我爱java系列之---【分布式文件存储-FastDFS】

一、体系结构 

二、上传流程

什么是fastDFS:
fastDFS是一个底层使用C语言编写的, 开源的免费的分布式文件系统
fastDFS作用:
fastDFS主要作用就是上传文件, 下载文件, 删除文件等对文件的管理存储.

fastDFS运行原理:
1. fastDFS分为三部分: 客户端, 是指我们的购物项目。
　　　　　　　　　　tracker端, 也就是管理端是指管理服务器, 管理服务器不存储文件, 只负责管理存储端服务器。
　　　　　　　　　　storage端, 也就是存储端, 负责存储具体文件内容。
2. 存储端启动后会到管理端注册, 告诉管理端他的ip, 端口和状态, 我们需要存储文件的时候, 连接管理端,管理端会给我们返回具体服务器的ip地址, 端口号, 客户端就拿着ip和端口去调用存储端服务器存储文件,存储后会返回文件存储的路径和文件名, 存储端服务器会对文件自动重命名, 防止文件重名。
3. 管理端: 一台主机, 多台备机, 主备之间有心跳检测机制, 可以高可用，管理端有负载均衡的功能, 可以将请求均匀的分配给每一台存储端服务器处理。
　存储端: 一台主机, 一台备机, 主备之间有心跳检测机制, 高可用, 存储的时候, 向主机中存储内容。
    主机会将内容同步到备机, 主备之间存储的内容一样, 叫做冗余备份功能, 容灾效果强,存储端服务器可以理论上无限扩容, 扩展性强。
优点:
1. 管理端有高可用, 负载均衡功能, 可以承载高并发
2. 存储端冗余备份, 高可用, 无限扩容
缺点:
服务器集群需要企业自行搭建运维, 成本比较高.
使用场景:
适合大型互联网公司, 大规模存储任务使用.

fastDFS硬件服务器:
fastDFS服务器叫做存储服务器: 要求读写效率高
1. 如果经费充足: 可以购买ibm的nas服务器
2. 如果经费不够充足: 一般可以使用8块硬盘组成raid10磁盘阵列系统
硬盘分类: 5400转
7200转
12000转 读最快500多兆每秒, 写最快300多兆每秒

三、FastDFS搭建

我们使用Docker搭建FastDFS的开发环境

拉取镜像

docker pull morunchang/fastdfs

运行tracker

docker run -d --name tracker --net=host morunchang/fastdfs sh tracker.sh

运行storage

docker run -d --name storage --net=host -e TRACKER_IP=<your tracker server address>:22122 -e GROUP_NAME=<group name> morunchang/fastdfs sh storage.sh

• 使用的网络模式是–net=host, <your tracker server address> 替换为你机器的Ip即可

• <group name> 是组名，即storage的组

• 如果想要增加新的storage服务器，再次运行该命令，注意更换 新组名

修改nginx的配置

进入storage的容器内部，修改nginx.conf

docker exec -it storage  /bin/bash

进入后

vi /data/nginx/conf/nginx.conf

添加以下内容

location /group1/M00 {
   proxy_next_upstream http_502 http_504 error timeout invalid_header;
     proxy_cache http-cache;
     proxy_cache_valid  200 304 12h;
     proxy_cache_key $uri$is_args$args;
     proxy_pass http://fdfs_group1;
     expires 30d;
 }

退出容器

exit

重启storage容器

docker restart storage

四、文件存储微服务

创建文件管理微服务changgou_service_file，该工程主要用于实现文件上传以及文件删除等功能。

（1）修改pom.xml，引入依赖

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <parent>
        <artifactId>changgou_service</artifactId>
        <groupId>com.changgou</groupId>
        <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    </parent>
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <artifactId>changgou_service_file</artifactId>
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>net.oschina.zcx7878</groupId>
            <artifactId>fastdfs-client-java</artifactId>
            <version>1.27.0.0</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>com.changgou</groupId>
            <artifactId>changgou_common</artifactId>
            <version>1.0-SNAPSHOT</version>
        </dependency>
    </dependencies>
</project>

（2）在resources文件夹下创建fasfDFS的配置文件fdfs_client.conf

connect_timeout = 60
network_timeout = 60
charset = UTF-8
http.tracker_http_port = 8080
tracker_server = 192.168.200.128:22122

connect_timeout：连接超时时间，单位为秒。

network_timeout：通信超时时间，单位为秒。发送或接收数据时。假设在超时时间后还不能发送或接收数据，则本次网络通信失败

charset： 字符集

http.tracker_http_port ：.tracker的http端口

tracker_server： tracker服务器IP和端口设置

（3）在resources文件夹下创建application.yml

spring:
  servlet:
    multipart:
      max-file-size: 10MB
      max-request-size: 10MB
server:
  port: 9008
eureka:
  client:
    service-url:
      defaultZone: http://127.0.0.1:6868/eureka
  instance:
    prefer-ip-address: true
feign:
  hystrix:
    enabled: true

max-file-size是单个文件大小，max-request-size是设置总上传的数据大小

（4）启动类 创建com.changgou包，创建启动类FileApplication

@SpringBootApplication
@EnableEurekaClient
public class FileApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(FileApplication.class);
    }
}

五、文件上传

1.文件信息封装

文件上传一般都有文件的名字、文件的内容、文件的扩展名、文件的md5值、文件的作者等相关属性，我们可以创建一个对象封装这些属性，代码如下：

创建com.changgou.file.pojo.FastDFSFile

public class FastDFSFile {
    //文件名字
    private String name;
    //文件内容
    private byte[] content;
    //文件扩展名
    private String ext;
    //文件MD5摘要值
    private String md5;
    //文件创建作者
    private String author;

    public FastDFSFile(String name, byte[] content, String ext, String height,
                       String width, String author) {
        super();
        this.name = name;
        this.content = content;
        this.ext = ext;
        this.author = author;
    }

    public FastDFSFile(String name, byte[] content, String ext) {
        super();
        this.name = name;
        this.content = content;
        this.ext = ext;
    }

    // getter and setter ...
}

2.文件操作

创建FastDFSClient类,放在com.itheima.file.util下在该类中实现FastDFS信息获取以及文件的相关操作，

代码如下：

public class FastDFSClient {
    
    private static org.slf4j.Logger logger = LoggerFactory.getLogger(FastDFSClient.class);

    /***
     * 初始化加载FastDFS的TrackerServer配置
     */
    static {
        try {
            String filePath = new ClassPathResource("fdfs_client.conf").getFile().getAbsolutePath();
            ClientGlobal.init(filePath);
        } catch (Exception e) {
            logger.error("FastDFS Client Init Fail!",e);
        }
    }

    /***
     * 文件上传
     * @param file
     * @return
     */
    public static String[] upload(FastDFSFile file) {
        //获取文件的作者
        NameValuePair[] meta_list = new NameValuePair[1];
        meta_list[0] = new NameValuePair("author", file.getAuthor());

        //接收返回数据
        String[] uploadResults = null;
        StorageClient storageClient=null;
        try {
            //创建StorageClient客户端对象
            storageClient = getTrackerClient();

            /***
             * 文件上传
             * 1)文件字节数组
             * 2)文件扩展名
             * 3)文件作者
             */
            uploadResults = storageClient.upload_file(file.getContent(), file.getExt(), meta_list);
        } catch (Exception e) {
            logger.error("Exception when uploadind the file:" + file.getName(), e);
        }

        if (uploadResults == null && storageClient!=null) {
            logger.error("upload file fail, error code:" + storageClient.getErrorCode());
        }
        //获取组名
        String groupName = uploadResults[0];
        //获取文件存储路径
        String remoteFileName = uploadResults[1];
        return uploadResults;
    }

    /***
     * 获取文件信息
     * @param groupName:组名
     * @param remoteFileName：文件存储完整名
     * @return
     */
    public static FileInfo getFile(String groupName, String remoteFileName) {
        try {
            StorageClient storageClient = getTrackerClient();
            return storageClient.get_file_info(groupName, remoteFileName);
        } catch (Exception e) {
            logger.error("Exception: Get File from Fast DFS failed", e);
        }
        return null;
    }

    /***
     * 文件下载
     * @param groupName
     * @param remoteFileName
     * @return
     */
    public static InputStream downFile(String groupName, String remoteFileName) {
        try {
            //创建StorageClient
            StorageClient storageClient = getTrackerClient();

            //下载文件
            byte[] fileByte = storageClient.download_file(groupName, remoteFileName);
            InputStream ins = new ByteArrayInputStream(fileByte);
            return ins;
        } catch (Exception e) {
            logger.error("Exception: Get File from Fast DFS failed", e);
        }
        return null;
    }

    /***
     * 文件删除
     * @param groupName
     * @param remoteFileName
     * @throws Exception
     */
    public static void deleteFile(String groupName, String remoteFileName)
            throws Exception {
        //创建StorageClient
        StorageClient storageClient = getTrackerClient();

        //删除文件
        int i = storageClient.delete_file(groupName, remoteFileName);
    }

    /***
     * 获取Storage组
     * @param groupName
     * @return
     * @throws IOException
     */
    public static StorageServer[] getStoreStorages(String groupName)
            throws IOException {
        //创建TrackerClient
        TrackerClient trackerClient = new TrackerClient();
        //获取TrackerServer
        TrackerServer trackerServer = trackerClient.getConnection();
        //获取Storage组
        return trackerClient.getStoreStorages(trackerServer, groupName);
    }

    /***
     * 获取Storage信息,IP和端口
     * @param groupName
     * @param remoteFileName
     * @return
     * @throws IOException
     */
    public static ServerInfo[] getFetchStorages(String groupName,
                                                String remoteFileName) throws IOException {
        TrackerClient trackerClient = new TrackerClient();
        TrackerServer trackerServer = trackerClient.getConnection();
        return trackerClient.getFetchStorages(trackerServer, groupName, remoteFileName);
    }

    /***
     * 获取Tracker服务地址
     * @return
     * @throws IOException
     */
    public static String getTrackerUrl() throws IOException {
        return "http://"+getTrackerServer().getInetSocketAddress().getHostString()+":"+ClientGlobal.getG_tracker_http_port()+"/";
    }

    /***
     * 获取Storage客户端
     * @return
     * @throws IOException
     */
    private static StorageClient getTrackerClient() throws IOException {
        TrackerServer trackerServer = getTrackerServer();
        StorageClient storageClient = new StorageClient(trackerServer, null);
        return  storageClient;
    }

    /***
     * 获取Tracker
     * @return
     * @throws IOException
     */
    private static TrackerServer getTrackerServer() throws IOException {
        TrackerClient trackerClient = new TrackerClient();
        TrackerServer trackerServer = trackerClient.getConnection();
        return  trackerServer;
    }
}

3.文件上传

创建一个FileController，在该控制器中实现文件上传操作，代码如下：

@RestController
@CrossOrigin
public class FileController {

    @PostMapping("/upload")
    public String upload(@RequestParam("file") MultipartFile file) {
        String path ="";
        try {
            path=saveFile(file);
            System.out.println(path);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return path;
    }

    /**
     * @param multipartFile
     * @return
     * @throws IOException
     */
    public String saveFile(MultipartFile multipartFile) throws IOException {
        //1. 获取文件名
        String fileName = multipartFile.getOriginalFilename();
        //2. 获取文件内容
        byte[] content = multipartFile.getBytes();
        //3. 获取文件扩展名
        String ext = "";
        if (fileName != null && !"".equals(fileName)) {
            ext = fileName.substring(fileName.lastIndexOf("."));
        }
        //4. 创建文件实体类对象
        FastDFSFile fastDFSFile = new FastDFSFile(fileName, content, ext);
        //5. 上传
        String[] uploadResults = FastDFSClient.upload(fastDFSFile);
        //6. 拼接上传后的文件的完整路径和名字, uploadResults[0]为组名, uploadResults[1]为文件名称和路径
        String path = FastDFSClient.getTrackerUrl() + uploadResults[0] + "/" + uploadResults[1];
        //7. 返回
        return path;
    }
}

六、Postman测试文件上传

步骤：

1、选择post请求方式，输入请求地址 http://localhost:9007/upload

2、填写Headers

Key：Content-Type
Value：multipart/form-data

3、填写body

选择form-data 然后选择文件file 点击添加文件，最后发送即可。