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大文件上传服务器:支持超大文件HTTP断点续传的实现办法

zhezhongyun 2025-02-08 13:53 23 浏览

最近由于需要支持高性能的大文件http上传,并且要求支持http断点续传。这里在简要归纳一下,方便记忆:

  1. 服务器端由C语言实现,而不是用java、PHP这种解释型语言来实现;
  2. 服务器端即时写入硬盘,因此无需再次调用move_uploaded_file、InputStreamReader 这种需要缓存的技术来避免服务器内存占用与浏览器请求超时;
  3. 支持HTML5与IFRAME(针对老浏览器),并且支持获取文件上传进度。

为了更好的适应当前的移动互联网,要求对上传服务支持断点续传,断线重连。因为移动互联网并不非常稳定;再者,上传一个大文件发生异常掉线的可能性非常大,为了避免重新上传,支持断点续传就变得非常必要了。

支持断点续传的思路是:

客户端(通常是浏览器)向服务器端上传某个文件,并不断记录上传的进度,如果一旦掉线或发生其它异常,客户端可以向服务器查询某个文件已经上传的状态,从上次上传的文件位置接着上传。

网上也有大师采用分片文件上传方式来实现大文件上传,方法是将文件切成小片,例如4MB一个片段,服务器端每次接收一小片文件保存成一个临时文件,等待所有片段传输完毕后,再执行合并。笔者认为,如果原始文件足够小,这种方式是可以的,但一旦文件有几百兆或者几个GB或者几十个GB,则合并文件的时间会非常长,常常导致浏览器响应超时或服务器阻塞。

如果自己实现独立客户端(或浏览器的ActiveX插件)来上传文件,则支持断点续传将是一件非常简单的事情,只需在客户端记录文件上传状态。而支持浏览器断点续传(无需安装第三方插件)一般来说是要比自己做独立客户端上传难度大一些,但也不难。我的实现思路如下:

一、浏览器在上传某个文件时候,先给这个文件生成一个HASH值,必须在浏览器端生成这个HASH值。

不能单循地依据文件名来查询文件上传记录,文件名的重复性很大,文件名 + 文件尺寸组成的值重复性缩小,如果再加上文件修改时间,则重复性进一步缩小,如果再加上一个浏览器的 ID可以进一步缩小重复性冲突。最好的HASH值的计算方法是用文件的内容进行MD5计算,但计算量极大(其实也没有必要这么做),过多的耗时会影响上传的体验。

基于上述理由,我的HASH值计算思路如下:

  1. 首先给浏览器赋予一个ID,这个ID保存在Cookie里;
  2. 浏览器的 ID+ 文件的修改时间 + 文件名 + 文件尺寸 的结果进行MD5来计算一个文件的HASH值;
  3. 浏览器的ID 是系统在浏览器访问文件上传站点时自动给浏览器授予的。
//简单的Cookie帮助函数
function?setCookie(cname,cvalue,exdays)
{
??var?d?=?new?Date();
??d.setTime(d.getTime()+(exdays*24*60*60*1000));
??var?expires?=?"expires="+d.toGMTString();
??document.cookie?=?cname?+?"="?+?cvalue?+?";?"?+?expires;
}
?
?
function?getCookie(cname)
{
??var?name?=?cname?+?"=";
??var?ca?=?document.cookie.split(';');
??for(var?i=0;?i

笔者认为:不必通过读取文件的内容来计算HASH值,这样会非常慢的。如果确实需要实现HTTP秒传,可能得这么做,这样如果不同的人上传的文件内容一致,就可避免重复上传,直接返回结果即可。

之所以给浏览器赋予一个ID,这样可以进一步避免别的计算机的同名同尺寸文件的HASH值冲突。

二、查询文件的HASH值

在文件上传支持,先通过文件的HASH值从上传服务器查询文件的上传进度信息,然后从上传进度位置开始上传,代码如下:

var?fileObj?=?currentfile;
var?fileid?=?getFileId(fileObj);
var?t?=?(new?Date()).getTime();
//通过以下URL获取文件的断点续传信息,必须的参数为fileid,后面追加t参数是避免浏览器缓存
var?url?=?resume_info_url?+?'?fileid='+fileid?+?'&t='+t;

var?ajax?=?new?XMLHttpRequest();

ajax.onreadystatechange?=?function?()?{?
????if(this.readyState?==?4){
????????if?(this.status?==?200){
????????????var?response?=?this.responseText;
????????????
????????????var?result?=?JSON.parse(response);
????????????if?(!result)?{
????????????????alert('服务器返回的数据不正确,可能是不兼容的服务器');
????????????????return;
????????????}
????????????//断点续传信息返回的文件对象包含已经上传的尺寸
????????????var?uploadedBytes?=?result.file?&&?result.file.size;
????????????if?(!result.file.finished?&&?uploadedBytes?

以上是通过 jQuery-file-upload组件的实现,通过原始Javascript的实现代码请参见demos目录的h4resume.html样本代码。

三、执行上传

在查询完文件的断点续传信息后,如果文件确实以前已经上传,服务器将返回已经上传过的文件尺寸,我们接着从已经上传的文件尺寸位置开始上传数据即可。

html5的File对象的 slice 可以用于从文件切取片段来上传。

定义和用法

slice() 方法可提取字文件的某个部分,并以新的字符串返回被提取的部分。

语法

File.slice(start,end)

参数 描述

start 要抽取的片断的起始下标。如果是负数,则该参数规定的是从字符串的尾部开始算起的位置。也就是说,-1 指字符串的最后一个字符,-2 指倒数第二个字符,以此类推。

end 紧接着要抽取的片段的结尾的下标。若未指定此参数,则要提取的子串包括 start 到原字符串结尾的字符串。

如果该参数是负数,那么它规定的是从字符串的尾部开始算起的位置。

实现分片文件上传的代码如下:

/*
文件上传处理代码
fileObj?:?html5?File?对象
start_offset:?上传的数据相对于文件头的起始位置
fileid:?文件的ID,这个是上面的getFileId?函数获取的,
*/
function?upload_file(fileObj,start_offset,fileid)
{
?var?xhr?=?new?XMLHttpRequest();
?var?formData?=?new?FormData();
?
?var?blobfile;
?
?if(start_offset?>=?fileObj.size){
??return?false;
?}
?
?var?bitrateDiv?=?document.getElementById("bitrate");
?var?finishDiv?=?document.getElementById("finish");
?var?progressBar?=?document.getElementById('progressbar');
?var?progressDiv?=?document.getElementById('percent-label');
?
?var?oldTimestamp?=?0;
?var?oldLoadsize?=?0;
?var?totalFilesize?=?fileObj.size;
?if?(totalFilesize?==?0)?return;
?
?var?uploadProgress?=?function?(evt)?{
??if?(evt.lengthComputable)?{
???var?uploadedSize?=?evt.loaded?+?start_offset;?
???var?percentComplete?=?Math.round(uploadedSize?*?100?/?totalFilesize);
?
???var?timestamp?=?(new?Date()).valueOf();
???var?isFinish?=?evt.loaded?==?evt.total;
?
???if?(timestamp?>?oldTimestamp?||?isFinish)?{
????var?duration?=?timestamp?-?oldTimestamp;
????if?(duration?>?500?||?isFinish)?{
?????var?size?=?evt.loaded?-?oldLoadsize;
?
?????var?bitrate?=?(size?*?8?/?duration?/1024)?*?1000;?//kbps
?????if?(bitrate?>?1000)
??????bitrate?=?Math.round(bitrate?/?1000)?+?'Mbps';
?????else
??????bitrate?=?Math.round(bitrate)?+?'Kbps';
?
?????var?finish?=?evt.loaded?+?start_offset;
?
?????if?(finish?>?1048576)
??????finish?=?(Math.round(finish?/?(1048576/100))?/?100).toString()?+?'MB';
?????else
??????finish?=?(Math.round(finish?/?(1024/100)?)?/?100).toString()?+?'KB';
?
?????progressBar.value?=?percentComplete;
?????progressDiv.innerHTML?=?percentComplete.toString()?+?'%';
?????bitrateDiv.innerHTML?=?bitrate;
?????finishDiv.innerHTML?=?finish;
?
?????oldTimestamp?=?timestamp;
?????oldLoadsize?=?evt.loaded;
????}
???}
??}
??else?{
???progressDiv.innerHTML?=?'N/A';
??}
?}
?
?xhr.onreadystatechange?=?function(){
????if?(?xhr.readyState?==?4?&&?xhr.status?==?200?)?{
??????console.log(?xhr.responseText?);
??????
????}
??else?if?(xhr.status?==?400)?{
???
??}
??};
?
?var?uploadComplete?=?function?(evt)?{
??progressDiv.innerHTML?=?'100%';
?
??var?result?=?JSON.parse(evt.target.responseText);
??if?(result.result?==?'success')?{
???showUploadedFile(result.files[0]);
??}
??else?{
???alert(result.msg);
??}
?}
?
?var?uploadFailed?=?function?(evt)?{
??alert("上传文件失败!");
?}
?
?var?uploadCanceled?=?function?(evt)?{
??alert("上传被取消或者浏览器断开了连接!");
?}
?
?//设置超时时间,由于是上传大文件,因此千万不要设置超时
?//xhr.timeout?=?20000;
?//xhr.ontimeout?=?function(event){
??//??alert('文件上传时间太长,服务器在规定的时间内没有响应!');
??//}?????????
?
?xhr.overrideMimeType("application/octet-stream");?
?
?var?filesize?=?fileObj.size;
?var?blob?=?fileObj.slice(start_offset,filesize);
?var?fileOfBlob?=?new?File([blob],?fileObj.name);
?//附加的文件数据应该放在请求的前面
?formData.append('filename',?fileObj.name);
?//必须将fileid信息传送给服务器,服务器只有在获得了fileid信息后才对文件做断点续传处理
?formData.append('fileid',?fileid);
?//请将文件数据放在最后的域
?//formData.append("file",blob,?fileObj.name);
?formData.append('file',?fileOfBlob);
?
?xhr.upload.addEventListener("progress",?uploadProgress,?false);
?
?xhr.addEventListener("load",?uploadComplete,?false);
?xhr.addEventListener("error",?uploadFailed,?false);
?xhr.addEventListener("abort",?uploadCanceled,?false);
?xhr.open('POST',?upload_file_url);
?//
?xhr.send(formData);
}

为了验证文件断点续传,笔者做了一个简单的界面,用于显示文件上传的过程中的状态信息,界面如下:

通过HTML可以计算文件上传的进度,文件已经上传的尺寸,文件上传的位率等信息,如果在上传过程中出现任何异常,则重新上传即可,已经上传的部分将不需要重新上传。

为了验证HTML5断点续传,可以通过 github来下载 这个文件上传服务器来进行测试。

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