畅购商城(二)：分布式文件系统FastDFS

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FastDFS介绍

1. 简介

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。

2. 架构

FastDFS由跟踪服务器(Tracker Server)、存储服务器(Storage Server)和客户端(Client)构成。

• Tracker 、Storage和Client

Tracker不负责文件的存储，它主要负责文件管理负载均衡操作，就像是一个中介，为Client提供Storage的信息。而Storage才是负责文件上传，修改，删除等工作。

Client：“嗨，Tracker！你那里还有没有正在闲着的Storage呀？我现在有些文件需要存储。”

Tracker：“我来看看，嗯.... 找到了，Storage5现在正好闲着，他的地址是192.168.200:8888/group5，你直接去找他吧。”

Client：“OK！”

Client：“嗨，Storage5！我这里现在有一堆文件，就放你这里吧。”

Storage5：“好的，老板，帮你存好了，放在我这儿你就放心吧，我还让我家二弟帮你做了备份，不会丢的。”

Client：“好的，谢谢啦！”

......

通过上面的对话，就应该能明白这三者之间的关系了吧。

从图中可以看出，Storage是一个集群，集群里面分为一个一个的组，每个组里面有不止一台Storage(也可以是一台)，这么设计有什么好处呢？首先并不是只有一台Storage为客户端提供服务，而是由Tracker动态地分配相对空闲的Storage给客户端提供服务，这样就做到了负载均衡，使得不会有个别Storage压力过大。还有就是每个组里面不止一个Storage，一个组里面的所有Storage都是同步备份数据的，为的就是实现容灾，一台Storage挂了数据也不会丢失，除非全挂了。还有一个好处就是可以很方便地实现线性扩容，如果哪天Storage的空间不够用了，就可以直接添加一组Storage，然后注册到Tracker中。同样的，Tracker也是集群。

3. 文件上传流程

首先Storage会定时向Tracker上报自己的状态信息，这样Tracker就会知道Storage还是不是活着；当Client给Tracker发送请求的时候，Tracker会查询是否有可用的Storage；有的话就将Storage的信息给Client，Client在得到Storage的信息后，就将文件上传到Storage；Storage先是生成一个file_id，再将文件写入磁盘中保存，最后将file_id返回给Client。

4. file_id的格式

group1是Storage所在的组名，M00是Storage的虚拟路径，02/04是两级目录，后面的就是文件名了，这个文件名是自动生成的。

FastDFS搭建

我们要把FastDFS安装到docker中，首先要有docker的环境，资料提供的虚拟机里面已经安装好docker了。

1. 下载FastDFS

接下来将FastDFS的镜像下载到本地：

docker pull morunchang/fastdfs

下载完成之后看一下有没有：

docker images

已经下载好了，接下来就开始安装吧。

2. 安装Tracker和Storage

安装Tracker

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

• docker run：运行容器
• -d：后台运行
• --name trackr：起个名字，这里叫tracker，也可以用等号连接 --name=tracker
• --net=host：host网络模式，容器与宿主机共享IP
• morunchang/fastdfs：镜像
• sh tracker.sh：执行一个名为tracker.sh的shell脚本

现在Tracker就安装好了。

安装Storage

docker run -d --name storage --net=host -e TRACKER_IP=192.168.31.200:22122 -e GROUP_NAME=group1 morunchang/fastdfs sh storage.sh

• -e：将Storage添加到环境变量
• TRACKER_IP：Tracker的IP以及端口
• GROUP_NAME=group1：当前Storage的组名

Tracker和Storage开机自启动

现在我们的Tracker和Storage已经安装好了，但是如果每次开机都要去手动启动的话还是太麻烦了，所以设置一下开机自启动：

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

需要注意的是这里的“tracker”和“storage”是前面--name设置的名字，前面设置的是什么，这里就写什么。到此为止，FastDFS就已经安装好了。

3. 配置ngx_fastdfs_module

当我们访问Storage中的文件资源的时候，中间是经过了Nginx，然后通过ngx_fastdfs_module去访问Storage的，ngx_fastdfs_module在安装Tracker和Storage的时候已经自动帮我们安装好了，我们来看一下。

docker exec -it storage  /bin/bash			//进入到storage容器中
vim /etc/nginx/conf/nginx.conf			    //修改/etc/nginx/conf/目录下的nginx。conf文件

里面会有这么一段内容

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

上面这段内容就说明ngx_fastdfs_module已经配置好了。

4. 设置禁止缓存

当浏览器访问过Storage中的资源后，即便将Storage中的资源已经被删除了，浏览器还是会访问缓存中数据，那如果我们不想这样，就可以配置一下禁止缓存。还是上面的步骤，在里面添加一行内容：

location ~ /M00 {
	add_header Cache-Control no-store;	#告诉浏览器不要缓存数据
	root /data/fast_data/data;
    ngx_fastdfs_module;
}

5. 文件位置

nginx配置文件

前面我们说过，访问Storage先是通过了Nginx，那么Nginx的配置文件在哪呢？

docker exec -it storage  /bin/bash			//进入到storage容器中
cd etc/nginx/conf

可以看到，这里有个nginx.conf文件，这个就是nginx的配置文件。里面配置了Nginx的端口等信息。

Tracker和Storage配置文件

cd etc/fsds		//切换到etc/fsds/conf目录下

storage.conf和tracker.conf分别是Storage和Tracker配置文件。

6. 存储的文件位置

上一节中提到了file_id的格式，其中有个虚拟目录M00，看配置文件中的M00，其实就是/data/fast_data/data目录。切换进来看看：

cd data/fast_data/data

这些都是目录，前面不是说了file_id的虚拟目录后面跟着二级目录么，再进入00目录看一下：

还是一堆目录，再进入00目录：

这个jpg文件是我刚才传上去的。

文件存储微服务

1. 创建微服务工程changgou-service-file

在changgou-service下新建一个Module叫做changgou-service-file，因为用到了fastdfs，自然需要添加依赖。

<dependencies>
    <!-- FastDFS客户端程序包-->
    <dependency>
        <groupId>net.oschina.zcx7878</groupId>
        <artifactId>fastdfs-client-java</artifactId>
        <version>1.27.0.0</version>
    </dependency>
</dependencies>

接下来就需要在resource目录下创建FastDFS的配置文件fdfs_client.conf：

#连接超时，单位是秒
connect_timeout=60
#通信超时时间，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=60
#字符集
charset=UTF-8
#Tracker的http端口
http.tracker_http_port=8080
#Tracker服务器IP和端口设置
tracker_server=192.168.31.200:22122

注释的部分请删掉，我在使用的过程中总是连接失败，然后把注释删了就好了。

微服务工程自然也需要配置，在resource目录下创建application.yml：

spring:
  servlet:
    multipart:
      max-file-size: 10MB       #上传文件最大大小
      max-request-size: 10MB    #请求数据最大大小
  application:
    name: file                  #该微服务的名字
server:
  port: 18082                   #该微服务的端口
eureka:
  client:
    service-url:
      defaultZone: http://127.0.0.1:7001/eureka
  instance:
    prefer-ip-address: true
feign:
  hystrix:
    enabled: true

最后再创建一个启动类即可，在com.robod包下新建一个类FileApplication.class：

@SpringBootApplication(exclude = {DataSourceAutoConfiguration.class})
@EnableEurekaClient
public class FileApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(FileApplication.class,args);
    }
}

这里有个地方需要强调一下，就是(exclude = {DataSourceAutoConfiguration.class})，它的作用是取消数据源自动导入。SpringBoot会自动从配置文件中查找spring.datasource.相关属性并自动配置单数据源。因为在这个微服务工程并没有配置数据库的相关属性，所以不加exclude的话就会报错。

***************************
APPLICATION FAILED TO START
***************************

Description:

Failed to configure a DataSource: 'url' attribute is not specified and no embedded datasource could be configured.

Reason: Failed to determine a suitable driver class

Action:

Consider the following:
	If you want an embedded database (H2, HSQL or Derby), please put it on the classpath.
	If you have database settings to be loaded from a particular profile you may need to activate it (no profiles are currently active).

因此我们需要添加这行内容来取消数据源自动导入。

接下来我们先启动Eureka工程后再来启动一下该项目试试，启动后访问http://127.0.0.1:7001

OK! 项目成功启动，接下来就实现一下文件上传，删除等功能。

2. 文件操作功能的实现

为了方便管理，我们将文件信息封装成一个JavaBean，在com.robod.file包下新建一个类FastDFSFile：

@Data	//不要忘了导入Lombok的依赖
public class FastDFSFile {

    //文件名
    private String name;
    //文件内容
    private byte[] content;
    //文件扩展名
    private String ext;
    //文件MD5摘要
    private String md5;
    //文件作者
    private String author;

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

    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;
    }
}

现在再创建一个工具类来实现对文件的一些操作，在com.robod.utils包下新建一个类FastDFSUtils：

public class FastDFSUtils {

    private static StorageClient storageClient;
    private static TrackerClient trackerClient;
    private static TrackerServer trackerServer;

    static {
        try {
            String path = new ClassPathResource("fdfs_client.conf").getPath();
            //加载Tracker连接信息
            ClientGlobal.init(path);
            //创建一个Tracker的客户端对象
            trackerClient = new TrackerClient();
            //通过TrackerClient访问TrackerServer服务，获取连接对象
            trackerServer = trackerClient.getConnection();
            //通过TrackerServer的连接信息去获取Storage的连接信息，存储进StorageClient对象中
            storageClient = new StorageClient(trackerServer, null);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     * 上传文件
     *
     * @param file
     */
    public static String[] upload(FastDFSFile file) throws Exception {
        //上传文件
        return storageClient.upload_file(file.getContent(), file.getExt(), null);
    }

    /**
     * 下载文件
     * @param groupName         文件所在的组名     group1
     * @param remoteFileName    文件的路径及名字   M00/00/00/wKgfyF8AjpSADeBLABXmlvc7iOY701.jpg
     */
    public static InputStream downloadFile(String groupName, String remoteFileName) throws Exception {
        byte[] bytes = storageClient.download_file(groupName, remoteFileName);
        return new ByteArrayInputStream(bytes);
    }

    /**
     * 删除文件
     * @param groupName         文件所在的组名     group1
     * @param remoteFileName    文件的路径及名字   M00/00/00/wKgfyF8AjpSADeBLABXmlvc7iOY701.jpg
     */
    public static int deleteFile(String groupName, String remoteFileName) throws Exception {
        return storageClient.delete_file(groupName, remoteFileName);
    }

    /**
     * 获取文件信息
     * @param groupName         文件所在的组名     group1
     * @param remoteFileName    文件的路径及名字   M00/00/00/wKgfyF8AjpSADeBLABXmlvc7iOY701.jpg
     */
    public static FileInfo getFileInfo(String groupName, String remoteFileName) throws Exception {
        return storageClient.get_file_info(groupName,remoteFileName);
    }

    /**
     * 获取storage信息
     * @return  store_path_index
     */
    public static StorageServer getStorage() throws IOException {
        return trackerClient.getStoreStorage(trackerServer);
    }

    /**
     * 获取Storage的IP和端口信息
     * @param groupName
     * @param fileName
     * @return ServerInfo：ip_addr，port
     * @throws IOException
     */
    public static ServerInfo[] getStorageInfo(String groupName, String fileName) throws IOException {
        return trackerClient.getFetchStorages(trackerServer,groupName,fileName);
    }

    /**
     * 获取Tracker信息
     * @return
     */
    public static String getTrackerInfo() {
        String ip = trackerServer.getInetSocketAddress().getHostString();
        int port = ClientGlobal.getG_tracker_http_port();
        return new StringBuilder(ip).append(":").append(port).toString();
    }

}

在这个类中我们封装了对文件的一些列操作，现在就来写个入口，在com.robod.controller包下新建一个类FileController

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

    @PostMapping("/upload")
    public Result<String> upload(@RequestParam("file") MultipartFile multipartFile) throws Exception{
        FastDFSFile fastDFSFile = new FastDFSFile(
                multipartFile.getOriginalFilename(),
                multipartFile.getBytes(),
                StringUtils.getFilenameExtension(multipartFile.getOriginalFilename()));
        System.out.println(fastDFSFile.toString() );
        String[] upload = FastDFSUtils.upload(fastDFSFile);
        String groupName = upload[0];
        String fileName = upload[1];
        System.out.println(groupName);
        System.out.println(fileName);
        System.out.println("------------------");
        System.out.println("获取文件信息");
        FileInfo fileInfo = FastDFSUtils.getFileInfo(groupName, fileName);
        System.out.println(fileInfo.getSourceIpAddr());
        System.out.println(fileInfo.getFileSize());
        System.out.println(fileInfo.getCreateTimestamp());
        System.out.println(fileInfo.getCrc32());
        System.out.println("----------------------");
        System.out.println("获取Storage信息");
        StorageServer storage = FastDFSUtils.getStorage();
        System.out.println(storage.getStorePathIndex());
        System.out.println("-----------------");
        System.out.println("获取Storage的IP和端口信息");
        ServerInfo[] storageInfo = FastDFSUtils.getStorageInfo(groupName, fileName);
        for (ServerInfo serverInfo : storageInfo) {
            System.out.println(serverInfo.getIpAddr());
            System.out.println(serverInfo.getPort());
        }
        System.out.println("--------------------");
        System.out.println("获取Tracker信息");
        String trackerInfo = FastDFSUtils.getTrackerInfo();
        System.out.println(trackerInfo);
        return new Result<>(true, StatusCode.OK,"文件上传成功","---");
    }
}

将项目启动起来，用postman发送请求。


从控制台的打印情况中可以看出，文件成功上传到了服务器中，而且前面写的一些获取信息的方法也正常运行了。

写在最后

这篇文章先是介绍了FastDFS的一些知识，接着就是讲了FastDFS的安装以及文件路径和配置的内容，最后搭建了文件微服务并实现了对于文件的操作功能。如果我的文章对你有些帮助，不要忘了点赞，收藏，转发，关注。要是有什么好的意见欢迎在下方留言。让我们下期再见！