FastDFS - 分布式文件存储系统

news2024/11/24 3:52:37

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  • 一、分布式文件存储
    • 1.分布式文件存储的由来
    • 2.常见的分布式存储框架
  • 二、FastDFS介绍
  • 三、FastDFS安装
    • 1.拉取镜像文件
    • 2.构建Tracker服务
    • 3.构建Storage服务
    • 4.测试图片上传
  • 四、客户端操作
    • 1.Fastdfs-java-client
      • 1.1 文件上传
      • 1.2 文件下载
    • 2.SpringBoot整合

一、分布式文件存储

1.分布式文件存储的由来

  在我们的项目中有很多需要存储的内容出现，比如图片，视频，文件等等，在早期的时候用户量不大，产生的文件也不是很多，这时我们可以把文件和服务程序放在一个服务器中。

image.png

  后面随着文件越来越多，服务器的资源会被文件资源大量占据，从而影响到服务器的稳定，这时我们可以单独的把文件服务器拆出来。

image.png

  拆解出来后，文件服务的使用不会影响到我们的系统服务的稳定，但是当用户量越来越大，存储的文件就会越来越多，这时如果还是单台的文件服务，比如100T的文件，这时是存储不下去的，这时就产生了我们将的分布式文件存储，

image.png

  也就是我们解决如何将这100T的文件分散的存储到各个节点上，然后当我们需要读取文件的时候又能非常快的帮我们把文件找到。这个就是分布式文件系统帮我们解决的问题了。

2.常见的分布式存储框架

  接下来我们看看在国内常用的分布式存储的框架选择有哪些

分布式框架说明
FastDFS我们介绍的主角，国产
HDFSHadoop组件中分布式存储框架
MinIOMinIO是在Apache下的产品，最适合存储非结构化的数据，<br />比如照片，视频，日志文件，备份和容器等。
阿里云对象存储当然我们还可以花费一点费用来使用其他厂商提供的对象存储服务

  好了就介绍这么几个，其他的我们也用不到了。

二、FastDFS介绍

  FastDFS是余庆国人开发的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的特点：

  • FastDFS是一个轻量级的开源分布式文件系统
  • FastDFS主要解决了大容量的文件存储和高并发访问的问题，文件存取时实现了负载均衡
  • FastDFS实现了软件方式的RAID，可以使用廉价的IDE硬盘进行存储
  • 支持存储服务器在线扩容
  • 支持相同内容的文件只保存一份，节约磁盘空间
  • FastDFS只能通过Client API访问，不支持POSIX访问方式
  • FastDFS特别适合大中型网站使用，用来存储资源文件（如：图片、文档、音频、视频等等）

架构图：

image.png

相关术语讲解：

名词描述
Tracker Server跟踪服务器，主要做调度工作，在访问上起负载均衡的作用。<br />记录storage server的状态，是连接Client和Storage server的枢纽
Storage Server存储服务器，文件和meta data都保存到存储服务器上
group组，也可称为卷。同组内服务器上的文件是完全相同的
文件标识包括两部分：组名和文件名（包含路径）
meta-data文件相关属性，键值对（Key Value Pair）方式，如：width=1024,heigth=768

架构解读：

  • 只有两个角色，tracker server和storage server，不需要存储文件索引信息。
  • 所有服务器都是对等的，不存在Master-Slave关系。
  • 存储服务器采用分组方式，同组内存储服务器上的文件完全相同（RAID 1）。
  • 不同组的storage server之间不会相互通信。
  • 由storage server主动向tracker server报告状态信息，tracker server之间不会相互通信。

三、FastDFS安装

image.png

  FastDFS的安装我们还是通过Docker来安装实现吧，直接在Linux上还装还是比较繁琐的，但就学习而言Docker安装还是非常高效的。Docker环境请自行安装哦

1.拉取镜像文件

  首先我们可以通过 docker search fastdfs 来查询下有哪些镜像文件。

image.png

  我们看到搜索到的镜像还是蛮多的，这里我们使用 delron/fastdfs 你也可以尝试使用其他的镜像来安装，你也可以制作自己的镜像来给别人使用哦，只是不同的镜像在使用的时候配置会有一些不一样，有些镜像没有提供Nginx的相关配置，使用的时候会繁琐一点。接下来通过 docker pull delron/fastdfs命令把镜像拉取下来。

image.png

2.构建Tracker服务

  首先我们需要通过Docker命令来创建Tracker服务。命令为

docker run -d --name tracker --network=host -v /mydata/fastdfs/tracker:/var/fdfs delron/fastdfs tracker

  tracker服务默认的端口为22122，-v 实现了容器和本地目录的挂载操作。

image.png

3.构建Storage服务

  接下来创建Storage服务，具体的执行命令如下

docker run -d --name storage --network=host  -e TRACKER_SERVER=192.168.56.100:22122 -v /mydata/fastdfs/storage:/var/fdfs -e GROUP_NAME=group1 delron/fastdfs storage

  在执行上面命令的时候要注意对应的修改下，其中TRACKER_SERVER中的ip要修改为你的Tracker服务所在的服务IP地址。

image.png

  默认情况下在Storage服务中是帮我们安装了Nginx服务的，相关的端口为

服务默认端口
tracker22122
storage23000
Nginx8888

  当然如果你发现这些相关的端口被占用了，或者想要对应的修改端口信息也可以的。要修改你可以先进入容器中查看下相关的配置文件信息。

image.png

  然后查看storage.conf文件

image.png

  这个是storage监听的Nginx的端口8888，如果要修改那么我们还需要修改Nginx中的服务配置，这块的配置在 /usr/local/nginx/conf目录下

image.png

  查看下文件

image.png

所以要修改端口号的话，这两个位置都得修改了。当然本文我们就使用默认的端口号来使用了。

4.测试图片上传

  好了，安装我们已经完成了，那么到底是否可以使用呢？我们来测试下。首先在虚拟机的/mydata/fastdfs/storage下保存一张图片。

image.png

  然后我们再进入到storage容器中。并且进入到 /var/fdfs目录下,可以看到我们挂载的文件了

image.png

  然后执行如下命令即可完成图片的上传操作

/usr/bin/fdfs_upload_file /etc/fdfs/client.conf 1.jpg

image.png

  通过上面的提示我们看到文件上传成功了，而且返回了文件在storage中存储的信息。这时我们就可以通过这个信息来拼接访问的地址在浏览器中访问了：http://192.168.56.100:8888/group1/M00/00/00/wKg4ZGHcKLSAXibaAAezMuUrlS8235.jpg

image.png

  好了到这儿FastDFS的服务安装成功了。

四、客户端操作

1.Fastdfs-java-client

  首先我们来看下如何实现FastDFS中提供的JavaAPI来直接实现对应的文件上传和下载操作。

1.1 文件上传

  先来看下文件上传的流程

image.png

  上传流程的文字梳理为：

  1. 客户端访问Tracker
  2. Tracker 返回Storage的ip和端口
  3. 客户端直接访问Storage，把文件内容和元数据发送过去。
  4. Storage返回文件存储id。包含了组名和文件名

  首先创建一个普通的maven项目，然后引入对应的依赖

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>cn.bestwu</groupId>
        <artifactId>fastdfs-client-java</artifactId>
        <version>1.27</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.apache.commons</groupId>
        <artifactId>commons-lang3</artifactId>
        <version>3.4</version>
    </dependency>
</dependencies>

  然后编写FastDFS的配置文件，内容如下：注意ip修改为你自己对应的ip即可

connect_timeout = 10
network_timeout = 30
charset = UTF-8
http.tracker_http_port = 8080
tracker_server = 192.168.56.100:22122

image.png

  然后导入对应的工具类，在工具类中完成了StorageClient的实例化，并提供了相关的上传和下载的方法。

package com.bobo.fastdfs.config;

import org.apache.commons.lang3.StringUtils;
import org.csource.common.NameValuePair;
import org.csource.fastdfs.*;

import java.io.*;

public class FastDFSClient {
    private static final String CONF_FILENAME = Thread.currentThread().getContextClassLoader().getResource("").getPath() + "fdfs_client.conf";

    private static StorageClient storageClient = null;

    /**
     * 只加载一次.
     */
    static {
        try {
            ClientGlobal.init(CONF_FILENAME);
            TrackerClient trackerClient = new TrackerClient(ClientGlobal.g_tracker_group);
            TrackerServer trackerServer = trackerClient.getConnection();
            StorageServer storageServer = trackerClient.getStoreStorage(trackerServer);
            storageClient = new StorageClient(trackerServer, storageServer);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     *
     * @param inputStream
     *    上传的文件输入流
     * @param fileName
     *    上传的文件原始名
     * @return
     */
    public static String[] uploadFile(InputStream inputStream, String fileName) {
        try {
            // 文件的元数据
            NameValuePair[] meta_list = new NameValuePair[2];
            // 第一组元数据，文件的原始名称
            meta_list[0] = new NameValuePair("file name", fileName);
            // 第二组元数据
            meta_list[1] = new NameValuePair("file length", inputStream.available()+"");
            // 准备字节数组
            byte[] file_buff = null;
            if (inputStream != null) {
                // 查看文件的长度
                int len = inputStream.available();
                // 创建对应长度的字节数组
                file_buff = new byte[len];
                // 将输入流中的字节内容，读到字节数组中。
                inputStream.read(file_buff);
            }
            // 上传文件。参数含义：要上传的文件的内容（使用字节数组传递），上传的文件的类型（扩展名），元数据
            String[] fileids = storageClient.upload_file(file_buff, getFileExt(fileName), meta_list);
            return fileids;
        } catch (Exception ex) {
            ex.printStackTrace();
            return null;
        }
    }

    /**
     *
     * @param file
     *            文件
     * @param fileName
     *            文件名
     * @return 返回Null则为失败
     */
    public static String[] uploadFile(File file, String fileName) {
        FileInputStream fis = null;
        try {
            NameValuePair[] meta_list = null; // new NameValuePair[0];
            fis = new FileInputStream(file);
            byte[] file_buff = null;
            if (fis != null) {
                int len = fis.available();
                file_buff = new byte[len];
                fis.read(file_buff);
            }

            String[] fileids = storageClient.upload_file(file_buff, getFileExt(fileName), meta_list);
            return fileids;
        } catch (Exception ex) {
            return null;
        }finally{
            if (fis != null){
                try {
                    fis.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

    /**
     * 根据组名和远程文件名来删除一个文件
     *
     * @param groupName
     *            例如 "group1" 如果不指定该值，默认为group1
     * @param remoteFileName
     *            例如"M00/00/00/wKgxgk5HbLvfP86RAAAAChd9X1Y736.jpg"
     * @return 0为成功，非0为失败，具体为错误代码
     */
    public static int deleteFile(String groupName, String remoteFileName) {
        try {
            int result = storageClient.delete_file(groupName == null ? "group1" : groupName, remoteFileName);
            return result;
        } catch (Exception ex) {
            return 0;
        }
    }

    /**
     * 修改一个已经存在的文件
     *
     * @param oldGroupName
     *            旧的组名
     * @param oldFileName
     *            旧的文件名
     * @param file
     *            新文件
     * @param fileName
     *            新文件名
     * @return 返回空则为失败
     */
    public static String[] modifyFile(String oldGroupName, String oldFileName, File file, String fileName) {
        String[] fileids = null;
        try {
            // 先上传
            fileids = uploadFile(file, fileName);
            if (fileids == null) {
                return null;
            }
            // 再删除
            int delResult = deleteFile(oldGroupName, oldFileName);
            if (delResult != 0) {
                return null;
            }
        } catch (Exception ex) {
            return null;
        }
        return fileids;
    }

    /**
     * 文件下载
     *
     * @param groupName 卷名
     * @param remoteFileName 文件名
     * @return 返回一个流
     */
    public static InputStream downloadFile(String groupName, String remoteFileName) {
        try {
            byte[] bytes = storageClient.download_file(groupName, remoteFileName);
            InputStream inputStream = new ByteArrayInputStream(bytes);
            return inputStream;
        } catch (Exception ex) {
            return null;
        }
    }

    public static NameValuePair[] getMetaDate(String groupName, String remoteFileName){
        try{
            NameValuePair[] nvp = storageClient.get_metadata(groupName, remoteFileName);
            return nvp;
        }catch(Exception ex){
            ex.printStackTrace();
            return null;
        }
    }

    /**
     * 获取文件后缀名（不带点）.
     *
     * @return 如："jpg" or "".
     */
    private static String getFileExt(String fileName) {
        if (StringUtils.isBlank(fileName) || !fileName.contains(".")) {
            return "";
        } else {
            return fileName.substring(fileName.lastIndexOf(".") + 1); // 不带最后的点
        }
    }

}

  然后我们就可以来测试上传的操作了。

    public static void main(String[] args) {
        try {
            File file = new File("D:/2.jpg");
            InputStream is = new FileInputStream(file);
            String fileName = UUID.randomUUID().toString()+".jpg";
            String[] result = FastDFSClient.uploadFile(is, fileName);
            System.out.println(Arrays.toString(result));
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

image.png

访问即可：http://192.168.56.100:8888/group1/M00/00/00/wKg4ZGHcUE6AZA2UAAW8dIX5p50374.jpg

  返回后的字符串的结构说明

image.png

1.2 文件下载

  文件下载的流程，如下

image.png

  文件下载的流程为：

  1. client询问tracker需要下载的文件的storage，参数为文件的标识(group加文件名)。
  2. tracker根据客户端的参数返回一台可用的storage。
  3. client根据返回的storage直接完成对应的文件的下载。

  有了上面的基础，文件下载就非常简单了，我们只需要根据前面上传的文件的group和文件的存储路径就可以通过StorageClient中提供的downloadFile方法把对应的文件下载下来了，具体的代码如下

    /**
     * 文件下载
     */
    public static void downloadFile(){
        try {
            InputStream is = FastDFSClient
                    .downloadFile("group1", "M00/00/00/wKg4ZGHcUE6AZA2UAAW8dIX5p50374.jpg");
            OutputStream os = new FileOutputStream(new File("D:/12.jpg"));
            int index = 0 ;
            while((index = is.read())!=-1){
                os.write(index);
            }
            os.flush();
            os.close();
            is.close();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

注意：StorageClient是线程不安全的。那么我们的解决方案

  1. 对文件的操作的每个方法我们做同步处理
  2. 每次操作文件的时候我们都获取一个新的StorageClient对象

第一种方式效率肯定是最低的，第二种方式每次都要建立新的连接效率同样的会受到影响，这时最好的方式其实是把StorageClient交给我们自定义的连接池来管理

2.SpringBoot整合

  我们在实际工作中基本都是和SpringBoot整合在一起来使用的，那么我们就来看看FastDFS是如何在SpringBoot项目中来使用的。首先创建一个普通的SpringBoot项目，然后导入fastdfs-spring-boot-starter这个依赖。

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>com.luhuiguo</groupId>
            <artifactId>fastdfs-spring-boot-starter</artifactId>
            <version>0.2.0</version>
        </dependency>
    </dependencies>

  既然是一个starter，那么必然会在spring.factories文件中提供对应的自动配置类。

image.png

  可以看到给我们提供的配置类为FdfsAutoConfiguration进入后可以看到帮我们注入了很多的核心对象。

image.png

  然后可以看到系统提供的配置信息，前缀为 fdfs

image.png

  然后我们就可以在application.properties中配置FastDFS的配置信息了。

image.png

  配置完成后我们就可以测试文件的上传下载操作了

@SpringBootTest
class FastDfsSpringBootApplicationTests {

    @Autowired
    public FastFileStorageClient storageClient;


    @Test
    void contextLoads() throws Exception{
        File file = new File("d:\\2.jpg");
        StorePath path = storageClient.uploadFile(null,new FileInputStream(file),file.length(),file.getName());
        System.out.println(path.getFullPath());
    }

}

文件操作成功

image.png

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JavaScript 高级1 &#xff1a;面向对象 Date: January 16, 2023 Text: 面向对象、ES6中类和对象、类的继承、面向对象案例 目标&#xff1a; 能够说出什么是面向对象 能够说出类和对象的关系 能够使用 class 创建自定义类型 能够说出什么是继承 面向对象编程介绍 面向过…
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JDK安装指导

JDK安装指导

Oracle官网地址https://www.oracle.com/java版本查询这里仅标识了java19和java17java archived 查看更多随便进入一个&#xff0c;根据后缀提示下载对应包即可Linux安装&#xff08;示例 java 1.8版本&#xff09;https://www.oracle.com/java/technologies/javase/javase8u211…
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基于MaixBit（K210芯片）的图像识别猜拳手势博弈装置

基于MaixBit（K210芯片）的图像识别猜拳手势博弈装置

本文介绍了一种基于嵌入式平台开发的图像识别部署装置&#xff0c;其主要功能包括实现机器与人的“猜拳博弈”&#xff0c;其组成分为三个部分&#xff1a;手势检测数据集图像识别模型训练模型格式部署maixbit开发板部署手势检测数据集&#xff1a;本项目的数据集包括三种标签&…
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2023自动化测试岗位需求的 7 项必备技能 (最新版)

2023自动化测试岗位需求的 7 项必备技能 (最新版)

目录&#xff1a;导读 一、自动化测试员技能——编程语言 二、自动化测试员技能–出色的手动测试技能 三、.自动化测试员技能–自动化工具专业知识 四、自动化测试员技能–了解业务需求 五、自动化测试员技能–自动化工具故障排除 六、自动化测试员技能–具有测试管理工具…
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Android 网络框架——Retrofit源码精析

Android 网络框架——Retrofit源码精析

众所周知&#xff0c;Retrofit是OkHttp的封装&#xff0c;APP对网络交互部分的实现基本上都是RxJavaRetrofitOkHttp架构&#xff08;或协程RetrofitOkHttp&#xff09;&#xff0c;可以说&#xff0c;Retrofit已经广为人知。本文主要介绍Retrofit主线源码实现机制&#xff0c;及…
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二叉树的前序遍历-java两种方式-力扣144

二叉树的前序遍历-java两种方式-力扣144

一、题目描述给你二叉树的根节点 root &#xff0c;返回它节点值的 前序 遍历。示例 1&#xff1a;输入&#xff1a;root [1,null,2,3]输出&#xff1a;[1,2,3]示例 2&#xff1a;输入&#xff1a;root []输出&#xff1a;[]示例 3&#xff1a;输入&#xff1a;root [1]输出…
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MySQL进阶（二）

MySQL进阶（二）

目录 1、视图 1、检查选项 2、视图的更新 3、视图作用 2、存储过程 1、语法 2、变量 1、系统变量 2、用户定义变量 3、局部变量 3、if 4、参数 5、case 6、循环 1、while 2、repeat 3、loop 7、游标、条件处理程序 8、存储函数 3、触发器 4、锁 1、全局锁 2、表级锁 …
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AIR系列|板载LED|gpio引脚选择|GPIO|流水灯|LuatOS-SOC接口|官方demo|学习（20-1）：GPIO库基础

AIR系列|板载LED|gpio引脚选择|GPIO|流水灯|LuatOS-SOC接口|官方demo|学习（20-1）：GPIO库基础

AIR系列各型号开发板板载LED对应管脚及GPIO控制代码 AIR103&#xff1a; rtos_bsp "AIR103" then -- Air103开发板LED引脚编号--return pin.PB26, pin.PB25, pin.PB24return 42,41,40 AIR105&#xff1a; rtos_bsp "AIR105" then -- Air105开发板LED引…
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DFT基本入门介绍

DFT基本入门介绍

1.什么是DFT&#xff1f;2.为什么要做DFT&#xff1f;3.“测试”与“验证”的区别4.DFT的核心技术1&#xff09;扫描路径设计&#xff08;Scan Design&#xff09;2)内建自测试&#xff08;Bist&#xff09;3)JTAG4)ATPG5.DFT工程师的岗位职责随着芯片的制程越来小(5nm), 芯片的…
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