SpringBoot 实战：文件上传之秒传、断点续传、分片上传

_江南一点雨2024-11-14 19:20

文件上传功能几乎是每个 Web 应用不可或缺的一部分。无论是个人博客中的图片上传，还是企业级应用中的文档管理，文件上传都扮演着至关重要的角色。今天，松哥和大家来聊聊文件上传中的几个高级玩法------秒传、断点续传和分片上传。

一 文件上传的常见场景

在日常开发中，文件上传的场景多种多样。比如，在线教育平台上的视频资源上传，社交平台上的图片分享，以及企业内部的知识文档管理等。这些场景对文件上传的要求也各不相同，有的追求速度，有的注重稳定性，还有的需要考虑文件大小和安全性。因此，针对不同需求，我们有了秒传、断点续传和分片上传等解决方案。

二 秒传、断点上传与分片上传

秒传

秒传，顾名思义，就是几乎瞬间完成文件上传的过程。其实现原理是通过计算文件的哈希值（如 MD5 或 SHA-1），然后将这个唯一的标识符发送给服务器。如果服务器上已经存在相同的文件，则直接返回成功信息，避免了重复上传。这种方式不仅节省了带宽，也大大提高了用户体验。

断点续传

断点续传是指在网络不稳定或者用户主动中断上传后，能够从上次中断的地方继续上传，而不需要重新开始整个过程。这对于大文件上传尤为重要，因为它可以有效防止因网络问题导致的上传失败，同时也能节约用户的流量和时间。

分片上传

分片上传则是将一个大文件分割成多个小块分别上传，最后再由服务器合并成完整的文件。这种做法的好处是可以并行处理多个小文件，提高上传效率；同时，如果某一部分上传失败，只需要重传这一部分，不影响其他部分。

三 秒传实战

后端实现

在 SpringBoot 项目中，我们可以使用 MessageDigest 类来计算文件的 MD5 值，然后检查数据库中是否存在该文件。

java 复制代码 
@RestController
@RequestMapping("/file")
public class FileController {
    @Autowired
    FileService fileService;

    @PostMapping("/upload1")
    public ResponseEntity<String> secondUpload(@RequestParam(value = "file",required = false) MultipartFile file,@RequestParam(required = false,value = "md5") String md5) {
        try {
            // 检查数据库中是否已存在该文件
            if (fileService.existsByMd5(md5)) {
                return ResponseEntity.ok("文件已存在");
            }
            // 保存文件到服务器
            file.transferTo(new File("/path/to/save/" + file.getOriginalFilename()));
            // 保存文件信息到数据库
            fileService.save(new FileInfo(file.getOriginalFilename(), DigestUtils.md5DigestAsHex(file.getInputStream())));
            return ResponseEntity.ok("上传成功");
        } catch (Exception e) {
            return ResponseEntity.status(HttpStatus.INTERNAL_SERVER_ERROR).body("上传失败");
        }
    }
}

前端调用

前端可以通过 JavaScript 的 FileReader API 读取文件内容，通过 spark-md5 计算 MD5 值，然后发送给后端进行校验。

html 复制代码 
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>秒传</title>
    <script src="spark-md5.js"></script>
</head>
<body>
<input type="file" id="fileInput" />
<button onclick="startUpload()">开始上传</button>
<hr>
<script>
    async function startUpload() {
        const fileInput = document.getElementById('fileInput');
        const file = fileInput.files[0];
        if (!file) {
            alert("请选择文件");
            return;
        }

        const md5 = await calculateMd5(file);
        const formData = new FormData();
        formData.append('md5', md5);

        const response = await fetch('/file/upload1', {
            method: 'POST',
            body: formData
        });

        const result = await response.text();
        if (response.ok) {
            if (result != "文件已存在") {
                // 开始上传文件
            }
        } else {
            console.error("上传失败: " + result);
        }
    }

    function calculateMd5(file) {
        return new Promise((resolve, reject) => {
            const reader = new FileReader();
            reader.onloadend = () => {
                const spark = new SparkMD5.ArrayBuffer();
                spark.append(reader.result);
                resolve(spark.end());
            };
            reader.onerror = () => reject(reader.error);
            reader.readAsArrayBuffer(file);
        });
    }
</script>
</body>
</html>

前端分为两个步骤：

  1. 计算文件的 MD5 值，计算之后发送给服务端确定文件是否存在。
  2. 如果文件已经存在，则不需要继续上传文件；如果文件不存在，则开始上传文件，上传文件和 MD5 校验请求类似，上面的案例代码中我就没有重复演示了，松哥在书里和之前的课程里都多次讲过文件上传，这里不再啰嗦。

四 分片上传实战

分片上传关键是在前端对文件切片，比如一个 10MB 的文件切为 10 份，每份 1MB。每次上传的时候，需要多一个参数记录当前上传的文件切片的起始位置。

比如一个 10MB 的文件，切为 10 份，每份 1MB，那么：

  • 第 0 片，从 0 开始，一共是 1024*1024 个字节。
  • 第 1 片，从 1024*1024 开始，一共是 1024*1024 个字节。
  • 第 2 片...

把这个搞懂，后面的代码就好理解了。

后端实现

java 复制代码 
private static final String UPLOAD_DIR = System.getProperty("user.home") + "/uploads/";
/**
 * 上传文件到指定位置
 *
 * @param file 上传的文件
 * @param start 文件开始上传的位置
 * @return ResponseEntity<String> 上传结果
 */
@PostMapping("/upload2")
public ResponseEntity<String> resumeUpload(@RequestParam("file") MultipartFile file, @RequestParam("start") long start,@RequestParam("fileName") String fileName) {
    try {
        File directory = new File(UPLOAD_DIR);
        if (!directory.exists()) {
            directory.mkdirs();
        }
        File targetFile = new File(UPLOAD_DIR + fileName);
        RandomAccessFile randomAccessFile = new RandomAccessFile(targetFile, "rw");
        FileChannel channel = randomAccessFile.getChannel();
        channel.position(start);
        channel.transferFrom(file.getResource().readableChannel(), start, file.getSize());
        channel.close();
        randomAccessFile.close();
        return ResponseEntity.ok("上传成功");
    } catch (Exception e) {
        System.out.println("上传失败: "+e.getMessage());
        return ResponseEntity.status(500).body("上传失败");
    }
}

后端每次处理的时候，需要先设置文件的起始位置。

前端调用

前端需要将文件切分成多个小块，然后依次上传。

html 复制代码 
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <title>分片示例</title>
</head>
<body>
    <input type="file" id="fileInput" />
    <button onclick="startUpload()">开始上传</button>

    <script>
        async function startUpload() {
            const fileInput = document.getElementById('fileInput');
            const file = fileInput.files[0];
            if (!file) {
                alert("请选择文件");
                return;
            }

            const filename = file.name;
            let start = 0;

            uploadFile(file, start);
        }

        async function uploadFile(file, start) {
            const chunkSize = 1024 * 1024; // 每个分片1MB
            const total = Math.ceil(file.size / chunkSize);

            for (let i = 0; i < total; i++) {
                const chunkStart = start + i * chunkSize;
                const chunkEnd = Math.min(chunkStart + chunkSize, file.size);
                const chunk = file.slice(chunkStart, chunkEnd);

                const formData = new FormData();
                formData.append('file', chunk);
                formData.append('start', chunkStart);
                formData.append('fileName', file.name);

                const response = await fetch('/file/upload2', {
                    method: 'POST',
                    body: formData
                });

                const result = await response.text();
                if (response.ok) {
                    console.log(`分片 ${i + 1}/${total} 上传成功`);
                } else {
                    console.error(`分片 ${i + 1}/${total} 上传失败: ${result}`);
                    break;
                }
            }
        }
    </script>
</body>
</html>

五 断点续传实战

断点续传的技术原理类似于分片上传。

当文件已经上传了一部分之后，断了需要重新开始上传。

那么我们的思路是这样的：

  1. 前端先发送一个请求，检查要上传的文件在服务端是否已经存在，如果存在，目前大小是多少。
  2. 前端根据已经存在的大小，继续上传文件即可。

后端案例

先来看后端检查的接口，如下：

java 复制代码 
@GetMapping("/check")
public ResponseEntity<Long> checkFile(@RequestParam("filename") String filename) {
    File file = new File(UPLOAD_DIR + filename);
    if (file.exists()) {
        return ResponseEntity.ok(file.length());
    } else {
        return ResponseEntity.ok(0L);
    }
}

如果文件存在，则返回已经存在的文件大小。

如果文件不存在，则返回 0，表示前端从头开始上传该文件。

前端调用

html 复制代码 
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <title>断点续传示例</title>
</head>
<body>
<input type="file" id="fileInput"/>
<button onclick="startUpload()">开始上传</button>

<script>
    async function startUpload() {
        const fileInput = document.getElementById('fileInput');
        const file = fileInput.files[0];
        if (!file) {
            alert("请选择文件");
            return;
        }

        const filename = file.name;
        let start = await checkFile(filename);

        uploadFile(file, start);
    }

    async function checkFile(filename) {
        const response = await fetch(`/file/check?filename=${filename}`);
        const start = await response.json();
        return start;
    }

    async function uploadFile(file, start) {
        const chunkSize = 1024 * 1024; // 每个分片1MB
        const total = Math.ceil((file.size - start) / chunkSize);

        for (let i = 0; i < total; i++) {
            const chunkStart = start + i * chunkSize;
            const chunkEnd = Math.min(chunkStart + chunkSize, file.size);
            const chunk = file.slice(chunkStart, chunkEnd);

            const formData = new FormData();
            formData.append('file', chunk);
            formData.append('start', chunkStart);
            formData.append('fileName', file.name);

            const response = await fetch('/file/upload2', {
                method: 'POST',
                body: formData
            });

            const result = await response.text();
            if (response.ok) {
                console.log(`分片 ${i + 1}/${total} 上传成功`);
            } else {
                console.error(`分片 ${i + 1}/${total} 上传失败: ${result}`);
                break;
            }
        }
    }
</script>
</body>
</html>

这个案例实际上是一个断点续传+分片上传的案例，相关知识点并不难，小伙伴们可以自行体会下。

六 总结

好了，以上就是关于文件上传中秒传、断点续传和分片上传的实战分享。通过这些技术的应用，我们可以极大地提升文件上传的效率和稳定性，改善用户体验。希望各位小伙伴在自己的项目中也能灵活运用这些技巧，解决实际问题。

本文完整案例：https://github.com/lenve/springboot3-samples/tree/main/file_upload

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