSONResult.ok(sysUploadTaskService.genPreSignUploadUrl(task.getBucketName(), task.getObjectKey(), params));
    }

Service层

    /**
     * 生成预签名上传url
     * @param bucket 桶名
     * @param objectKey 对象的key
     * @param params 额外的参数
     * @return
     */
    public String genPreSignUploadUrl(String bucket, String objectKey, Map<String, String> params) {
        Date currentDate = new Date();
        Date expireDate = DateUtil.offsetMillisecond(currentDate, PRE_SIGN_URL_EXPIRE.intValue());
        GeneratePresignedUrlRequest request = new GeneratePresignedUrlRequest(bucket, objectKey)
                .withExpiration(expireDate).withMethod(HttpMethod.PUT);
        if (params != null) {
            params.forEach((key, val) -> request.addRequestParameter(key, val));
        }
        URL preSignedUrl = amazonS3.generatePresignedUrl(request);
        return preSignedUrl.toString();
    }

3.4、合并分片

Controller层

    /**
     * 合并分片
     * @param identifier
     * @return
     */
    @PostMapping("/merge/{identifier}")
    public GraceJSONResult merge (@PathVariable("identifier") String identifier) {
        sysUploadTaskService.merge(identifier);
        return GraceJSONResult.ok();
    }

Service层

    /**
     * 合并分片
     * @param identifier
     */
    public void merge(String identifier) {
        SysUploadTask task = getByIdentifier(identifier);
        if (task == null) {
            throw new RuntimeException("分片任务不存");
        }

        ListPartsRequest listPartsRequest = new ListPartsRequest(task.getBucketName(), task.getObjectKey(), task.getUploadId());
        PartListing partListing = amazonS3.listParts(listPartsRequest);
        List<PartSummary> parts = partListing.getParts();
        if (!task.getChunkNum().equals(parts.size())) {
            // 已上传分块数量与记录中的数量不对应，不能合并分块
            throw new RuntimeException("分片缺失，请重新上传");
        }
        CompleteMultipartUploadRequest completeMultipartUploadRequest = new CompleteMultipartUploadRequest()
                .withUploadId(task.getUploadId())
                .withKey(task.getObjectKey())
                .withBucketName(task.getBucketName())
                .withPartETags(parts.stream().map(partSummary -> new PartETag(partSummary.getPartNumber(), partSummary.getETag())).collect(Collectors.toList()));
        CompleteMultipartUploadResult result = amazonS3.completeMultipartUpload(completeMultipartUploadRequest);
    }

4、分片文件清理问题

视频上传一半不上传了，怎么清理碎片分片。

可以考虑在sys_upload_task表中新加一个status字段，表示是否合并分片，默认为false，merge请求结束后变更为true，通过一个定时任务定期清理为status为false的记录。另外MinIO自身对于临时上传的分片，会实施定时清理。

5、Demo地址

springboot整合MinIO实现视频的分片上传/断点续传