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大文件传输解决方案设计

项目背景与需求分析

作为江西某软件公司的前端工程师，我面临一个具有挑战性的文件传输需求场景：

1. 超大文件传输：支持20G单文件传输，100G+的10万级文件夹传输
2. 全平台兼容：包括IE8、国产浏览器和多种国产操作系统
3. 安全要求：支持SM4/AES加密传输和存储
4. 模块化设计：提供前后端完整源代码，易于集成
5. 可靠性要求：需要解决现有WebUploader方案的问题（进度丢失、不稳定等）

技术选型与架构设计

前端方案

针对IE8兼容性问题，我们采用"渐进增强"策略：

• 现代浏览器：使用基于Vue3的现代上传组件
• IE8：回退到基于Flash的上传方案（作为备选）

// 文件上传组件入口检测functiondetectUploadMethod(){if(window.File&&window.FileReader&&window.FileList&&window.Blob){return'modern';// 使用HTML5上传}elseif(window.ActiveXObject&&newActiveXObject('ShockwaveFlash.ShockwaveFlash')){return'flash';// 使用Flash上传}else{thrownewError('不支持的浏览器环境');}}

后端方案

基于.NET Core构建高性能文件传输服务，主要特点：

• 分块上传/下载
• 断点续传
• 加密传输存储
• 多存储后端支持（华为云OBS/本地存储）

核心组件实现

前端实现（Vue3组件）

// LargeFileUploader.vueimport{ref}from'vue';import{useChunkedUpload}from'./composables/useChunkedUpload';constprops=defineProps({maxFileSize:{type:Number,default:21474836480},// 20GBchunkSize:{type:Number,default:10485760},// 10MBaccept:{type:String,default:'*'},});const{files,progress,upload,pause,resume,cancel,}=useChunkedUpload({maxFileSize:props.maxFileSize,chunkSize:props.chunkSize,endpoint:'/api/upload',});

后端实现（.NET Core控制器）

// FileTransferController.cs[ApiController][Route("api/[controller]")]publicclassFileTransferController:ControllerBase{privatereadonlyIFileTransferService_fileTransferService;privatereadonlyILogger_logger;publicFileTransferController(IFileTransferServicefileTransferService,ILoggerlogger){_fileTransferService=fileTransferService;_logger=logger;}[HttpPost("upload")][DisableRequestSizeLimit]publicasyncTaskUploadChunk([FromQuery]stringfileId,[FromQuery]intchunkNumber,[FromQuery]inttotalChunks,[FromQuery]stringfileName,[FromQuery]longfileSize,IFormFilechunk){try{varresult=await_fileTransferService.ProcessChunkAsync(fileId,chunkNumber,totalChunks,fileName,fileSize,chunk);returnOk(result);}catch(Exceptionex){_logger.LogError(ex,"上传分块失败");returnStatusCode(500,new{error=ex.Message});}}[HttpGet("download")]publicasyncTaskDownloadFile([FromQuery]stringfileId,[FromQuery]stringfileName){try{var(stream,contentType)=await_fileTransferService.GetFileStreamAsync(fileId,fileName);returnFile(stream,contentType,fileName);}catch(Exceptionex){_logger.LogError(ex,"下载文件失败");returnStatusCode(500,new{error=ex.Message});}}}

关键技术实现

1. 断点续传实现

// FileTransferService.cspublicasyncTaskProcessChunkAsync(stringfileId,intchunkNumber,inttotalChunks,stringfileName,longfileSize,IFormFilechunk){// 检查并创建临时目录vartempDir=Path.Combine(Path.GetTempPath(),"uploads",fileId);Directory.CreateDirectory(tempDir);// 保存分块文件varchunkPath=Path.Combine(tempDir,$"{chunkNumber}.part");awaitusingvarstream=newFileStream(chunkPath,FileMode.Create);awaitchunk.CopyToAsync(stream);// 检查是否所有分块都已上传varuploadedChunks=Directory.GetFiles(tempDir).Length;if(uploadedChunks==totalChunks){// 合并文件varfinalPath=awaitMergeChunksAsync(tempDir,fileName,totalChunks);// 加密存储await_storageService.StoreEncryptedFileAsync(finalPath,fileId);returnnewChunkUploadResult{Completed=true,FileId=fileId,Progress=100};}returnnewChunkUploadResult{Completed=false,FileId=fileId,Progress=(int)((uploadedChunks/(double)totalChunks)*100)};}

2. 文件夹结构保留实现

// 前端文件夹上传处理asyncfunctionuploadFolder(folder,basePath=''){constentries=awaitreadDirectoryEntries(folder);for(constentryofentries){if(entry.isFile){constfile=awaitgetAsFile(entry);constrelativePath=basePath+entry.name;awaituploadFile(file,{relativePath,isFolderUpload:true});}elseif(entry.isDirectory){awaituploadFolder(entry,`${basePath}${entry.name}/`);}}}// 后端文件夹结构重建publicasyncTaskReconstructFolderStructure(string sessionId,string rootPath){varfolderInfo=await_dbContext.UploadSessions.Where(s=>s.SessionId==sessionId).Select(s=>s.FolderStructure).FirstOrDefaultAsync();if(string.IsNullOrEmpty(folderInfo))return;varstructure=JsonConvert.DeserializeObject(folderInfo);awaitRecreateFolders(rootPath,structure);}privateasyncTaskRecreateFolders(string currentPath,FolderNode node){varfullPath=Path.Combine(currentPath,node.Name);Directory.CreateDirectory(fullPath);foreach(varchildinnode.Children){if(child.IsDirectory){awaitRecreateFolders(fullPath,child);}else{awaitMoveFileToDestination(child.FileId,fullPath,child.Name);}}}

3. 多浏览器兼容方案

// 浏览器兼容层exportfunctiongetUploader(){if(supportsModernUpload()){returnnewModernUploader();}elseif(supportsFlash()){returnnewFlashUploader();}else{thrownewError('Unsupported browser');}}functionsupportsModernUpload(){return(window.File&&window.FileReader&&window.FileList&&window.Blob&&'slice'inFile.prototype);}functionsupportsFlash(){try{return!!newActiveXObject('ShockwaveFlash.ShockwaveFlash');}catch(e){return(navigator.mimeTypes&&navigator.mimeTypes['application/x-shockwave-flash']!==undefined);}}

部署架构

客户端浏览器 │ ├─ IE8/国产浏览器 → Flash上传网关 → 文件传输服务 │ └─ 现代浏览器 → 直接连接 → 文件传输服务 │ ├─ 文件元数据 → 数据库集群 │ ├─ 文件内容 → 华为云OBS/本地存储 │ └─ 加密密钥 → 密钥管理服务

性能优化措施

1. 分块并发上传：前端同时上传多个分块，提高传输速度
2. 内存优化：后端流式处理，避免大文件内存占用
3. 进度持久化：本地存储上传进度，防止页面刷新丢失
4. 智能重试机制：网络波动时自动重试失败的分块
5. 传输压缩：可选启用LZ4压缩减少传输量

安全措施

1. 传输加密：支持SM4/AES加密传输
2. 存储加密：文件落地前自动加密
3. 完整性校验：每个分块MD5校验
4. 访问控制：基于JWT的细粒度权限控制
5. 审计日志：记录所有文件传输操作

项目进度规划

1. 第一阶段（2周）：核心上传下载功能实现
2. 第二阶段（1周）：文件夹结构保留功能
3. 第三阶段（1周）：IE8和国产浏览器兼容
4. 第四阶段（1周）：加密传输和存储集成
5. 第五阶段（1周）：测试和性能优化

预期成果

1. 完全满足客户需求的文件传输解决方案
2. 解决现有WebUploader方案的稳定性问题
3. 提供良好的用户体验和可靠的数据传输
4. 模块化设计便于未来扩展和维护
5. 完整的技术文档和API参考

这套方案将彻底解决公司当前面临的大文件传输难题，同时为未来的类似需求提供了可靠的技术基础。

设置框架

目标框架选择8.0

IDE使用VS2022

编译项目

修改测试端口

修改项目测试端口

访问测试页面

NOSQL

NOSQL无需任何配置可直接访问页面进行测试

创建数据库

配置数据库连接信息

检查数据库配置

访问页面进行测试

效果预览

文件上传

文件刷新续传

支持离线保存文件进度，在关闭浏览器，刷新浏览器后进行不丢失，仍然能够继续上传

文件夹上传

支持上传文件夹并保留层级结构，同样支持进度信息离线保存，刷新页面，关闭页面，重启系统不丢失上传进度。

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已经上传到gitee了，可以直接下载

下载完整示例