实战：基于MongoDB文件服务器
本节，我们将介绍如何基于MongoDB技术来存储二进制文件，从而实现一个文件服务器MongoDB File Server。
文件服务器的需求
本文件服务器致力于小型文件的存储，比如博客中的图片、普通文档等。由于MongoDB支持多种数据格式的存储，对于二进制的存储自然也是不在话下，所以可以很方便地用于存储文件。由于MongoDB的BSON文档对于数据量大小的限制（每个文档不超过16MB），所以本文件服务器主要针对的是小型文件的存储。对于大型文件的存储（比如超过16MB），MongoDB官方已经提供了成熟的产品GridFS，读者朋友可以自行了解。
文件服务器应能够提供与平台无关的REST API供外部系统调用。
文件服务器整体的API设计如下。
·GET/files/{pageIndex}/{pageSize}：分页查询已经上传了的文件。
·GET/files/{id}：下载某个文件。
·GET/view/{id}：在线预览某个文件。比如，显示图片。
·POST/upload：上传文件。
·DELETE/{id}：删除文件。
我们创建一个新项目，称之为mongodb-file-server。
所需技术
本例子采用的开发技术如下。
·MongoDB 3.4.6。·Spring Boot 2.0.0.M2。
·Spring Data Mongodb 2.0.0.M4。
·Thymeleaf 3.0.6.RELEASE。
·Thymeleaf Layout Dialect 2.2.2。
·Embedded MongoDB 2.0.0。
其中，Spring Boot用于快速构建一个可独立运行的Java项目；
Thymeleaf作为前端页面模板，方便展示数据；Embedded MongoDB则是一款由Organization Flapdoodle OSS出品的内嵌MongoDB，可以在不启动MongoDB服务器的前提下，方便进行相关的MongoDB接口测试。
本文所演示的项目，是采用Gradle进行组织以及构建的，如果对Gradle不熟悉，也可以自行将项目转为Maven项目。
build.gradle文件完整配置内容如下。
buildscript { // buildscript 代码块中脚本优先执行// ext 用于定义动态属性ext {springBootVersion = '2.0.0.M2'}// 使用了 Maven 的中央仓库（也可以指定其他仓库）repositories {//mavenCentral()maven { url "https://repo.spring.io/snapshot" }maven { url "https://repo.spring.io/milestone" }maven { url "http://maven.aliyun.com/nexus/content/groups/public/" }}// 依赖关系dependencies {// classpath 声明说明了在执行其余的脚本时，ClassLoader 可以使用这些依赖项classpath("org.springframework.boot:spring-boot-gradle-plugin:${springBootVersion}")}}// 使用插件apply plugin: 'java'apply plugin: 'eclipse'apply plugin: 'org.springframework.boot'apply plugin: 'io.spring.dependency-management'// 指定了生成的编译文件的版本，默认是打成了 jar 包version = '1.0.0'// 指定编译 .java 文件的 JDK 版本sourceCompatibility = 1.8// 使用了 Maven 的中央仓库（也可以指定其他仓库）repositories {//mavenCentral()maven { url "https://repo.spring.io/snapshot" }maven { url "https://repo.spring.io/milestone" }maven { url "http://maven.aliyun.com/nexus/content/groups/public/" }}// 依赖关系dependencies {// 该依赖用于编译阶段compile('org.springframework.boot:spring-boot-starter-web')// 添加 Thymeleaf 的依赖compile('org.springframework.boot:spring-boot-starter-thymeleaf')// 添加 Spring Data Mongodb 的依赖compile('org.springframework.boot:spring-boot-starter-data-mongodb')// 添加 Embedded MongoDB 的依赖用于测试compile('de.flapdoodle.embed:de.flapdoodle.embed.mongo')// 该依赖用于测试阶段testCompile('org.springframework.boot:spring-boot-starter-test')}该build.gradle文件中的各配置项的注释已经非常详尽了，这里就不再赘述其配置项的含义了。
文件服务器的实现
在mongodb-file-server项目基础上，我们将实现文件服务器的功能。
1.领域对象
首先，我们要对文件服务器进行建模。相关的领域模型如下。
文档类是类似与JPA中的实体的概念。不同的是JPA是采用@Entity注解，而文档类是采用@Document注解。
在com.waylau.spring.boot.fileserver.domain包下，我们创建了一个File类。
import org.bson.types.Binary;import org.springframework.data.annotation.Id;import org.springframework.data.mongodb.core.mapping.Document;...@Documentpublic class File {@Id // 主键private String id;private String name; // 文件名称private String contentType; // 文件类型private long size;private Date uploadDate;private String md5;private Binary content; // 文件内容private String path; // 文件路径// 省略 getter/setter 方法protected File() {}public File(String name, String contentType, long size,Binary content) {this.name = name;this.contentType = contentType;this.size = size;this.uploadDate = new Date();this.content = content;}@Overridepublic boolean equals(Object object) {if (this == object) {return true;}if (object == null || getClass() != object.getClass()) {return false;}File fileInfo = (File) object;return java.util.Objects.equals(size, fileInfo.size)&& java.util.Objects.equals(name, fileInfo.name)&& java.util.Objects.equals(contentType, fileInfo.contentType)&& java.util.Objects.equals(uploadDate, fileInfo.uploadDate)&& java.util.Objects.equals(md5, fileInfo.md5)&& java.util.Objects.equals(id, fileInfo.id);}@Overridepublic int hashCode() {return java.util.Objects.hash(name, contentType, size, uploadDate, md5, id);}@Overridepublic String toString() {return "File{"+ "name='" + name + '''+ ", contentType='" + contentType + '''+ ", size=" + size+ ", uploadDate=" + uploadDate+ ", md5='" + md5 + '''+ ", id='" + id + '''+ '}';}}需要注意以下两点。
·文档类，主要采用的是Spring Data MongoDB中的注解，用于标识这是NoSQL中的文档概念。
·文件的内容，我们是用org.bson.types.Binary类型来进行存储。
2.存储库FileRepository
存储库用于提供与数据库“打交道”的常用的数据访问接口。其中FileRepository接口继承自org.springframework.data.mongodb.repository.MongoRepository即可，无须自行实现该接口的功能，Spring Data MongoDB会自动实现接口中的方法。
import org.springframework.data.mongodb.repository.MongoRepository;import com.waylau.spring.boot.fileserver.domain.File;public interface FileRepository extends MongoRepository<File, String> {}3.服务接口及实现类
FileService接口定义了对于文件的CURD操作，其中查询文件接口是采用的分页处理，以有效提升查询性能。
public interface FileService {/*** 保存文件* @param File* @return*/File saveFile(File file);/*** 删除文件* @param File* @return*/void removeFile(String id);/*** 根据id获取文件* @param File* @return*/File getFileById(String id);/*** 分页查询，按上传时间降序* @param pageIndex* @param pageSize* @return*/List<File> listFilesByPage(int pageIndex, int pageSize);}FileServiceImpl实现了FileService中所有的接口。@Servicepublic class FileServiceImpl implements FileService {@Autowiredpublic FileRepository fileRepository;@Overridepublic File saveFile(File file) {return fileRepository.save(file);}@Overridepublic void removeFile(String id) {fileRepository.deleteById(id);}@Overridepublic Optional<File> getFileById(String id) {return fileRepository.findById(id);}@Overridepublic List<File> listFilesByPage(int pageIndex, int pageSize) {Page<File> page = null;List<File> list = null;Sort sort = new Sort(Direction.DESC,"uploadDate");Pageable pageable = PageRequest.of(pageIndex, pageSize, sort);page = fileRepository.findAll(pageable);list = page.getContent();return list;}}4.控制层、API资源层
FileController控制器作为API的提供者，接收用户的请求及响应。
API的定义符合RESTful的风格。
@CrossOrigin(origins = "*", maxAge = 3600) // 允许所有域名访问@Controllerpublic class FileController {@Autowiredprivate FileService fileService;@Value("${server.address}")private String serverAddress;@Value("${server.port}")private String serverPort;@RequestMapping(value = "/")public String index(Model model) {// 展示最新20条数据model.addAttribute("files", fileService.listFilesByPage(0, 20));return "index";}/*** 分页查询文件** @param pageIndex* @param pageSize* @return*/@GetMapping("files/{pageIndex}/{pageSize}")@ResponseBodypublic List<File> listFilesByPage(@PathVariable int pageIndex,@PathVariable int pageSize) {return fileService.listFilesByPage(pageIndex, pageSize);}/*** 获取文件片信息** @param id* @return*/@GetMapping("files/{id}")@ResponseBodypublic ResponseEntity<Object> serveFile(@PathVariable String id) {Optional<File> file = fileService.getFileById(id);if (file.isPresent()) {return ResponseEntity.ok().header(HttpHeaders.CONTENT_DISPOSITION, "attachment; fileName=""+ file.get().getName() + """).header(HttpHeaders.CONTENT_TYPE, "application/octet-stream").header(HttpHeaders.CONTENT_LENGTH, file.get().getSize() + "").header("Connection", "close").body(file.get().getContent().getData());} else {return ResponseEntity.status(HttpStatus.NOT_FOUND).body("File was notfound");}}/*** 在线显示文件** @param id* @return*/@GetMapping("/view/{id}")@ResponseBodypublic ResponseEntity<Object> serveFileOnline(@PathVariable String id) {Optional<File> file = fileService.getFileById(id);if (file.isPresent()) {return ResponseEntity.ok().header(HttpHeaders.CONTENT_DISPOSITION, "fileName=""+ file.get().getName() + """).header(HttpHeaders.CONTENT_TYPE, file.get().getContentType()).header(HttpHeaders.CONTENT_LENGTH, file.get().getSize() + "").header("Connection", "close").body(file.get().getContent().getData());} else {return ResponseEntity.status(HttpStatus.NOT_FOUND).body("File was notfound");}}/*** 上传** @param file* @param redirectAttributes* @return*/@PostMapping("/")public String handleFileUpload(@RequestParam("file") MultipartFile file,RedirectAttributes redirectAttributes) {try {File f = new File(file.getOriginalFilename(), file.getContentType(),file.getSize(), new Binary(file.getBytes()));f.setMd5(MD5Util.getMD5(file.getInputStream()));fileService.saveFile(f);} catch (IOException | NoSuchAlgorithmException ex) {ex.printStackTrace();redirectAttributes.addFlashAttribute("message", "Your "+ file.getOriginalFilename() + " is wrong!");return "redirect:/";}redirectAttributes.addFlashAttribute("message","You successfully uploaded " + file.getOriginalFilename() + "!");return "redirect:/";}/*** 上传接口** @param file* @return*/@PostMapping("/upload")@ResponseBodypublic ResponseEntity<String> handleFileUpload(@RequestParam("file") MultipartFilefile) {File returnFile = null;try {File f = new File(file.getOriginalFilename(), file.getContentType(), file.getSize(),new Binary(file.getBytes()));f.setMd5(MD5Util.getMD5(file.getInputStream()));returnFile = fileService.saveFile(f);String path = "//" + serverAddress + ":" + serverPort + "/view/" +returnFile.getId();return ResponseEntity.status(HttpStatus.OK).body(path);} catch (IOException | NoSuchAlgorithmException ex) {ex.printStackTrace();return ResponseEntity.status(HttpStatus.INTERNAL_SERVER_ERROR).body(ex.getMessage());}}/*** 删除文件** @param id* @return*/@DeleteMapping("/{id}")@ResponseBodypublic ResponseEntity<String> deleteFile(@PathVariable String id) {try {fileService.removeFile(id);return ResponseEntity.status(HttpStatus.OK).body("DELETE Success!");} catch (Exception e) {return ResponseEntity.status(HttpStatus.INTERNAL_SERVER_ERROR).body(e.getMessage());}}}其中@CrossOrigin(origins=”*”,maxAge=3600)注解标识了API可以被跨域请求。
运行
有多种方式可以运行Gradle的Java项目。使用Spring Boot GradlePlugin插件运行是较为简便的一种方式，只需要执行：
$ gradlew bootRun项目成功运行后，通过浏览器访问http://localhost:8081即可。如图14-4所示，首页提供了上传的演示界面，上传后，就能看到上传文件的详细信息。
图14-4 上传界面
其他配置项
我们打开application.properties配置文件，可以看到以下配置。
server.address=localhostserver.port=8081# Thymeleafspring.thymeleaf.encoding=UTF-8spring.thymeleaf.cache=falsespring.thymeleaf.mode=HTML5# limit upload file sizespring.http.multipart.max-file-size=1024KBspring.http.multipart.max-request-size=1024KB# independent MongoDB server#spring.data.mongodb.uri=mongodb://localhost:27017/test这些配置的含义如下。
·server.address和server.port用来指定文件服务器启动的位置和端口号。
·spring.http.multipart.max-file-size和spring.http.multipart.max-request-size用来限制上传文件的大小，这里设置最大是1MB。
·当spring.data.mongodb.uri没有被指定的时候，默认会采用内嵌MongoDB服务器。如果要使用独立部署的MongoDB服务器，那么设置这个配置，并指定MongoDB服务器的地址。同时，将内嵌MongoDB的依赖注释掉，操作如下。
dependencies {//...// 注释掉内嵌的 MongoDB// compile('de.flapdoodle.embed:de.flapdoodle.embed.mongo')//...}
