Java大文件分片上传/多线程上传源代码

Java大文件分片上传/多线程上传源代码

需求：

支持大文件批量上传（20G）和下载，同时需要保证上传期间用户电脑不出现卡死等体验；

内网百兆网络上传速度为12MB/S

服务器内存占用低

支持文件夹上传，文件夹中的文件数量达到1万个以上，且包含层级结构。

支持PC端全平台操作系统，Windows,Linux,Mac

支持文件和文件夹的批量下载，断点续传。刷新页面后继续传输。关闭浏览器后保留进度信息。

支持文件夹批量上传下载，服务器端保留文件夹层级结构，服务器端文件夹层级结构与本地相同。

支持断点续传，关闭浏览器或刷新浏览器后仍然能够保留进度。

支持文件夹结构管理，支持新建文件夹，支持文件夹目录导航

交互友好，能够及时反馈上传的进度；

服务端的安全性，不因上传文件功能导致JVM内存溢出影响其他功能使用；

最大限度利用网络上行带宽，提高上传速度；

分析：

对于大文件的处理，无论是用户端还是服务端，如果一次性进行读取发送、接收都是不可取，很容易导致内存问题。所以对于大文件上传，采用切块分段上传

从上传的效率来看，利用多线程并发上传能够达到最大效率。

解决方案：

文件上传页面的前端可以选择使用一些比较好用的上传组件，例如百度的开源组件WebUploader，泽优软件的up6，这些组件基本能满足文件上传的一些日常所需功能，如异步上传文件，文件夹，拖拽式上传，黏贴上传，上传进度监控，文件缩略图，甚至是大文件断点续传，大文件秒传。

在web项目中上传文件夹现在已经成为了一个主流的需求。在OA，或者企业ERP系统中都有类似的需求。上传文件夹并且保留层级结构能够对用户行成很好的引导，用户使用起来也更方便。能够提供更高级的应用支撑。

数据库配置类DBConfig.java

import java.sql.Connection;

import java.sql.DriverManager;

import java.sql.SQLException;

import org.apache.commons.lang.StringUtils;

import down2.biz.DnFile;

import down2.biz.DnFileMySQL;

import down2.biz.DnFileOracle;

import down2.biz.DnFileSQL;

/**

 * 数据库配置类

* @author jmzy

*/

public class DBConfig {

    public String m_db="oracle";//sql,oracle,mysql

    String driver = "";

    String url = "";

    String name = "";

    String pass = "";

    //sql

    String sql_driver= "com.microsoft.sqlserver.jdbc.SQLServerDriver";

    String sql_url = "jdbc:sqlserver://127.0.0.1:1433;DatabaseName=up6";

    String sql_name = "sa";

    String sql_pass = "123456";

    //mysql

    String mysql_driver = "com.mysql.jdbc.Driver";

    String mysql_url = "jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/up6?user=root&password=123456&characterEncoding=UTF-8";

    //oracle数据库配置

    String oracle_driver = "oracle.jdbc.driver.OracleDriver";

    String oracle_url = "jdbc:oracle:thin:@localhost:1521:orcl";

    String oracle_name = "system";

    String oracle_pass = "123456";

    public DBConfig() {

        if( StringUtils.equals(this.m_db, "sql") )

        {

            this.driver = this.sql_driver;

            this.url = this.sql_url;

            this.name = this.sql_name;

            this.pass = this.sql_pass;

        }

        else if( StringUtils.equals(this.m_db, "mysql") )

        {

            this.driver = this.mysql_driver;

            this.url = this.mysql_url;

        }

        else if( StringUtils.equals(this.m_db, "oracle") )

        {

            this.driver = this.oracle_driver;

            this.url = this.oracle_url;

            this.name = this.oracle_name;

            this.pass = this.oracle_pass;

        }

    }

    public DBFile db() {       

        if( StringUtils.equals(this.m_db, "sql") ) return new DBFileSQL();

        else if( StringUtils.equals(this.m_db, "mysql") ) return new DBFileMySQL();

        else if( StringUtils.equals(this.m_db, "oracle") ) return new DBFileOracle();

        else return new DBFile();

    }

    public DnFile down() {

        if( StringUtils.equals(this.m_db, "sql") ) return new DnFileSQL();

        else if( StringUtils.equals(this.m_db, "mysql") ) return new DnFileMySQL();

        else if( StringUtils.equals(this.m_db, "oracle") ) return new DnFileOracle();

        else return new DnFile();      

    }

    public Connection getCon()

    {

        Connection con = null;

        try

        {

            Class.forName(this.driver).newInstance();//加载驱动。

            if (StringUtils.equals(this.m_db, "mysql")) con = DriverManager.getConnection(this.url);

            else con = DriverManager.getConnection(this.url,this.name,this.pass);

        }

        catch (SQLException e)

        {

            // TODO Auto-generated catch block

            e.printStackTrace();

        } catch (InstantiationException e) {

            // TODO Auto-generated catch block

            e.printStackTrace();

        } catch (IllegalAccessException e) {

            // TODO Auto-generated catch block

            e.printStackTrace();

        } catch (ClassNotFoundException e) {

            // TODO Auto-generated catch block

            e.printStackTrace();

        }

        return con;    

    }

}

该项目核心就是文件分块上传。前后端要高度配合，需要双方约定好一些数据，才能完成大文件分块，我们在项目中要重点解决的以下问题。

* 如何分片；

* 如何合成一个文件；

* 中断了从哪个分片开始。

如何分，利用强大的js库，来减轻我们的工作，市场上已经能有关于大文件分块的轮子，虽然程序员的天性曾迫使我重新造轮子。但是因为时间的关系还有工作的关系，我只能罢休了。最后我选择了百度的WebUploader来实现前端所需。

如何合，在合之前，我们还得先解决一个问题，我们如何区分分块所属那个文件的。刚开始的时候，我是采用了前端生成了唯一uuid来做文件的标志，在每个分片请求上带上。不过后来在做秒传的时候我放弃了，采用了Md5来维护分块和文件关系。

在服务端合并文件，和记录分块的问题，在这方面其实行业已经给了很好的解决方案了。参考迅雷，你会发现，每次下载中的时候，都会有两个文件，一个文件主体，另外一个就是文件临时文件，临时文件存储着每个分块对应字节位的状态。

这些都是需要前后端密切联系才能做好，前端需要根据固定大小对文件进行分片，并且请求中要带上分片序号和大小。前端发送请求顺利到达后台后，服务器只需要按照请求数据中给的分片序号和每片分块大小（分片大小是固定且一样的）算出开始位置，与读取到的文件片段数据，写入文件即可。

为了便于开发，我 将服务端的业务逻辑进行了如下划分，分成初始化，块处理，文件上传完毕等。

服务端的业务逻辑模块如下

功能分析：

文件夹生成模块

文件夹上传完毕后由服务端进行扫描代码如下

分块上传，分块处理逻辑应该是最简单的逻辑了，up6已经将文件进行了分块，并且对每个分块数据进行了标识，这些标识包括文件块的索引，大小，偏移，文件MD5，文件块MD5（需要开启）等信息，服务端在接收这些信息后便可以非常方便的进行处理了。比如将块数据保存到分布式存储系统中

分块上传可以说是我们整个项目的基础，像断点续传、暂停这些都是需要用到分块。

分块这块相对来说比较简单。前端是采用了webuploader，分块等基础功能已经封装起来，使用方便。

借助webUpload提供给我们的文件API,前端就显得异常简单。

前台HTML模板

分则必合。把大文件分片了，但是分片了就没有原本文件功能，所以我们要把分片合成为原本的文件。我们只需要把分片按原本位置写入到文件中去。因为前面原理那一部我们已经讲到了，我们知道分块大小和分块序号，我就可以知道该分块在文件中的起始位置。所以这里使用RandomAccessFile是明智的，RandomAccessFile能在文件里面前后移动。但是在andomAccessFile的绝大多数功能，已经被JDK1.4的NIO的“内存映射文件(memory-mapped files)”取代了。我在该项目中分别写了使用RandomAccessFile与MappedByteBuffer来合成文件。分别对应的方法是uploadFileRandomAccessFile和uploadFileByMappedByteBuffer。两个方法代码如下。

秒传功能

服务端逻辑

秒传功能，相信大家都体现过了，网盘上传的时候，发现上传的文件秒传了。其实原理稍微有研究过的同学应该知道，其实就是检验文件MD5，记录下上传到系统的文件的MD5,在一个文件上传前先获取文件内容MD5值或者部分取值MD5，然后在匹配系统上的数据。

Breakpoint-http实现秒传原理，客户端选择文件之后，点击上传的时候触发获取文件MD5值，获取MD5后调用系统一个接口（/index/checkFileMd5），查询该MD5是否已经存在（我在该项目中用redis来存储数据，用文件MD5值来作key，value是文件存储的地址。）接口返回检查状态，然后再进行下一步的操作。相信大家看代码就能明白了。

嗯，前端的MD5取值也是用了webuploader自带的功能，这还是个不错的工具。

控件计算完文件MD5后会触发md5_complete事件，并传值md5，开发者只需要处理这个事件即可，

断点续传

up6已经自动对断点续传进行了处理，不需要开发都再进行单独的处理。

在f_post.jsp中接收这些参数，并进行处理，开发者只需要关注业务逻辑，不需要关注其它的方面。

断点续传，就是在文件上传的过程中发生了中断，人为因素（暂停）或者不可抗力（断网或者网络差）导致了文件上传到一半失败了。然后在环境恢复的时候，重新上传该文件，而不至于是从新开始上传的。

前面也已经讲过，断点续传的功能是基于分块上传来实现的，把一个大文件分成很多个小块，服务端能够把每个上传成功的分块都落地下来，客户端在上传文件开始时调用接口快速验证，条件选择跳过某个分块。

实现原理，就是在每个文件上传前，就获取到文件MD5取值，在上传文件前调用接口（/index/checkFileMd5，没错也是秒传的检验接口）如果获取的文件状态是未完成，则返回所有的还没上传的分块的编号，然后前端进行条件筛算出哪些没上传的分块，然后进行上传。

当接收到文件块后就可以直接写入到服务器的文件中

这是文件夹上传完后的效果

这是文件夹上传完后在服务端的存储结构

参考文章：http://blog.ncmem.com/wordpress/2019/08/12/java-http%E5%A4%A7%E6%96%87%E4%BB%B6%E6%96%AD%E7%82%B9%E7%BB%AD%E4%BC%A0%E4%B8%8A%E4%BC%A0/