【Java互联网技术】MinIO分布式文件存储服务

应用场景

互联网海量非结构化数据的存储

基本概念

Object：存储的基本对象，如文件、字节流等

Bucket：存储Object的逻辑空间，相当于顶层文件夹

Drive：存储数据的磁盘，在MinIO启动时，以参数的方式传入

Set：多个Drive的集合。分布式部署时划分一个或多个Set，一个Object存在Set上，Set中的每个Drive中都会有相同的Object

特点

• 部署简单，整体只有一个二进制文件，还可支持各种平台
• 支持海量存储，单个对象最大可达5TB
• 兼容Amazon S3接口，充分考虑开发人员的需求和体验
• 低冗余且磁盘损坏高容忍
• 读写性能优异（HDD在16个结点的MinIO集群的读速度可达10GB/s，写速度可达8.5GB/s）

纠删码

Erasure Code（EC）。MinIO使用纠删码来保证高可靠性，使用highwayhash来处理数据损坏。n份原始数据保存后会生成m份纠删码算法转换后的数据，当有任意小于等于m份的数据损坏，就能通过剩下的额数据还原出来。

存储形式

文件上传到MinIO后，存储在对应的磁盘中，以Bucket名称为目录，文件名为下一级目录，这个目录下保存文件的编码数据块、校验块、元数据文件（json格式）

Docker部署MinIO（普通模式）

1、拉取镜像

docker pull minio/minio

2、创建挂载目录

mkdir /wanfeng/minio/data
mkdir /wanfeng/minio/config

3、运行容器

docker run -p 9000:9000 -p 9001:9001 --name wanfeng_minio --privileged=true \
-e "MINIO_ROOT_USER=登录用户名" \
-e "MINIO_ROOT_PASSWORD=登录密码" \
-v /wanfeng/minio/data:/data \
-v /wanfeng/minio/config:/root/.minio \
-d minio/minio server /data --console-address ":9001"

• -p 9000:9000 -p 9001:9001：必须暴露出两个端口用户客户端和服务端
• MINIO_ROOT_USER：用户名
• MINIO_ROOT_PASSWORD：密码
• /wanfeng/minio/data:/data：数据文件映射目录
• /wanfeng/minio/config:/root/.minio：配置文件映射目录
• --console-address ":9001"：指定服务端端口号（通过该端口访问minio服务）

Docker部署MinIO（纠删码模式）

纠删码的作用就是在上传一份数据后，会生成n个原始数据块和n个奇偶校验块，若任意丢失不超过n块盘，都可以进行数据恢复。

1、在docker启动时增加多块盘

docker run -p 9000:9000 -p 9001:9001 --name wanfeng_minio --privileged=true \
-e "MINIO_ROOT_USER=登录用户名" \
-e "MINIO_ROOT_PASSWORD=密码" \
-v /wanfeng/minio/config:/root/.minio \
-v /wanfeng/minio/data1:/data1 \
-v /wanfeng/minio/data2:/data2 \
-v /wanfeng/minio/data3:/data3 \
-v /wanfeng/minio/data4:/data4 \
-v /wanfeng/minio/data5:/data5 \
-v /wanfeng/minio/data6:/data6 \
-d minio/minio server /data{1...6} --console-address ":9001"

Docker部署MinIO（分布式集群）

分布式集群可以避免单台服务器故障带来的影响（单点故障），将minio

Java API整合MinIO

1、引入依赖

<dependency>
    <groupId>io.minio</groupId>
    <artifactId>minio</artifactId>
    <version>8.3.0</version>
</dependency>

<!-- https://mvnrepository.com/artifact/me.tongfei/progressbar -->
<dependency>
    <groupId>me.tongfei</groupId>
    <artifactId>progressbar</artifactId>
    <version>0.5.3</version>
</dependency>

<dependency>
    <groupId>com.squareup.okhttp3</groupId>
    <artifactId>okhttp</artifactId>
    <version>4.10.0</version>
</dependency>

2、API使用

@SpringBootTest
public class MinioApplicationTests {

    private MinioClient minioClient;

    public static final String IMAGE_FILE_NAME = "wallhaven01.jpg";
    public static final String TEXT_FILE_NAME = "笔记.txt";

    public static final String UPLOAD_FOLDER_PATH = "src/test/resources/upload";
    public static final String DOWNLOAD_FOLDER_PATH = "src/test/resources/download";

    @BeforeEach
    public void connectMinio(){
        minioClient = MinioClient.builder().endpoint(ServerConstant.CENTOS_IP_ADDRESS, 9000, false)
                .credentials(LoginConstant.MINIO_ROOT_USERNAME, LoginConstant.MINIO_ROOT_PASSWORD)
                .build();
    }

    /**
     * 本地文件上传
     */
    @Test
    public void uploadFile(){
        try {
            //判断bucket是否存在
            boolean bucketExists = minioClient.bucketExists(BucketExistsArgs.builder().bucket("ectest").build());
            if(!bucketExists){
                minioClient.makeBucket(MakeBucketArgs.builder().bucket("ectest").build());
            }else{
                System.out.println("Bucket[ectest] already exists");
            }

            /**
             * bucket：指定上传的bucket
             * object：上传到minio的路径（到文件名）
             * filename：上传的本地文件路径（到文件名）
             */
            minioClient.uploadObject(UploadObjectArgs.builder()
                    .bucket("ectest")
                    .object(IMAGE_FILE_NAME)
                    .filename(UPLOAD_FOLDER_PATH + File.separator + IMAGE_FILE_NAME).build());

        } catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     * 上传流
     */
    @Test
    public void uploadInputStream() throws Exception {
        File file = new File(UPLOAD_FOLDER_PATH + File.separator + IMAGE_FILE_NAME);
        FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream(file);

        minioClient.putObject(PutObjectArgs.builder()
                .bucket("ectest")
                .object("image_" + NumberFactory.getRandomNumber(5) + ".jpg" )
                .stream(fileInputStream, fileInputStream.available(), -1)
                .build());

        fileInputStream.close();
    }

    /**
     * 下载文件
     */
    @Test
    public void downloadFile(){
        try {
            //判断bucket是否存在
            boolean bucketExists = minioClient.bucketExists(BucketExistsArgs.builder().bucket("ectest").build());
            if(!bucketExists){
                minioClient.makeBucket(MakeBucketArgs.builder().bucket("ectest").build());
            }else{
                System.out.println("Bucket[ectest] already exists");
            }

            /**
             * bucket：指定上传的bucket
             * object：minio中的文件路径
             * filename：下载到本地的路径（到文件名）
             */
            minioClient.downloadObject(DownloadObjectArgs.builder()
                    .bucket("ectest")
                    .object(IMAGE_FILE_NAME)
                    .filename(DOWNLOAD_FOLDER_PATH + File.separator + "minio_image_" + NumberFactory.getRandomNumber(8) + ".jpg").build());
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
    }


    /**
     * 下载流
     */
    @Test
    public void downloadInputStream() throws Exception{
        //获取流
        InputStream inputStream = minioClient.getObject(GetObjectArgs.builder()
                .bucket("ectest")
                .object(IMAGE_FILE_NAME)
                .build());
        File file = new File(DOWNLOAD_FOLDER_PATH + File.separator + "image_aaa.jpg");
        FileUtils.copyInputStreamToFile(inputStream, file);
        inputStream.close();

        //直接把流保存到本地文件
        minioClient.downloadObject(DownloadObjectArgs.builder()
                .bucket("ectest")
                .object(IMAGE_FILE_NAME)
                .filename(DOWNLOAD_FOLDER_PATH + File.separator + "image_bbb.jpg").build());
    }


}

SpringBoot整合MinIO

本质就是把连接minio服务的参数放在配置文件中，并通过Bean对象在SpringBoor应用启动时生成MinioClient对象。

1、配置文件application.yml

minio:
  endpoint: http://ip:port
  rootUserName: 用户名
  rootPassword: 密码
  bucketName: bucket名称

2、读取配置属性的类

@Data
@Component
@ConfigurationProperties(prefix = "minio")
public class MinioProperties {
    private String endpoint;
    private String rootUserName;
    private String rootPassword;
    private String bucketName;
}

3、生成MinioClient对象的类

@Configuration
public class MinioClientFactory {

    @Resource
    private MinioProperties minioProperties;

    @Bean
    public MinioClient getDefaultMinioClient(){
        return MinioClient.builder()
                .endpoint(minioProperties.getEndpoint())
                .credentials(minioProperties.getRootUserName(), minioProperties.getRootPassword())
                .build();
    }
}

4、编写controller测试

@RestController
@Slf4j
@RequestMapping("/minio")
public class MinioController {

    @Resource
    private MinioClient minioClient;

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

    @GetMapping("/list_object_name")
    public List<String> listObject() throws Exception {
        Iterable<Result<Item>> objectResults = minioClient.listObjects(ListObjectsArgs.builder()
                .bucket(bucketName).build());

        List<String> objectNameList = new ArrayList<>();
        for (Result<Item> objectResult : objectResults) {
            Item item = objectResult.get();
            objectNameList.add(item.objectName());
        }
        return objectNameList;
    }
}