分布式文件存储-FastDFS

FastDFS简介#

FastDFS体系结构#

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、线性扩容等机制，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。

FastDFS 架构包括 Tracker server 和 Storage server。客户端请求 Tracker server 进行文件上传、下载，通过Tracker server 调度最终由 Storage server 完成文件上传和下载。

Tracker server 作用是负载均衡和调度，通过 Tracker server 在文件上传时可以根据一些策略找到Storage server 提供文件上传服务。可以将 tracker 称为追踪服务器或调度服务器。Storage server 作用是文件存储，客户端上传的文件最终存储在 Storage 服务器上，StorageServer 没有实现自己的文件系统而是利用操作系统的文件系统来管理文件。可以将storage称为存储服务器。

上传流程#

客户端上传文件后存储服务器将文件 ID 返回给客户端，此文件 ID 用于以后访问该文件的索引信息。文件索引信息包括：组名，虚拟磁盘路径，数据两级目录，文件名。

组名：文件上传后所在的 storage 组名称，在文件上传成功后由storage 服务器返回，需要客户端自行保存。

虚拟磁盘路径：storage 配置的虚拟路径，与磁盘选项store_path*对应。如果配置了store_path0 则是 M00，如果配置了 store_path1 则是 M01，以此类推。

数据两级目录：storage 服务器在每个虚拟磁盘路径下创建的两级目录，用于存储数据文件。

文件名：与文件上传时不同。是由存储服务器根据特定信息生成，文件名包含：源存储服务器 IP 地址、文件创建时间戳、文件大小、随机数和文件拓展名等信息。

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, 替换为你机器的Ip即可
• 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

storage配置文件：#

vim /etc/fdfs/storage.conf

上传文件存储的真实路径：

（4）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

vim /etc/nginx/conf/nginx.conf

添加以下内容：

location ~ /M00 {
                    add_header Cache-Control no-store;
                    root /data/fast_data/data;
                    ngx_fastdfs_module;
        }

（5）退出容器

exit

（6）重启storage容器

docker restart storage

容器开机自启：

docker update --restart=always tracker
docker update --restart=always storage

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

<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>

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

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

文件上传#

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 ...
}

文件操作#

创建FastDFSClient类,放在com.changgou.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;
    }
}

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
@RequestMapping("/file")
public class FileController {
​
    @PostMapping("/upload")
    public Result uploadFile(MultipartFile file){
        try{
            //判断文件是否存在
            if (file == null){
                throw new RuntimeException("文件不存在");
            }
            //获取文件的完整名称
            String originalFilename = file.getOriginalFilename();
            if (StringUtils.isEmpty(originalFilename)){
                throw new RuntimeException("文件不存在");
            }
​
            //获取文件的扩展名称  abc.jpg   jpg
            String extName = originalFilename.substring(originalFilename.lastIndexOf(".") + 1);
​
            //获取文件内容
            byte[] content = file.getBytes();
​
            //创建文件上传的封装实体类
            FastDFSFile fastDFSFile = new FastDFSFile(originalFilename,content,extName);
​
            //基于工具类进行文件上传,并接受返回参数  String[]
            String[] uploadResult = FastDFSClient.upload(fastDFSFile);
​
            //封装返回结果
            String url = FastDFSClient.getTrackerUrl()+uploadResult[0]+"/"+uploadResult[1];
            return new Result(true,StatusCode.OK,"文件上传成功",url);
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
        return new Result(false, StatusCode.ERROR,"文件上传失败");
    }
}

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:9008/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。