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第2章分布式文件存储FastDFS

1 FastDFS

1.1 FastDFS简介

1.1.1 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，负责文件上传、下载、修改和删除等功能。客户端上传的文件最终存储在Storage服务器上，Storage Server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。

1.1.2 上传流程

1、Storage服务器定时向Tracker服务器发送上传信息
2、客服端向Tracker发送上传请求
3、Tracker服务器查询可用的Storage
4、Tracker服务器向客户端返回Storage服务器的ip和端口
5、客户端向Storage服务器上传文件
6、Storage服务器生成file_id
7、Storage服务器将上传内容写入磁盘
8、Storage服务器向客户端返回file_id
9、客户端存储文件信息
其中file_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。

1.1.3 FastDFS路径说明

group1/M00/00/00/rBGdZl5ak4yAHTNeAAxv6ziU5pA742.png

组名(/group1)：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(/M00)：Storage配置的虚拟路径，指向Storage组中某个节点的硬盘地址。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(/00/00)：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。该数值采用算法计算得出

文件名：与文件上传时的文件名称不同。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。

1.2 FastDFS搭建

1.2.1 安装FastDFS镜像

本文采用Docker容器进行FastDFS的环境搭建。

1、查询FastDFS镜像

docker search fastdfs

2、拉取镜像

docker pull morunchang/fastdfs

3、运行tracker

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

4、运行storage

docker run -d --name storage --net=host -e TRACKER_IP=你的IP(阿里云使用公网IP):22122 -e GROUP_NAME=group1 morunchang/fastdfs sh storage.sh

-d 后台运行
–name 别名。–name 空格别名 --name=别名
使用的网络模式是–net=host, 告诉容器使用主机网络堆栈
-e添加到环境变量中
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

1.2.2 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
1、进入FastDFS Storage中

docker exec -it storage  /bin/bash

2、修改配置
①修改etc目录下的nginx.conf

vi /etc/nginx/conf/nginx.conf

添加以下内容

location ~ /M00 {
     root /data/fast_data/data;
     ngx_fastdfs_module;
}

②修改data目录下的nginx.conf

vi /data/nginx/conf/nginx.conf

添加以下内容

#修改nginx的内容，防止拦截请求 可选填
location /group1/M00 {
     proxy_next_upstream http_502 http_504 error timeout invalid_header;
     proxy_cache http-cache;
     proxy_cache_valid  200 304 12h;
     proxy_cache_key $uri$is_args$args;
     proxy_pass http://fdfs_group1;
     expires 30d;
 }

③修改storage.conf

vi /etc/fdfs/storage.conf

修改以下内容

http.server_port=8888 #推荐与Nignx配置的端口相同

4、退出容器

exit

5、重启storage容器

docker restart storage

6、查看启动的容器

`docker ps`

7、开启启动设置

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

8、注意事项
使用阿里云进行部署时，需要在安全组中开放8080、23000、22122端口，否则会造成无法访问。

1.3 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。

1.3.1 pom.xml依赖

修改pom.xml，引入依赖

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <parent>
        <artifactId>changgou-service</artifactId>
        <groupId>com.changgou</groupId>
        <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    </parent>
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <artifactId>changgou-service-file</artifactId>
    <description>文件上传工程</description>

    <!--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.changgou</groupId>
            <artifactId>changgou-common</artifactId>
            <version>1.0-SNAPSHOT</version>
        </dependency>
    </dependencies>
</project>

1.3.2 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，单位为秒
connect_timeout=20
# 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
network_timeout=20
# 字符集
charset=UTF-8
# tracker的HTTP端口  nginx的端口号/etc/nginx/conf/nginx.conf
http.tracker_http_port=8080
# trackerTCP端口 
tracker_server=公网IP:22122

1.3.3 application.yml配置

在resources文件夹下创建application.yml

spring:
  servlet:
    multipart:
      # 单个文件大小
      max-file-size: 10MB
      # 总上传的数据大小
      max-request-size: 10MB
  application:
    name: file
server:
  port: 10101
eureka:
  client:
    service-url:
      defaultZone: http://127.0.0.1:8761/eureka
  instance:
    prefer-ip-address: true
feign:
  hystrix:
    enabled: true

1.3.4 启动类

创建com.changgou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);
    }
}

这里需要禁止数据库自动加载。因为在引用common的时候，有数据库的jar包引入，Spring会认为你可能要进行连接数据库，但是在配置文件中没有配置数据源信息，所以在启动的时候会发生错误

1.4 文件上传

1.4.1 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，所以创建对象封装这些属性

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
}

1.4.2 文件操作

创建com.changgou.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：

(1)初始化Tracker信息

/***
 * 初始化tracker信息
 */
static {
    try {
        //获取tracker的配置文件fdfs_client.conf的位置
        String filePath = new ClassPathResource("fdfs_client.conf").getPath();
        //加载tracker配置信息
        ClientGlobal.init(filePath);
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

(2)文件上传

public static String[] upload(FastDFSFile file) {
    try {
        //创建TrackerClient客户端对象
        TrackerClient trackerClient = new TrackerClient();
        //通过TrackerClient对象获取TrackerServer信息
        TrackerServer trackerServer = trackerClient.getConnection();
        //获取StorageClient对象
        StorageClient storageClient = new StorageClient(trackerServer, null);
        //参数1 字节数组
        //参数2 扩展名
        //参数3 元数据(文件的大小,文件的作者,文件的创建时间戳)
        NameValuePair[] meta_list = new NameValuePair[]{new NameValuePair(file.getAuthor()), new NameValuePair(file.getName())};
        String[] strings = storageClient.upload_file(file.getContent(), file.getExt(), meta_list);
        return strings;
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
    return null;
}

(3)获取文件信息

public static FileInfo getFile(String groupName,String remoteFileName){
    try {
        //创建TrackerClient对象
        TrackerClient trackerClient = new TrackerClient();
        //通过TrackerClient获得TrackerServer信息
        TrackerServer trackerServer =trackerClient.getConnection();
        //通过TrackerServer获取StorageClient对象
        StorageClient storageClient = new StorageClient(trackerServer,null);
        //获取文件信息
        return storageClient.get_file_info(groupName,remoteFileName);
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
    return null;
}

(4)文件下载

public static InputStream downFile(String groupName,String remoteFileName){
    try {
        //创建TrackerClient对象
        TrackerClient trackerClient = new TrackerClient();
        //通过TrackerClient对象创建TrackerServer
        TrackerServer trackerServer = trackerClient.getConnection();
        //通过TrackerServer创建StorageClient
        StorageClient storageClient = new StorageClient(trackerServer,null);
        //通过StorageClient下载文件
        byte[] fileByte = storageClient.download_file(groupName, remoteFileName);
        //将字节数组转换成字节输入流
        return new ByteArrayInputStream(fileByte);
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
    return null;
}

(5)文件删除实现

public static void deleteFile(String groupName,String remoteFileName){
    try {
        //创建TrackerClient对象
        TrackerClient trackerClient = new TrackerClient();
        //通过TrackerClient获取TrackerServer对象
        TrackerServer trackerServer = trackerClient.getConnection();
        //通过TrackerServer创建StorageClient
        StorageClient storageClient = new StorageClient(trackerServer,null);
        //通过StorageClient删除文件
        storageClient.delete_file(groupName,remoteFileName);
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

(6)获取组信息

public static StorageServer getStorages(String groupName){
    try {
        //创建TrackerClient对象
        TrackerClient trackerClient = new TrackerClient();
        //通过TrackerClient获取TrackerServer对象
        TrackerServer trackerServer = trackerClient.getConnection();
        //通过trackerClient获取Storage组信息
        return trackerClient.getStoreStorage(trackerServer,groupName);
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
    return null;
}

(7)根据文件组名和文件存储路径获取Storage服务的IP、端口信息

public static ServerInfo[] getServerInfo(String groupName, String remoteFileName){
    try {
        //创建TrackerClient对象
        TrackerClient trackerClient = new TrackerClient();
        //通过TrackerClient获取TrackerServer对象
        TrackerServer trackerServer = trackerClient.getConnection();
        //获取服务信息
        return trackerClient.getFetchStorages(trackerServer,groupName,remoteFileName);
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
    return null;
}

(8)获取Tracker服务地址

public static String getTrackerUrl(){
    try {
        //创建TrackerClient对象
        TrackerClient trackerClient = new TrackerClient();
        //通过TrackerClient获取TrackerServer对象
        TrackerServer trackerServer = trackerClient.getConnection();
        //获取Tracker地址
        return "http://"+trackerServer.getInetSocketAddress().getHostString()+":"+ClientGlobal.getG_tracker_http_port();
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    return null;
}

完整代码如下：


/**
 * FastDFS文件上传
 *
 * @author Thankson
 * @date 2020年3月1日
 */
public class FastDFSClient {

    static {
        //获取FastDFS的配置文件路径
        String path = new ClassPathResource("fdfs_client.conf").getPath();
        try {
            //加载tracker配置信息
            ClientGlobal.init(path);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     * 获取StorageClient对象
     *
     * @return
     * @throws IOException
     * @author Thankson
     * @date 2020年3月1日
     */
    private static StorageClient getStorageClient() throws IOException {
        //创建TrackerClient客户端对象
        TrackerClient trackerClient = new TrackerClient();
        //通过TrackerClient对象获取TrackerServer信息
        TrackerServer trackerServer = trackerClient.getConnection();
        //获取StorageClient对象
        return new StorageClient(trackerServer, null);
    }

    /**
     * 图片上传
     *
     * @param file 图片信息
     * @return String
     * @author Thankson
     * @date 2020年3月1日
     */
    public static String upload(FastDFSFile file) {
        //文件信息
        NameValuePair[] meta_list = new NameValuePair[]{
                new NameValuePair(file.getAuthor()),
                new NameValuePair(file.getName()),
        };
        try {
            /*
             * 文件上传后的返回值
             * uploadResults[0]:文件上传所存储的组名，例如:group1
             * uploadResults[1]:文件存储路径,例如：M00/00/00/wKjThF0DBzaAP23MAAXz2mMp9oM26.jpeg
             */

            String[] uploadResults = getStorageClient().upload_file(file.getContent(), file.getExt(), meta_list);
            if(CollectionUtils.isEmpty(uploadResults)){
                return null;
            }
            return getTrackerUrl()+"/"+uploadResults[0]+"/"+uploadResults[1];
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }



    /**
     * 文件下载
     *
     * @param groupName      Storage组
     * @param remoteFileName 文件存储完整名
     * @return InputStream
     * @author Thankson
     * @date 2020年3月1日
     */
    public static InputStream downFile(String groupName, String remoteFileName) {
        ByteArrayInputStream byteArrayInputStream = null;
        try {
            //通过StorageClient下载文件
            byte[] bytes = getStorageClient().download_file(groupName, remoteFileName);
            //将字节数组转换成字节输入流
            byteArrayInputStream = new ByteArrayInputStream(bytes);
            return byteArrayInputStream;
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //关闭流
            try {
                if (byteArrayInputStream != null) {
                    byteArrayInputStream.close();
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        return null;
    }

    /**
     * 删除图片
     *
     * @param groupName      Storage组
     * @param remoteFileName 文件存储完整名
     * @return boolean
     * @author Thankson
     * @date 2020年3月1日
     */
    public static boolean deleteFile(String groupName, String remoteFileName) {
        try {
            int result = getStorageClient().delete_file(groupName, remoteFileName);
            if (result == 0) {
                return true;
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return false;
    }

    /**
     * 获取组信息
     *
     * @param groupName 组名
     * @return StorageServer
     * @author Thankson
     * @date 2020年3月1日
     */
    public static StorageServer getStorage(String groupName) {
        try {
            //创建TrackerClient对象
            TrackerClient trackerClient = new TrackerClient();
            //通过TrackerClient获取TrackerServer对象
            TrackerServer trackerServer = trackerClient.getConnection();
            //通过trackerClient获取Storage组信息
            return trackerClient.getStoreStorage(trackerServer, groupName);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }

    /**
     * 根据文件名和组名获取文件的信息
     *
     * @param groupName      组名
     * @param remoteFileName 文件存储完整名
     * @return FileInfo
     * @author Thankson
     * @date 2020年3月1日
     */
    public static FileInfo getFile(String groupName, String remoteFileName) {
        try {
            //获取服务信息
            return getStorageClient().get_file_info(groupName, remoteFileName);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }

    /**
     * 根据文件组名和文件存储路径获取Storage服务的IP、端口信息
     *
     * @param groupName      :组名
     * @param remoteFileName ：文件存储完整名
     * @return ServerInfo[]
     * @author Thankson
     * @date 2020年3月1日
     */
    public static ServerInfo[] getServerInfo(String groupName, String remoteFileName) {
        try {
            //创建TrackerClient对象
            TrackerClient trackerClient = new TrackerClient();
            //通过TrackerClient获取TrackerServer对象
            TrackerServer trackerServer = trackerClient.getConnection();
            //获取服务信息
            return trackerClient.getFetchStorages(trackerServer, groupName, remoteFileName);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;

    }

    /**
     * 获取Tracker服务地址
     *
     * @return String
     * @author Thankson
     * @date 2020年3月1日
     */
    public static String getTrackerUrl() {
        try {
            //创建TrackerClient对象
            TrackerClient trackerClient = new TrackerClient();
            //通过TrackerClient获取TrackerServer对象
            TrackerServer trackerServer = trackerClient.getConnection();
            //获取Tracker地址
            String hostString = trackerServer.getInetSocketAddress().getHostString();
            int g_tracker_http_port = ClientGlobal.getG_tracker_http_port();
            return "http://" + hostString + ":" + g_tracker_http_port;
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }
}

1.4.3 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
@CrossOrigin
public class FileController {

    /***
     * 文件上传
     * @return
     */
    @PostMapping(value = "/upload")
    public String upload(@RequestParam("file")MultipartFile file) throws Exception {
        //封装一个FastDFSFile
        FastDFSFile fastDFSFile = new FastDFSFile(
                file.getOriginalFilename(), //文件名字
                file.getBytes(),            //文件字节数组
                StringUtils.getFilenameExtension(file.getOriginalFilename()));//文件扩展名

        //文件上传
        String[] uploads = FastDFSClient.upload(fastDFSFile);
        //组装文件上传地址
        return FastDFSClient.getTrackerUrl()+"/"+uploads[0]+"/"+uploads[1];
    }
}

1.5 Postman测试文件上传

步骤：

1、选择post请求方式，http://localhost:10010/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。

4、访问
http://39.105.162.100:8888/group1/M00/00/00/rBGdZl5ap6-ADXFMAAxv6ziU5pA907.png
如下图
再次强调，这里每次访问的端口是8080端口，访问的端口其实是storage容器的nginx端口，如果想修改该端口可以直接进入到storage容器，然后修改即可。

docker exec -it storage  /bin/bash
vi /etc/nginx/conf/nginx.conf

修改后重启storage即可根据自己修改的端口访问图片了。

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第2章分布式文件存储FastDFS

1 FastDFS

1.1 FastDFS简介

1.1.1 FastDFS体系结构

1.1.2 上传流程

1.1.3 FastDFS路径说明

1.2 FastDFS搭建

1.2.1 安装FastDFS镜像

1.2.2 配置Nginx

1.3 文件存储微服务

1.3.1 pom.xml依赖

1.3.2 FastDFS配置

1.3.3 application.yml配置

1.3.4 启动类

1.4 文件上传

1.4.1 文件信息封装

1.4.2 文件操作

1.4.3 文件上传

1.5 Postman测试文件上传

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第2章 分布式文件存储FastDFS

1 FastDFS

1.1 FastDFS简介

1.1.1 FastDFS体系结构

1.1.2 上传流程

1.1.3 FastDFS路径说明

1.2 FastDFS搭建

1.2.1 安装FastDFS镜像

1.2.2 配置Nginx

1.3 文件存储微服务

1.3.1 pom.xml依赖

1.3.2 FastDFS配置

1.3.3 application.yml配置

1.3.4 启动类

1.4 文件上传

1.4.1 文件信息封装

1.4.2 文件操作

1.4.3 文件上传

1.5 Postman测试文件上传

第2章分布式文件存储FastDFS