分布式文件存储FastDFS_分布式文件存储选型 fastdfs

分布式文件存储FastDFS

一、FastDFS简介

1.1 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。

1.2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，在文件上传成功后有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。

二、FastDFS服务器搭建

2.1安装FastDFS镜像

拉取镜像

docker pull morunchang/fastdfs
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运行tracker

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

docker run -d --name storage --net=host -e TRACKER_IP=8.142.115.125:22122 -e GROUP_NAME=group1 morunchang/fastdfs sh storage.sh
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• 使用的网络模式是–net=host, 8.142.115.125是宿主机的IP
• group1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

2.2配置Nginx

Nginx在这里主要提供对FastDFS图片访问的支持，Docker容器中已经集成了Nginx，我们需要修改nginx的配置,进入storage的容器内部，修改nginx.conf

docker exec -it storage  /bin/bash
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进入后

vi /etc/nginx/conf/nginx.conf
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添加以下内容

location ~ /M00 {
     root /data/fast_data/data;
     ngx_fastdfs_module;
}
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禁止缓存 (添加在上面的location项内)

add_header Cache-Control no-store;
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退出容器

exit
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重启storage容器

docker restart storage

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查看启动容器 docker ps

开启启动设置

docker update --restart=always tracker
docker update --restart=always storage
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三、文件存储微服务框架搭建

环境配置完毕后，则需要写一个Java的微服务来实现文件上传以及文件删除等功能

接下来就来搭建文件管理微服务rongyun-service-file

3.1 pom.xml 依赖

    <!--依赖包-->
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>net.oschina.zcx7878</groupId>
            <artifactId>fastdfs-client-java</artifactId>
            <version>1.27.0.0</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>com.arun</groupId>
            <artifactId>rongyun-common</artifactId>
            <version>1.0-SNAPSHOT</version>
        </dependency>
    </dependencies>

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3.2 FastDFS配置

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

# 连接超时时间
connect_timeout=60
# 网络超时时间
network_timeout=60
# 字符集
charset=UTF-8
# 连接tarcker的端口号 http连接
http.tracker_http_port=8080
# 连接tarcker的端口号 tcp连接
tracker_server=8.142.115.125:22122
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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

3.3 application.yml 配置

在resources文件夹下创建application.yml

spring:
  servlet:
    multipart:
      # 上传的文件的最大限制
      max-file-size: 10MB
      # 上传的内容的最大限制（文件+表单数据等）
      max-request-size: 10MB
  application:
    name: file
server:
  port: 18082
eureka:
  client:
    service-url:
      defaultZone: http://127.0.0.1:7001/eureka
  instance:
    prefer-ip-address: true
feign:
  hystrix:
    enabled: true
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max-file-size是单个文件大小，max-request-size是设置总上传的数据大小

3.4 启动类

创建com.arun包，创建启动类FileApplication

@SpringBootApplication(exclude={DataSourceAutoConfiguration.class})
@EnableEurekaClient
public class FileApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(FileApplication.class);
    }
}
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这里禁止了DataSource的加载创建

四、各项功能实现

4.1 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

创建com.tarnett.file.FastDFSFile代码如下：

public class FastDFSFile implements Serializable {

    //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 md5, String author) {
        this.name = name;
        this.content = content;
        this.ext = ext;
        this.md5 = md5;
        this.author = author;
    }

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

    public FastDFSFile() {
    }

    //..get..set..toString
}
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4.2 文件各项操作方法封装

在使用FastDFS的各项功能的时候，若每次使用都需要写一遍功能代码将会十分麻烦，所以我们将各项功能封装成工具类进行使用

创建com.tarnett.util.FastDFSClient类,在该类中实现FastDFS信息获取以及文件的相关操作，代码如下：

4.2.1 初始化Tracker信息

在com.tarnett.util.FastDFSClient类中初始化Tracker信息,在类中添加如下静态块：

// 读取配置文件，初始化Tracker对象信息
static{
  try {
    // 1. 读取配置文件
    String filename = new ClassPathResource("fdfs_client.conf").getPath();
    // 2. 初始化client对象
    ClientGlobal.init(filename);
  } catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
  } catch (MyException e) {
    e.printStackTrace();
  }
}
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4.2.2 文件上传

在类中添加如下方法实现文件上传：

/**
* 文件上传
* @param fastDFSFile 上传的文件的封装类
*/
public static String[] upload(FastDFSFile fastDFSFile) throws IOException, MyException {
  // 1. 创建Tarcker客户端：TarckerClient
  TrackerClient trackerClient = new TrackerClient();
  // 2. 通过TarckerClient客户端，获取TarckerService服务，通过该服务可以获取storage相关信息
  TrackerServer trackerServer = trackerClient.getConnection();
  // 3. 通过TarckerService创建storage客户端，获取storageClient
  StorageClient storageClient = new StorageClient(trackerServer, null);
  // 4. 上传图片并获取返回值
  // 添加附加信息
  NameValuePair[] meta_list = new NameValuePair[1];
  meta_list[0] = new NameValuePair("author", fastDFSFile.getAuthor());
  /**
  * 第一个参数：文件的字节数组
  * 第二个参数：文件的扩展名
  * 第三个参数：文件的扩展参数（作者，拍摄地点，手机型号等）
  *
  * 返回值为一个string[] 数组，里面有两个值
  *  results[0]: the group name to store the file ： group的名称
  *  results[1]: the new created filename         ： 上传到服务器的图片地址的名称
  */
  return storageClient.upload_file(fastDFSFile.getContent(), fastDFSFile.getExt(), meta_list);
}
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4.2.3 优化

因为后面的所有方法都会涉及到获取TrackerServer或者StorageClient，所以我们可以把它们单独抽取出去，分别在类中添加如下2个方法：

/**
* 获取trackerServer对象
* @return
* @throws IOException
*/
private static TrackerServer getTrackerServer() throws IOException {
  // 1. 创建Tarcker客户端：TarckerClient
  TrackerClient trackerClient = new TrackerClient();
  // 2. 通过TarckerClient客户端，获取TarckerService服务，通过该服务可以获取storage相关信息
  TrackerServer trackerServer = trackerClient.getConnection();

  return trackerServer;
}

/**
* 获取StorageClient对象
* @param trackerServer
* @return
*/
private static StorageClient getStorageClient(TrackerServer trackerServer){
  // 3. 通过TarckerService创建storage客户端，获取storageClient
  StorageClient storageClient = new StorageClient(trackerServer, null);
  
  return storageClient;
}
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将共有的模块进行抽取写成方法，可以有效的简化我们代码

4.2.4 优化后的文件上传

/**
* 文件上传
* @param fastDFSFile 上传的文件的封装类
*/
public static String[] upload(FastDFSFile fastDFSFile) throws IOException, MyException {
  // 1. 获取trackerServer对象
  TrackerServer trackerServer = getTrackerServer();
  // 2. 获取storageClient
  StorageClient storageClient = getStorageClient(trackerServer);
  // 3. 上传图片并获取返回值
  // 添加附加信息
  NameValuePair[] meta_list = new NameValuePair[1];
  meta_list[0] = new NameValuePair("author", fastDFSFile.getAuthor());
  /**
  * 第一个参数：文件的字节数组
  * 第二个参数：文件的扩展名
  * 第三个参数：文件的扩展参数（作者，拍摄地点，手机型号等）
  *
  * 返回值为一个string[] 数组，里面有两个值
  *  results[0]: the group name to store the file ： group的名称
  *  results[1]: the new created filename         ： 上传到服务器的图片地址的名称
  */
  return storageClient.upload_file(fastDFSFile.getContent(), fastDFSFile.getExt(), meta_list);
}
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4.2.5 获取文件信息

在类中添加如下方法实现获取文件信息：

    /**
     * 获取文件信息
     */
    public static FileInfo getFileInfo(String groupName, String remoteFilename) throws IOException, MyException {
        // 1. 获取trackerServer
        TrackerServer trackerServer = getTrackerServer();
        // 2. 获取storageClient
        StorageClient storageClient = getStorageClient(trackerServer);
        // 3. 获取文件信息
        /**
         * 第一个参数：组的名称
         * 第二个参数：图片的路径
         */
        return storageClient.get_file_info(groupName, remoteFilename);
    }
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4.2.6 文件下载

在类中添加如下方法实现文件下载：

/**
     * 文件下载
     * @param groupName
     * @param remoteFilename
     * @throws IOException
     * @throws MyException
     */
    public static InputStream downLoadFile(String groupName, String remoteFilename) throws IOException, MyException {
        // 1. 获取trackerServer
        TrackerServer trackerServer = getTrackerServer();
        // 2. 获取storageClient
        StorageClient storageClient = getStorageClient(trackerServer);
        // 3. 下载文件
        /**
         * 第一个参数：组的名称
         * 第二个参数：图片的路径
         */
        byte[] bytes = storageClient.download_file(groupName, remoteFilename);
        // 4. 将自己数组封装为一个字节输入流
        InputStream in = new ByteArrayInputStream(bytes);
        return in;
    }
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4.2.7 文件删除实现

    /**
     * 删除图片
     * @param groupName
     * @param remoteFilename
     * @return
     * @throws IOException
     * @throws MyException
     */
    public static int deleteFile(String groupName, String remoteFilename) throws IOException, MyException {
        // 1. 获取trackerServer
        TrackerServer trackerServer = getTrackerServer();
        // 2. 获取storageClient
        StorageClient storageClient = getStorageClient(trackerServer);
        // 3. 删除文件
        int result = storageClient.delete_file(groupName, remoteFilename);
        return result;
    }
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4.2.8 获取组信息

    /**
     * 获取storage信息
     * @return
     * @throws IOException
     */
    public static StorageServer getStorageInfo() throws IOException {
        // 1. 创建Tarcker客户端：TarckerClient
        TrackerClient trackerClient = new TrackerClient();
        // 2. 获取StorageClient对象
        TrackerServer trackerServer = getTrackerServer();
        // 3. 获取storage信息
        return trackerClient.getStoreStorage(trackerServer);
    }
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4.2.9 获取Tracker服务地址

    /**
     * 获取tracker服务的信息
     * @return
     * @throws IOException
     */
    public static String getTrackerInfo() throws IOException {
        // 获取trackerServer
        TrackerServer trackerServer = getTrackerServer();
        // 获取IP
        String ip = trackerServer.getInetSocketAddress().getHostName();
        // 获取端口号,TCP的端口号
        //int port = trackerServer.getInetSocketAddress().getPort();
        // 获取端口号，http的端口号
        int port = ClientGlobal.getG_tracker_http_port();
        return "http://" + ip + ":" + port;
     }
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4.3 文件上传功能实现

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

package com.arun.controller;

import com.arun.entity.Result;
import com.arun.entity.StatusCode;
import com.arun.file.FastDFSFile;
import com.arun.util.FastDFSClient;
import org.apache.commons.lang.StringUtils;
import org.csource.common.MyException;
import org.springframework.web.bind.annotation.CrossOrigin;
import org.springframework.web.bind.annotation.PostMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import org.springframework.web.multipart.MultipartFile;

import java.io.IOException;

@RestController
@RequestMapping("/upload")
@CrossOrigin
public class FileController {

    @PostMapping
    public Result upload(MultipartFile file) throws IOException, MyException {
        // 1. 封装上传的文件对象
        FastDFSFile fastDFSFile = new FastDFSFile();
        String filename = file.getOriginalFilename();
        fastDFSFile.setName(filename);
        fastDFSFile.setContent(file.getBytes());
        fastDFSFile.setExt(filename.substring(filename.lastIndexOf(".") + 1));
        // 2. 调用工具类上传文件
        String[] upload = FastDFSClient.upload(fastDFSFile);
        // 构建图片访问路径
        String url = "http://8.142.115.125:8080/" + upload[0] + "/" + upload[1];
        // 3. 返回响应对象
        return new Result(true, StatusCode.OK, "文件上传成功", url);
    }

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五、Postman测试文件上传功能

访问返回的地址，可以成功获取到图片