Spring Boot + MinIO 实现文件切片极速上传技术

IT_陈寒

发布于 2023-12-20 09:49:32

9340

发布于 2023-12-20 09:49:32

文章被收录于专栏：开发经验开发经验

文章目录
1. 引言
2. 文件切片上传简介
3. 技术选型
3.1 Spring Boot
3.2 MinIO
4. 搭建Spring Boot项目
5. 集成MinIO
5.1 配置MinIO连接信息
5.2 MinIO配置类
6. 文件切片上传实现
6.1 控制器层
6.2 服务层
6.3 文件切片上传逻辑
7. 文件合并逻辑
8. 页面展示
9. 性能优化与拓展
9.1 性能优化
9.2 拓展功能
10. 总结

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1. 引言

在现代Web应用中，文件上传是一个常见的需求，尤其是对于大文件的上传，如视频、音频或大型文档。为了提高用户体验和系统性能，文件切片上传技术逐渐成为热门选择。本文将介绍如何使用Spring Boot和MinIO实现文件切片极速上传技术，通过将大文件分割成小片段并并行上传，显著提高文件上传速度。

2. 文件切片上传简介

文件切片上传是指将大文件分割成小的片段，然后通过多个请求并行上传这些片段，最终在服务器端将这些片段合并还原为完整的文件。这种方式有助于规避一些上传过程中的问题，如网络不稳定、上传中断等，并能提高上传速度。

3. 技术选型

3.1 Spring Boot

Spring Boot是一个基于Spring框架的轻量级、快速开发的框架，提供了许多开箱即用的功能，适合构建现代化的Java应用。

3.2 MinIO

MinIO是一款开源的对象存储服务器，与Amazon S3兼容。它提供了高性能、高可用性的存储服务，适用于大规模文件存储。

4. 搭建Spring Boot项目

首先，我们需要搭建一个基本的Spring Boot项目。可以使用Spring Initializer（https://start.spring.io/）生成项目骨架，选择相应的依赖，如Web和Thymeleaf。

<!-- pom.xml -->

<dependencies>
    <!-- Spring Boot Web -->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    </dependency>

    <!-- Thymeleaf模板引擎 -->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-thymeleaf</artifactId>
    </dependency>

    <!-- MinIO Java客户端 -->
    <dependency>
        <groupId>io.minio</groupId>
        <artifactId>minio</artifactId>
        <version>8.3.3</version>
    </dependency>
</dependencies>

5. 集成MinIO

5.1 配置MinIO连接信息

在application.properties中配置MinIO的连接信息，包括服务地址、Access Key和Secret Key。

# application.properties

# MinIO配置
minio.endpoint=http://localhost:9000
minio.accessKey=minioadmin
minio.secretKey=minioadmin
minio.bucketName=mybucket

5.2 MinIO配置类

创建MinIO配置类，用于初始化MinIO客户端。

import io.minio.MinioClient;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

@Configuration
public class MinioConfig {

    @Value("${minio.endpoint}")
    private String endpoint;

    @Value("${minio.accessKey}")
    private String accessKey;

    @Value("${minio.secretKey}")
    private String secretKey;

    @Bean
    public MinioClient minioClient() {
        return MinioClient.builder()
                .endpoint(endpoint)
                .credentials(accessKey, secretKey)
                .build();
    }
}

6. 文件切片上传实现

6.1 控制器层

创建一个文件上传的控制器，负责处理文件切片上传的请求。

import io.minio.MinioClient;
import io.minio.errors.*;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.web.bind.annotation.*;
import org.springframework.web.multipart.MultipartFile;

import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.io.IOException;
import java.security.InvalidKeyException;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;

@RestController
@RequestMapping("/file")
public class FileController {

    @Autowired
    private MinioClient minioClient;

    @Value("${minio.bucketName}")
    private String bucketName;

    @PostMapping("/upload")
    public String upload(@RequestParam("file") MultipartFile file) {
        // 实现文件切片上传逻辑
        // ...

        return "Upload success!";
    }
}

6.2 服务层

创建文件上传服务类，处理文件切片的具体上传逻辑。

import io.minio.MinioClient;
import io.minio.errors.*;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.web.multipart.MultipartFile;

import java.io.IOException;
import java.security.InvalidKeyException;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;

@Service
public class FileService {

    @Autowired
    private MinioClient minioClient;

    @Value("${minio.bucketName}")
    private String bucketName;

    public void uploadFile(String objectName, MultipartFile file) throws IOException, InvalidKeyException, NoSuchAlgorithmException, InsufficientDataException, NoResponseException, ErrorResponseException, InternalException, InvalidBucketNameException, XmlParserException, InvalidArgumentException {
        // 实现文件切片上传逻辑
        // ...
    }
}

6.3 文件切片上传逻辑

在服务层的uploadFile方法中实现文件切片上传逻辑。这里使用MinIO的putObject方法将文件切片上传至MinIO服务器。

import io.minio.PutObjectArgs;
import io.minio.errors.*;

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.security.InvalidKeyException;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;

public class FileService {

    // 省略其他代码...

    public void uploadFile(String objectName, MultipartFile file) throws IOException, InvalidKeyException, NoSuchAlgorithmException, InsufficientDataException, NoResponseException, ErrorResponseException, InternalException, InvalidBucketNameException, XmlParserException, InvalidArgumentException {
        InputStream inputStream = file.getInputStream();
        long size = file.getSize();
        long chunkSize = 5 * 1024 * 1024; // 每片大小5MB

        long offset = 0;
        while (offset < size) {
            long currentChunkSize = Math.min(chunkSize, size - offset);
            byte[] chunk = new byte[(int) currentChunkSize];
            inputStream.read(chunk);

            minioClient.putObject(
                    PutObjectArgs.builder()
                            .bucket(bucketName)
                            .object(objectName)
                            .stream(inputStream, currentChunkSize, -1)
                            .build()
            );

            offset += currentChunkSize;
        }

        inputStream.close();
    }
}

7. 文件合并逻辑

在文件上传完成后，需要将所有的切片文件合并还原为完整的文件。在FileController中增加一个合并文件的接口。

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.web.bind.annotation.*;

@RestController
@RequestMapping("/file")
public class FileController {

    // 省略其他代码...

    @Autowired
    private FileService fileService;

    @PostMapping("/merge")
    public String merge(@RequestParam String objectName) {
        try {
            fileService.mergeFile(objectName);
            return "Merge success!";
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return "Merge failed!";
        }
    }
}

在FileService中增加合并文件的方法。

import io.minio.CopyObjectArgs;
import io.minio.GetObjectArgs;
import io.minio.PutObjectArgs;
import io.minio.errors.*;

import java.io.IOException;
import java.security.InvalidKeyException;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;

public class FileService {

    // 省略其他代码...

    public void mergeFile(String objectName) throws IOException, InvalidKeyException, NoSuchAlgorithmException, InsufficientDataException, NoResponseException, ErrorResponseException, InternalException, InvalidBucketNameException, XmlParserException, InvalidArgumentException {
        Iterable<io.minio.messages.Item> parts = minioClient.listObjects(bucketName, objectName);

        // 通过CopyObject将所有分片合并成一个对象
        for (io.minio.messages.Item part : parts) {
            String partName = part.objectName();
            minioClient.copyObject(
                    CopyObjectArgs.builder()
                            .source(bucketName, partName)
                            .destination(bucketName, objectName)
                            .build()
            );
        }

        // 删除所有分片
        for (io.minio.messages.Item part : parts) {
            String partName = part.objectName();
            minioClient.removeObject(bucketName, partName);
        }
    }
}

8. 页面展示

在前端页面，使用Thymeleaf模板引擎展示上传按钮和上传进度。

<!DOCTYPE html>
<html lang="en" xmlns:th="http://www.thymeleaf.org">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <title>File Upload</title>
</head>
<body>
    <form id="uploadForm" action="/file/upload" method="post" enctype="multipart/form-data">
        <input type="file" name="file" id="file" />
        <input type="submit" value="Upload" />
    </form>

    <div id="progress" style="display: none;">
        <progress id="progressBar" max="100" value="0"></progress>
        <span id="percentage">0%</span>
    </div>

    <script>
        document.getElementById('uploadForm').addEventListener('submit', function (event) {
            event.preventDefault();

            var fileInput = document.getElementById('file');
            var file = fileInput.files[0];
            if (!file) {
                alert('Please choose a file.');
                return;
            }

            var formData = new FormData();
            formData.append('file', file);

            var xhr = new XMLHttpRequest();
            xhr.open('POST', '/file/upload', true);

            xhr.upload.onprogress = function (e) {
                if (e.lengthComputable) {
                    var percentage = Math.round((e.loaded / e.total) * 100);
                    document.getElementById('progressBar').value = percentage;
                    document.getElementById('percentage').innerText = percentage + '%';
                }
            };

            xhr.onload = function () {
                document.getElementById('progress').style.display = 'none';
                alert('Upload success!');
            };

            xhr.onerror = function () {
                alert('Upload failed!');
            };

            xhr.send(formData);

            document.getElementById('progress').style.display = 'block';
        });
    </script>
</body>
</html>

9. 性能优化与拓展

9.1 性能优化

并发上传： 利用多线程或异步任务，将文件切片并行上传，提高上传效率。
分布式部署： 将文件存储和应用部署在不同的服务器，减轻单个服务器的负担，提高整体性能。

9.2 拓展功能

断点续传： 支持文件上传中断后的断点续传功能，提高用户体验。
权限控制： 使用MinIO的访问策略进行权限控制，确保文件上传安全性。

10. 总结

通过本文，我们深入了解了如何使用Spring Boot和MinIO实现文件切片上传技术。通过文件切片上传，我们能够提高文件上传的速度，优化用户体验。在实际应用中，我们可以根据需求进行性能优化和功能拓展，使得文件上传系统更加强大和可靠。希望本文对您理解文件切片上传技术以及Spring Boot和MinIO的使用有所帮助。