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使用nodejs的express框架實現大文件上傳的功能，附完整前後端github代碼 - 动态 详情

問題描述

  • 兩年前，筆者寫過一篇文章 《面試官桀桀一笑：你沒做過大文件上傳功能？那你回去等通知吧！》
  • 當時，後端是用java語言寫的
  • 本篇文章，就是講解一下，後端的nodejs如何實現大文件上傳
  • 後端使用node的express框架寫
  • 完整代碼在github上：https://github.com/shuirongshuifu/bigfile
在看本篇文章之前，建議看一下之前的筆者的大文件上傳文章

思路分析

大文件分片上傳流程圖如下：

三個接口

  • 大文件上傳的接口還是三個接口

  • 接口一：檢查文件狀態

    • 狀態1 是否完整文件已存在
    • 狀態2 是否文件不完整，有碎片文件（上一次沒上傳完）
    • 狀態0 文件不存在

  • 接口二：分片上傳接口

    • 首先，創建分片存儲目錄
    • 然後，重命名分片文件（使用索引作為文件名）
    • 接着，把上傳的臨時文件移動到分片目錄文件夾裏面（上傳成功了）
    • 最後，返回給前端，已經上傳的上傳分片數用於進度計算

  • 接口三：把分片文件給合併成一個整個的大文件

    • 首先，我們把文件夾中的一堆文件碎片給按照索引排序（要按照索引合併，否則合併好的文件就會損壞）
    • 然後，創建合併文件目錄，用於存放即將合併完成的大文件
    • 而後，通過管道流的形式，把文件碎片，一個又一個合併
    • 最後，告知前端文件合併成功

所用到的包

{
  "dependencies": {
    "cors": "^2.8.5",
    "express": "^5.1.0",
    "fs-extra": "^11.3.0",
    "multer": "^1.4.5-lts.2",
    "path": "^0.12.7"
  }
}
  • cors 用來解決跨域的中間件，方便接口請求看效果
  • express node框架，寫起來更快，更方便
  • fs-extra 是fs文件系統的升級版，強化版，比如，可以遞歸目錄操作、文件複製或移動等，很強大
  • multer 用於處理文件上傳的中間件，很強大
  • path 核心模塊，用於處理文件夾和文件的路徑相關的

基本配置

比如，配置存儲合併目錄，用於存放前端上傳的文件以及合併的文件等

const express = require('express');
const multer = require('multer');
const fs = require('fs-extra');
const path = require('path');
const app = express();
const cors = require('cors');

app.use(cors()); // 啓用CORS中間件,允許所有跨域請求

// 配置
const FILE_STORE_PATH = path.join(__dirname, 'uploaded_files'); // 存儲路徑
const mergeDir = path.join(FILE_STORE_PATH, 'merge'); // 合併文件存儲目錄
const upload = multer({ dest: FILE_STORE_PATH }); // multer文件上傳中間件

// 創建必要目錄
fs.ensureDirSync(FILE_STORE_PATH);
fs.ensureDirSync(mergeDir);

// 錯誤響應格式
const errorResponse = (code = -1, message = '失敗') => ({ resultCode: code, message });

接口一：檢查文件狀態

// 檢查文件狀態接口
app.post('/bigfile/check', (req, res) => {
    const fileMd5 = req.query.fileMd5;
    const mergePath = path.join(mergeDir, fileMd5);
    const chunkDir = path.join(FILE_STORE_PATH, fileMd5);

    try {
        // 檢查是否完整文件已存在
        if (fs.existsSync(mergePath)) {
            return res.json({ resultCode: 1, message: '文件已存在' });
        }

        // 檢查是否有分片文件
        if (fs.existsSync(chunkDir)) {
            const chunks = fs.readdirSync(chunkDir);
            return res.json({
                resultCode: 2,
                resultData: chunks.map(c => parseInt(c)) // 返回已經存在的分片索引數組
            });
        }

        // 文件不存在，全新上傳
        res.json({ resultCode: 0, resultData: [] });

    } catch (error) {
        console.error('檢查文件錯誤:', error);
        res.status(500).json(errorResponse());
    }
});

接口二：分片上傳接口

// 分片上傳接口
app.post('/bigfile/upload', upload.single('file'), (req, res) => {
    try {
        const { chunk, chunks, name, md5 } = req.body;
        const chunkIndex = parseInt(chunk);
        const chunkDir = path.join(FILE_STORE_PATH, md5);

        // 創建分片存儲目錄
        fs.ensureDirSync(chunkDir);

        // 重命名分片文件（使用索引作為文件名）
        const oldPath = req.file.path;
        const newPath = path.join(chunkDir, chunkIndex.toString());
        fs.renameSync(oldPath, newPath);

        // 獲取已上傳分片數量
        const uploadedChunks = fs.readdirSync(chunkDir).length;

        res.json({
            resultCode: 0,
            resultData: uploadedChunks // 返回已上傳分片數用於進度計算
        });

    } catch (error) {
        console.error('分片上傳錯誤:', error);
        res.status(500).json(errorResponse());
    }
});

接口三：把分片文件給合併成一個整個的大文件（重點）

// 合併文件接口
app.post('/bigfile/merge', async (req, res) => {
    const { fileName, fileMd5 } = req.query;
    const chunkDir = path.join(FILE_STORE_PATH, fileMd5);
    const mergeFilePath = path.join(mergeDir, fileMd5, fileName);

    try {
        // 檢查分片目錄是否存在
        if (!fs.existsSync(chunkDir)) {
            return res.json(errorResponse(1, '分片文件不存在'));
        }

        // 獲取所有分片文件並按索引排序
        const chunkFiles = fs.readdirSync(chunkDir)
            .map(f => ({ name: f, index: parseInt(f) }))
            .sort((a, b) => a.index - b.index)
            .map(f => path.join(chunkDir, f.name));

        // 創建合併文件目錄
        fs.ensureDirSync(path.dirname(mergeFilePath));

        // 創建可寫流
        const writeStream = fs.createWriteStream(mergeFilePath);
        // 增加監聽器上限（可選，更好的做法是優化流處理）
        // writeStream.setMaxListeners(100);

        // 使用流管道逐個合併文件
        await mergeChunksSequentially(chunkFiles, writeStream);

        // // 清理分片文件和目錄
        // fs.removeSync(chunkDir);

        res.json({ resultCode: 0, message: '文件合併成功' });

    } catch (error) {
        console.error('合併文件錯誤:', error);
        // 清理可能存在的不完整文件
        if (fs.existsSync(mergeFilePath)) {
            fs.removeSync(mergeFilePath);
        }
        res.status(500).json(errorResponse());
    }
});
  • 注意，這裏使用管道流，異步，合併分片文件
  • 若是考慮性能，可以考慮開一個額外的線程，輔助運算合併文件碎片
  • 異步合併如下：
// 順序合併分片文件的輔助函數（避免同時添加過多監聽器）
function mergeChunksSequentially(chunkFiles, writeStream) {
    return new Promise((resolve, reject) => {
        // 遞歸處理每個分片文件
        const processNextChunk = (index) => {
            if (index >= chunkFiles.length) {
                // 所有分片都已處理完畢
                writeStream.end();
                return resolve();
            }

            const chunkPath = chunkFiles[index];
            const readStream = fs.createReadStream(chunkPath);

            readStream.on('error', (err) => {
                reject(err);
            });

            readStream.on('end', () => {
                // 此分片處理完成，繼續下一個
                processNextChunk(index + 1);
            });

            // 管道傳輸數據
            readStream.pipe(writeStream, { end: false });
        };

        // 開始處理第一個分片
        processNextChunk(0);

        // 監聽寫入完成事件
        writeStream.on('finish', resolve);
        writeStream.on('error', reject);
    });
}
至此，搞定，總結：
  • 當然了，實際情況，我們的文件存儲都是放在oss上的
  • 也就是説，當後端把文件合併完成後
  • 還有把文件存儲到oss上這一步，比如存儲到minio、阿里雲、騰訊雲上等
  • 這個，根據大家的實際情況後端做處理
  • 這種情況是，後端存整個文件，不存文件碎片
  • 還有一種方案是，存文件碎片，不存整個文件，數據庫存儲關聯關係
  • 當用户訪問請求某個文件的時候，查詢此文件的關聯碎片，並且通過通過數據流的方式，返回給前端
  • 但是這種方案後端會稍微麻煩一些，不過這樣就可以不用一下子算出來前端的大文件的hash值以後，再去發請求了
  • 從用户的角度而言，這種方式更快一些
  • 筆者有一個示例demo，大家可以拉代碼跑起來，看一下效果：https://github.com/shuirongshuifu/response-stream

完整express代碼

const express = require('express');
const multer = require('multer');
const fs = require('fs-extra');
const path = require('path');
const app = express();
const cors = require('cors');

app.use(cors()); // 啓用CORS中間件,允許所有跨域請求

// 配置
const FILE_STORE_PATH = path.join(__dirname, 'uploaded_files'); // 存儲路徑
const mergeDir = path.join(FILE_STORE_PATH, 'merge'); // 合併文件存儲目錄
const upload = multer({ dest: FILE_STORE_PATH }); // multer文件上傳中間件

// 創建必要目錄
fs.ensureDirSync(FILE_STORE_PATH);
fs.ensureDirSync(mergeDir);

// 錯誤響應格式
const errorResponse = (code = -1, message = '失敗') => ({ resultCode: code, message });

// 檢查文件狀態接口
app.post('/bigfile/check', (req, res) => {
    const fileMd5 = req.query.fileMd5;
    const mergePath = path.join(mergeDir, fileMd5);
    const chunkDir = path.join(FILE_STORE_PATH, fileMd5);

    try {
        // 檢查是否完整文件已存在
        if (fs.existsSync(mergePath)) {
            return res.json({ resultCode: 1, message: '文件已存在' });
        }

        // 檢查是否有分片文件
        if (fs.existsSync(chunkDir)) {
            const chunks = fs.readdirSync(chunkDir);
            return res.json({
                resultCode: 2,
                resultData: chunks.map(c => parseInt(c)) // 返回已經存在的分片索引數組
            });
        }

        // 文件不存在，全新上傳
        res.json({ resultCode: 0, resultData: [] });

    } catch (error) {
        console.error('檢查文件錯誤:', error);
        res.status(500).json(errorResponse());
    }
});

// 分片上傳接口
app.post('/bigfile/upload', upload.single('file'), (req, res) => {
    try {
        const { chunk, chunks, name, md5 } = req.body;
        const chunkIndex = parseInt(chunk);
        const chunkDir = path.join(FILE_STORE_PATH, md5);

        // 創建分片存儲目錄
        fs.ensureDirSync(chunkDir);

        // 重命名分片文件（使用索引作為文件名）
        const oldPath = req.file.path;
        const newPath = path.join(chunkDir, chunkIndex.toString());
        fs.renameSync(oldPath, newPath);

        // 獲取已上傳分片數量
        const uploadedChunks = fs.readdirSync(chunkDir).length;

        res.json({
            resultCode: 0,
            resultData: uploadedChunks // 返回已上傳分片數用於進度計算
        });

    } catch (error) {
        console.error('分片上傳錯誤:', error);
        res.status(500).json(errorResponse());
    }
});

// 合併文件接口
app.post('/bigfile/merge', async (req, res) => {
    const { fileName, fileMd5 } = req.query;
    const chunkDir = path.join(FILE_STORE_PATH, fileMd5);
    const mergeFilePath = path.join(mergeDir, fileMd5, fileName);

    try {
        // 檢查分片目錄是否存在
        if (!fs.existsSync(chunkDir)) {
            return res.json(errorResponse(1, '分片文件不存在'));
        }

        // 獲取所有分片文件並按索引排序
        const chunkFiles = fs.readdirSync(chunkDir)
            .map(f => ({ name: f, index: parseInt(f) }))
            .sort((a, b) => a.index - b.index)
            .map(f => path.join(chunkDir, f.name));

        // 創建合併文件目錄
        fs.ensureDirSync(path.dirname(mergeFilePath));

        // 創建可寫流
        const writeStream = fs.createWriteStream(mergeFilePath);
        // 增加監聽器上限（可選，更好的做法是優化流處理）
        // writeStream.setMaxListeners(100);

        // 使用流管道逐個合併文件
        await mergeChunksSequentially(chunkFiles, writeStream);

        // // 清理分片文件和目錄
        // fs.removeSync(chunkDir);

        res.json({ resultCode: 0, message: '文件合併成功' });

    } catch (error) {
        console.error('合併文件錯誤:', error);
        // 清理可能存在的不完整文件
        if (fs.existsSync(mergeFilePath)) {
            fs.removeSync(mergeFilePath);
        }
        res.status(500).json(errorResponse());
    }
});

// 順序合併分片文件的輔助函數（避免同時添加過多監聽器）
function mergeChunksSequentially(chunkFiles, writeStream) {
    return new Promise((resolve, reject) => {
        // 遞歸處理每個分片文件
        const processNextChunk = (index) => {
            if (index >= chunkFiles.length) {
                // 所有分片都已處理完畢
                writeStream.end();
                return resolve();
            }

            const chunkPath = chunkFiles[index];
            const readStream = fs.createReadStream(chunkPath);

            readStream.on('error', (err) => {
                reject(err);
            });

            readStream.on('end', () => {
                // 此分片處理完成，繼續下一個
                processNextChunk(index + 1);
            });

            // 管道傳輸數據
            readStream.pipe(writeStream, { end: false });
        };

        // 開始處理第一個分片
        processNextChunk(0);

        // 監聽寫入完成事件
        writeStream.on('finish', resolve);
        writeStream.on('error', reject);
    });
}

// 啓動服務
const PORT = 8686;
app.listen(PORT, () => {
    console.log(`服務器運行在 http://localhost:${PORT}`);
});
A good memory is better than a bad pen. Record it down...
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