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  • Node中文件断点续传原理和方法总结

    导语:之前做过一个小项目,其中用到了文件上传,在大文件上面使用了断点续传,降低了服务器方面的压力,现在就这个开发经验做一个细致的总结。

    目录

    • 原理介绍
    • 方法总结
    • 实战演练

    原理介绍

    这里先介绍一下文件上传的原理,帮助理清这个头绪。

    普通上传

    一般网站上都是普通上传的比较多,大多数都是上传一些用户的头像,用户的动态评论附带图片什么的,所以先来说一下这个的原理。

    • 用户选择文件后,js检测文件大小是否超出限制和格式是否正确;
    • 检查后使用ajax提交请求,服务端也进行二次验证后储存到服务器;
    • 后端返回文件地址到前端,渲染页面数据;

    大文件上传

    • 用户选择文件后,js检测文件大小是否超出限制和格式是否正确;
    • 根据文件大小,使用file.slice方法进行文件分割;
    • 使用SparkMD5FileReaderAPI生成文件唯一的md5值;
    • 使用ajax提交请求,服务端收到后返回文件在服务器的信息;
      • 如果存在这个md5值的文件夹,则返回文件夹里面上传了多少文件;
      • 不存在则新建一个这个md5值的文件夹,返回空内容;
    • 前端收到信息后,根据返回信息作出判断;
      • 如果返回的文件长度等于切片的总长度,则请求合并文件;
      • 如果返回的文件长度小于切片的总长度,则开始上传对应的切片文件,直至上传完最后一个切片再请求合并文件;
    • 后端收到合并的请求后,对对应的md5值的文件夹里面的文件进行合并,返回文件地址;
    • 前端收到文件地址后,渲染页面数据;

    断点续传

    这个的意思就是文件上传过程中,如果遇到不可抗力,比如网络中断,服务器异常,或者其他原因导致上传中断;

    下次再次上传时候,服务端根据这个文件的md5值找出上传了多少,还剩下多少未上传,发送给客户端,客户端收到后继续对未上传的进行上传,上传完成后合并文件并返回地址。

    这样就避免了文件重复上传,浪费服务器空间使用,节约服务器资源,而且速度比上传一个大文件更快,更高效。

    方法总结

    接下来根据上面的逻辑原理分析步骤,进行代码功能实现。

    普通文件

    本小节讲述普通文件的上传,包括前端部分和后端部分。

    前端部分

    • html部分

    先来建立个小房子

    <div class="upload">
            <h3>普通上传</h3>
            <form>
                <div class="upload-file">
                    <label for="file">请选择文件</label>
                    <input type="file" name="file" id="file" accept="image/*">
                </div>
                <div class="upload-progress">
                    当前进度:
                    <p>
                        <span style=" 0;" id="current"></span>
                    </p>
                </div>
                <div class="upload-link">
                    文件地址:<a id="links" href="javascript:void();" target="_blank">文件链接</a>
                </div>
            </form>
        </div>
        <div class="upload">
            <h3>大文件上传</h3>
            <form>
                <div class="upload-file">
                    <label for="file">请选择文件</label>
                    <input type="file" name="file" id="big-file" accept="application/*">
                </div>
                <div class="upload-progress">
                    当前进度:
                    <p>
                        <span style=" 0;" id="big-current"></span>
                    </p>
                </div>
                <div class="upload-link">
                    文件地址:<a id="big-links" href="" target="_blank">文件链接</a>
                </div>
            </form>
        </div>
    

    引入axiosspark-md5两个js文件。

    <script src="https://cdn.bootcdn.net/ajax/libs/axios/0.21.1/axios.min.js"></script>
    <script src="https://cdn.bootcdn.net/ajax/libs/spark-md5/3.0.0/spark-md5.min.js"></script>
    
    • css部分

    来装饰一下这个房子。

    body {
        margin: 0;
        font-size: 16px;
        background: #f8f8f8;
    }
    h1,h2,h3,h4,h5,h6,p {
        margin: 0;
    }
    
    /* * {
        outline: 1px solid pink;
    } */
    
    .upload {
        box-sizing: border-box;
        margin: 30px auto;
        padding: 15px 20px;
         500px;
        height: auto;
        border-radius: 15px;
        background: #fff;
    }
    
    .upload h3 {
        font-size: 20px;
        line-height: 2;
        text-align: center;
    }
    
    .upload .upload-file {
        position: relative;
        margin: 30px auto;
    }
    
    .upload .upload-file label {
        display: flex;
        justify-content: center;
        align-items: center;
         100%;
        height: 150px;
        border: 1px dashed #ccc;
    }
    
    .upload .upload-file input {
        position: absolute;
        top: 0;
        left: 0;
         100%;
        height: 100%;
        opacity: 0;
    }
    
    .upload-progress {
        display: flex;
        align-items: center;
    }
    
    .upload-progress p {
        position: relative;
        display: inline-block;
        flex: 1;
        height: 15px;
        border-radius: 10px;
        background: #ccc;
        overflow: hidden;
    }
    
    .upload-progress p span {
        position: absolute;
        left: 0;
        top: 0;
         0;
        height: 100%;
        background: linear-gradient(to right bottom, rgb(163, 76, 76), rgb(231, 73, 52));
        transition: all .4s;
    }
    
    .upload-link {
        margin: 30px auto;
    }
    
    .upload-link a {
        text-decoration: none;
        color: rgb(6, 102, 192);
    }
    
    @media all and (max- 768px) {
        .upload {
             300px;
        }
    }
    
    • js部分

    最后加上互动效果。

    // 获取元素
    const file = document.querySelector('#file');
    let current = document.querySelector('#current');
    let links = document.querySelector('#links');
    let baseUrl = 'http://localhost:3000';
    
    // 监听文件事件
    file.addEventListener('change', (e) => {
        console.log(e.target.files);
        let file = e.target.files[0];
        if (file.type.indexOf('image') == -1) {
            return alert('文件格式只能是图片!');
        }
        if ((file.size / 1000) > 100) {
            return alert('文件不能大于100KB!');
        }
        links.href = '';
        file.value = '';
        this.upload(file);
    }, false);
    
    // 上传文件
    async function upload (file) {
        let formData = new FormData();
        formData.append('file', file);
        let data = await axios({
            url: baseUrl+'/upload',
            method: 'post',
            data: formData,
            onUploadProgress: function(progressEvent) {
                current.style.width = Math.round(progressEvent.loaded / progressEvent.total * 100) + '%';
            }
        });
        if (data.data.code == 200) {
            links.href = data.data.data.url;
        } else {
            alert('上传失败!')
        }
    }
    

    后端部分

    打开上次的文件夹demo,先来下载安装一个处理文件的包formidable,然后开始处理上传的文件啦!

    新建一个文件夹,别忘了在app.js引入新的文件。

    const upload = require('./upload/index');
    
    app.use(express.static(path.join(__dirname, 'public')));
    app.use('/file', express.static(path.join(__dirname, 'static')));
    
    app.use('/upload', upload);
    

    下面是文件层级图。

    -- static
        -- big
        -- doc
        -- temp
    -- upload
        - index.js
        - util.js
    -- app.js
    
    const express = require('express');
    const Router = express.Router();
    const formidable = require('formidable');
    const path = require('path');
    const fs = require('fs');
    const baseUrl = 'http://localhost:3000/file/doc/';
    const dirPath = path.join(__dirname, '../static/')
    
    // 普通文件上传
    Router.post('/', (req, res) => {
        let form = formidable({
            multiples: true,
            uploadDir: dirPath+'temp/'
        })
    
        form.parse(req, (err,fields, files)=> {
            if (err) {
                return res.json(err);
            }
            let newPath = dirPath+'doc/'+files.file.name;
            fs.rename(files.file.path, newPath, function(err) {
                if (err) {
                    return res.json(err);
                }
                return res.json({
                    code: 200,
                    msg: 'get_succ',
                    data: {
                        url: baseUrl + files.file.name
                    }
                })
            })
            
        })
    
    });
    
    module.exports = Router;
    

    大文件

    这个大文件断点续传,其实就是在之前文件上传的基础上进一步扩展而来的。所以前端部分的结构和样式一样,就是方法不一样。

    前端部分

    这里主要是方法介绍。

    • 获取元素
    const bigFile = document.querySelector('#big-file');
    let bigCurrent = document.querySelector('#big-current');
    let bigLinks = document.querySelector('#big-links');
    let fileArr = [];
    let md5Val = '';
    let ext = '';
    
    • 检测文件
    bigFile.addEventListener('change', (e) => {
        let file = e.target.files[0];
        if (file.type.indexOf('application') == -1) {
            return alert('文件格式只能是文档应用!');
        }
        if ((file.size / (1000*1000)) > 100) {
            return alert('文件不能大于100MB!');
        }
        this.uploadBig(file);
    }, false);
    
    • 切割文件
    // 切割文件
    function sliceFile (file) {
        const files = [];
        const chunkSize = 128*1024;
        for (let i = 0; i < file.size; i+=chunkSize) {
            const end = i + chunkSize >= file.size ? file.size : i + chunkSize;
            let currentFile = file.slice(i, (end > file.size ? file.size : end));
            files.push(currentFile);
        }
        return files;
    }
    
    • 获取文件的md5值
    // 获取文件md5值
    function md5File (files) {
        const spark = new SparkMD5.ArrayBuffer();
        let fileReader;
        for (var i = 0; i < files.length; i++) {
            fileReader = new FileReader();
            fileReader.readAsArrayBuffer(files[i]);
        }
        return new Promise((resolve) => {
            fileReader.onload = function(e) {
                spark.append(e.target.result);
                if (i == files.length) {
                    resolve(spark.end());
                }
            }
        })
    }
    
    • 上传分片文件
    async function uploadSlice (chunkIndex = 0) {
        let formData = new FormData();
        formData.append('file', fileArr[chunkIndex]);
        let data = await axios({
            url: `${baseUrl}/upload/big?type=upload&current=${chunkIndex}&md5Val=${md5Val}&total=${fileArr.length}`,
            method: 'post',
            data: formData,
        })
    
        if (data.data.code == 200) {
            if (chunkIndex < fileArr.length -1 ){
                bigCurrent.style.width = Math.round((chunkIndex+1) / fileArr.length * 100) + '%';
                ++chunkIndex;
                uploadSlice(chunkIndex);
            } else {
                mergeFile();
            }
        }
    }
    
    • 合并文件
    async function mergeFile () {
        let data = await axios.post(`${baseUrl}/upload/big?type=merge&md5Val=${md5Val}&total=${fileArr.length}&ext=${ext}`);
        if (data.data.code == 200) {
            alert('上传成功!');
            bigCurrent.style.width = '100%';
            bigLinks.href = data.data.data.url;
        } else {
            alert(data.data.data.info);
        }
    }
    

    后端部分

    • 获取参数

    获取上传参数并且作判断。

    let type = req.query.type;
    let md5Val = req.query.md5Val;
    let total = req.query.total;
    let bigDir = dirPath + 'big/';
    let typeArr = ['check', 'upload', 'merge'];
    if (!type) {
        return res.json({
            code: 101,
            msg: 'get_fail',
            data: {
                info: '上传类型不能为空!'
            }
        })
    }
    
    if (!md5Val) {
        return res.json({
            code: 101,
            msg: 'get_fail',
            data: {
                info: '文件md5值不能为空!'
            }
        })
    }
    
    if (!total) {
        return res.json({
            code: 101,
            msg: 'get_fail',
            data: {
                info: '文件切片数量不能为空!'
            }
        })
    }
    
    if (!typeArr.includes(type)) {
        return res.json({
            code: 101,
            msg: 'get_fail',
            data: {
                info: '上传类型错误!'
            }
        })
    }
    
    • 类型是检测
    let filePath = `${bigDir}${md5Val}`;
    fs.readdir(filePath, (err, data) => {
        if (err) {
            fs.mkdir(filePath, (err) => {
                if (err) {
                    return res.json({
                        code: 101,
                        msg: 'get_fail',
                        data: {
                            info: '获取失败!',
                            err
                        }
                    })
                } else {
                    return res.json({
                        code: 200,
                        msg: 'get_succ',
                        data: {
                            info: '获取成功!',
                            data: {
                                type: 'write',
                                chunk: [],
                                total: 0
                            }
                        }
                    })
                }
            })
        } else {
            return res.json({
                code: 200,
                msg: 'get_succ',
                data: {
                    info: '获取成功!',
                    data: {
                        type: 'read',
                        chunk: data,
                        total: data.length
                    }
                }
            })
        }
        
    })
    
    • 类型是上传的
    let current = req.query.current;
    if (!current) {
        return res.json({
            code: 101,
            msg: 'get_fail',
            data: {
                info: '文件当前分片值不能为空!'
            }
        })
    }
    
    let form = formidable({
        multiples: true,
        uploadDir: `${dirPath}big/${md5Val}/`,
    })
    
    form.parse(req, (err,fields, files)=> {
        if (err) {
            return res.json(err);
        }
        let newPath = `${dirPath}big/${md5Val}/${current}`;
        fs.rename(files.file.path, newPath, function(err) {
            if (err) {
                return res.json(err);
            }
            return res.json({
                code: 200,
                msg: 'get_succ',
                data: {
                    info: 'upload success!'
                }
            })
        })
        
    })
    
    • 类型是合并的
    let ext = req.query.ext;
    if (!ext) {
        return res.json({
            code: 101,
            msg: 'get_fail',
            data: {
                info: '文件后缀不能为空!'
            }
        })
    }
    
    let oldPath = `${dirPath}big/${md5Val}`;
    let newPath = `${dirPath}doc/${md5Val}.${ext}`;
    let data = await mergeFile(oldPath, newPath);
    if (data.code == 200) {
        return res.json({
            code: 200,
            msg: 'get_succ',
            data: {
                info: '文件合并成功!',
                url: `${baseUrl}${md5Val}.${ext}`
            }
        })
    } else {
        return res.json({
            code: 101,
            msg: 'get_fail',
            data: {
                info: '文件合并失败!',
                err: data.data.error
            }
        })
    }
    

    在合并这个功能里面主要使用的是fscreateWriteStream以及createReadStream方法实现的。

    • 合并文件
    const fs = require('fs');
    
    function mergeFile (filePath, newPath) {
        return new Promise((resolve, reject) => {
            let files = fs.readdirSync(filePath),
            newFile = fs.createWriteStream(newPath);
            let filesArr = arrSort(files).reverse();
            main();
            function main (index = 0) {
                let currentFile = filePath + '/'+filesArr[index];
                let stream = fs.createReadStream(currentFile);
                stream.pipe(newFile, {end: false});
                stream.on('end', function () {
                    if (index < filesArr.length - 1) {
                        index++;
                        main(index);
                    } else {
                        resolve({code: 200});
                    }
                })
                stream.on('error', function (error) {  
                    reject({code: 102, data:{error}})
                })
            }
        })
    }
    
    • 文件排序
    function arrSort (arr) {
        for (let i = 0; i < arr.length; i++) {
            for (let j = 0; j < arr.length; j++) {
                if (Number(arr[i]) >= Number(arr[j])) {
                    let t = arr[i];
                    arr[i] = arr[j];
                    arr[j] = t;
                }
            }
        }
        return arr;
    }
    

    实战演练

    现在方法也写好了,来测试下是否OK。

    这里准备了两个文件,来分别测试两个功能。

    在这里插入图片描述

    • 普通文件

    这个是普通文件上传界面

    在这里插入图片描述

    上传成功后:

    在这里插入图片描述

    后端返回内容:

    在这里插入图片描述

    打开文件地址预览:

    在这里插入图片描述

    可以看到成功了!

    • 大文件

    这个是大文件文件上传界面

    在这里插入图片描述

    上传成功后:

    在这里插入图片描述

    这个是某个分片文件正在上传:

    在这里插入图片描述

    这个是文件分片上传后合并返回的内容:

    在这里插入图片描述

    打开文件地址预览:

    在这里插入图片描述

    再次上传发现很快返回文件地址:

    在这里插入图片描述

    在这里插入图片描述

    这个是nodejs目录截图,可以看到文件的分片保存完好,合并的也很好。

    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

    这个文件上传和断点续传就讲到这里,当然,我上面所说的方法只是一种,作为参考。如果你有更好的方法,请联系我。

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