趣講文件上傳功能的巧妙設(shè)計(jì)

大家好，我是魚皮。

不知道大家有沒有想過制作一款自己的網(wǎng)盤呢？這不，我學(xué)編程的老弟小阿巴做了一個(gè)，非常激動(dòng)地找我來體驗(yàn)。

打開網(wǎng)盤，界面仿的還不錯(cuò)，我簡(jiǎn)單試了下文件的上傳和下載，沒有什么問題。

正當(dāng)小阿巴洋洋得意時(shí)，我試著上傳一個(gè) 1 GB 大小的文件。結(jié)果文件上傳到 99% 時(shí)，網(wǎng)絡(luò)一抖，文件上傳失敗，竟然還要從 0 開始重新上傳？！

小阿巴無奈地?fù)蠐项^：網(wǎng)絡(luò)不好，怪我咯？

我直接一巴掌甩過去，要知道，制作網(wǎng)盤可不是一件容易的事！

先從最基礎(chǔ)的功能來說，要實(shí)現(xiàn)文件的上傳、存儲(chǔ)、下載、文件和目錄管理。如果要真正上線、開放給其他人使用，還要考慮到權(quán)限管理、接口訪問、CDN 加速，無論哪點(diǎn)自己來做都是很麻煩的。

所以除了學(xué)習(xí)之外，如果想要搭建自己的私人網(wǎng)盤，建議直接選擇一些開源的，比如主流的 Seafile、Nextcloud、Cloudreve、OwnCloud 都可以。

當(dāng)然，公用網(wǎng)盤最要命的還是帶寬、存儲(chǔ)等資源的費(fèi)用，所以為了節(jié)約成本、支持更多用戶訪問，很多網(wǎng)盤都采取了限速、限制容量策略。

小阿巴：做了網(wǎng)盤這么麻煩啊，我放棄我放棄。。。

我笑到：雖然想做好網(wǎng)盤很難，但我們可以一步步來，學(xué)習(xí)每個(gè)功能中的優(yōu)秀設(shè)計(jì)，相信最后也能做出一款不錯(cuò)的網(wǎng)盤。今天就先從 文件上傳 講起吧，解決下剛剛上傳失敗必須從 0 重新上傳的問題等。

文件上傳設(shè)計(jì)

文件上傳顧名思義就是把文件從本地電腦發(fā)送到存儲(chǔ)文件的遠(yuǎn)程服務(wù)器上，小文件的上傳倒沒有什么好說的，主要考慮的是大文件上傳怎么 更快、更穩(wěn)定、更靈活、更快響應(yīng) 等等，以提高用戶的體驗(yàn)。

這里分享幾個(gè)經(jīng)典的大文件上傳設(shè)計(jì)，包括文件分塊、并發(fā)上傳、斷點(diǎn)續(xù)傳、秒傳、異步上傳。

文件分塊

既然小文件的處理相對(duì)容易，那不妨在發(fā)送前，把大文件分割為多個(gè)連續(xù)的小文件，一塊一塊地發(fā)送。

此外，需要在發(fā)送每一個(gè)文件塊時(shí)，額外傳輸一些信息，比如當(dāng)前塊數(shù)、文件總塊數(shù)、文件大小、所屬原文件標(biāo)識(shí)（MD5）等：

這樣，服務(wù)器就能一塊一塊地接收，把這些文件塊保存到臨時(shí)目錄中。當(dāng)接收到最后一塊時(shí)，把之前的所有文件塊再拼接到一起，就能組成完成的原文件啦。

并發(fā)上傳

將大文件分塊后，就可以通過多線程并發(fā)上傳，同時(shí)傳輸多個(gè)塊：

要根據(jù)網(wǎng)絡(luò)情況決定是否并發(fā)上傳、同時(shí)并發(fā)上傳多少個(gè)塊，不是并發(fā)數(shù)越多越好。網(wǎng)絡(luò)好的話，并發(fā)數(shù)量調(diào)大一些，能夠大大提高文件整體上傳效率；相反，盲目調(diào)整并發(fā)數(shù)，上傳可能會(huì)更慢。

斷點(diǎn)續(xù)傳

對(duì)于大文件來說，上傳中斷后如果要從 0 開始重傳，就太讓人崩潰了！

推薦使用斷點(diǎn)續(xù)傳技術(shù)，原理很簡(jiǎn)單，在文件分塊的基礎(chǔ)上，服務(wù)器記錄一下原文件對(duì)應(yīng)的上傳進(jìn)度，每接收到一個(gè)塊，就更新一下進(jìn)度。這樣，即使網(wǎng)絡(luò)故障導(dǎo)致上傳失敗，也能從上傳進(jìn)度中知道哪些文件塊已上傳、接下來需要從哪一塊重新開始了，而不用從第 1 塊開始重新傳輸。

該原理同樣適用于文件下載。

斷點(diǎn)續(xù)傳有很多種實(shí)現(xiàn)方式，自主實(shí)現(xiàn)、HTTP 協(xié)議 1.1 等，感興趣的同學(xué)可以了解下。

秒傳

不知道大家有沒有發(fā)現(xiàn)，有時(shí)，我們上傳一個(gè)幾 GB 的超大文件竟然可以在 1 秒內(nèi)完成！

這是咋實(shí)現(xiàn)的呢？真相只有一個(gè)，該文件肯定之前已經(jīng)被上傳過了！

這就是經(jīng)典的秒傳技術(shù)。

上傳文件前，先在客戶端（比如瀏覽器）根據(jù)文件內(nèi)容計(jì)算出文件的 MD5 值，相同內(nèi)容的文件 MD5 值必然相同。然后在服務(wù)器已上傳文件數(shù)據(jù)庫(kù)中查找該 MD5 對(duì)應(yīng)的文件是否已存在。如果不存在，上傳文件并在上傳成功后將該文件信息插入數(shù)據(jù)庫(kù)，過程如下：

若文件已存在，直接新建一個(gè)對(duì)該文件的引用就行了，不必重復(fù)上傳，過程如下：

不過要注意，不同內(nèi)容文件的 MD5 值也可能會(huì)相同（碰撞），導(dǎo)致用戶下載到不是自己上傳的文件，所以檢驗(yàn)重復(fù)時(shí)，還可以補(bǔ)充一些校驗(yàn)，比如針對(duì)文件前幾位再生成一個(gè) MD5、用其他 Hash 算法再生成一個(gè)校驗(yàn)值等。

異步上傳

除了同步上傳外，當(dāng)我們要上傳的文件不在本地而是已經(jīng)存在對(duì)應(yīng) url 時(shí)，也可以采用 全異步上傳 的方式，將文件上傳變成一個(gè) 任務(wù) 。

用戶輸入要上傳的文件 url，點(diǎn)擊上傳后，不需要一直在文件上傳頁(yè)面等著，而是只需要告訴后臺(tái) “我要執(zhí)行文件上傳”，并向后臺(tái)新建一個(gè)文件上傳任務(wù)，就可以快速響應(yīng)用戶了，比如 “文件上傳中，請(qǐng)留意通知”。等后臺(tái)取出并真正完成文件上傳的任務(wù)后，給用戶發(fā)送通知就可以了。

整體步驟如下：

最后，如果只是需要在開發(fā)中用到文件上傳，大可不必自己實(shí)現(xiàn)上述功能，用個(gè)現(xiàn)成的對(duì)象存儲(chǔ)服務(wù)就好了。比如七牛云，分塊上傳什么的都給我們做好了，也可以參考七牛云 SDK 文檔（https://github.com/qiniu）來了解它們的實(shí)現(xiàn)方式。

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