基于RMI服务传输大文件的完整解决方案

基于RMI服务传输大文件，分为上传和下载两种操作，需要注意的技术点主要有三方面，第一，RMI服务中传输的数据必须是可序列化的。第二，在传输大文件的过程中应该有进度提醒机制，对于大文件传输来说，这点很重要，因为大文件的传输时间周期往往比较长，必须实时告知用户大文件的传输进度。第三，针对大文件的读取方式，如果采用一次性将大文件读取到byte[]中是不现实的，因为这将受制于JVM的可用内存，会导致内存溢出的问题。

笔者实验的基于RMI服务传输大文件的解决方案，主要就是围绕以上三方面进行逐步解决的。下面将分别就上传大文件和下载大文件进行阐述。

1. 基于RMI服务上传大文件

1.1. 设计思路

上传大文件分为两个阶段，分别为“CS握手阶段”和“文件内容上传更新阶段”。

CS握手阶段，又可称之为客户端与服务端之间的基本信息交换阶段。客户端要确定待上传的本地文件和要上传到服务端的目标路径。读取本地文件，获取文件长度，将本地文件长度、本地文件路径和服务端目标路径等信息通过接口方法传递到服务端，然后由服务端生成具有唯一性的FileKey信息，并返回到客户端，此FileKey作为客户端与服务端之间数据传输通道的唯一标示。这些信息数据类型均为Java基本数据类型，因此都是可序列化的。此接口方法就称之为“握手接口”，通过CS握手，服务端能确定三件事：哪个文件要传输过来、这个文件的尺寸、这个文件将存放在哪里，而这三件刚好是完成文件上传的基础。

然后就是“文件内容上传更新阶段”。客户端打开文件后，每次读取一定量的文件内容，譬如每次读取（1024 * 1024 * 2）byte的数据，并将此批数据通过“上传更新”接口方法传输到服务端，由服务端写入输出流中，同时检查文件内容是否已经传输完毕，如果已经传输完毕，则执行持久化flush操作在服务端生成文件；客户端每次传输一批数据后，就更新“已传输数据总量”标示值，并与文件总长度进行比对计算，从而得到文件上传进度，实时告知用户。综上所述，客户端循环读取本地文件内容并传输到服务端，直到文件内容读取上传完毕为止。

1.2. 功能设计

1.2.1 文件上传相关状态信息的管理

大文件上传的过程中，在服务端，最重要的是文件上传过程相关状态信息的精确管理，譬如，文件总长度、已上传字节总数、文件存储路径等等。而且要保证在整个上传过程中数据的实时更新和绝对不能丢失，并且在文件上传完毕后及时清除这些信息，以避免服务端累计过多失效的状态数据。

鉴于此，我们设计了一个类 RFileUploadTransfer 来实现上述功能。代码如下：

   /**   * Description: 文件上传过程相关状态信息封装类。<br>   * Copyright: Copyright (c) 2016<br>   * Company: 河南电力科学研究院智能电网所<br>   * @author shangbingbing 2016-01-01编写   * @version 1.0   */  public class RFileUploadTransfer implements Serializable {      private static final long serialVersionUID = 1L;      private String fileKey;      //客户端文件路径      private String srcFilePath;      //服务端上传目标文件路径      private String destFilePath;      //文件尺寸      private int fileLength = 0;      //已传输字节总数      private int transferByteCount = 0;      //文件是否已经完整写入服务端磁盘中      private boolean isSaveFile = false;      private OutputStream out = null;            public RFileUploadTransfer(String srcFilePath, int srcFileLength, String destFilePath) {          this.fileKey = UUID.randomUUID().toString();          this.srcFilePath = srcFilePath;          this.fileLength = srcFileLength;          this.destFilePath = destFilePath;                    File localFile = new File(this.destFilePath);          if(localFile.getParentFile().exists() == false) {              localFile.getParentFile().mkdirs();          }          try {              this.out = new FileOutputStream(localFile);          } catch (FileNotFoundException e) {              e.printStackTrace();          }      }            public String getFileKey() {          return fileKey;      }      public String getSrcFilePath() {          return srcFilePath;      }      public String getDestFilePath() {          return destFilePath;      }      public boolean isSaveFile() {          return isSaveFile;      }            public void addContentBytes(byte[] bytes) {          try {              if(bytes == null || bytes.length == 0) {                  return;              }              if(this.transferByteCount + bytes.length > this.fileLength) {                  //如果之前已经传输的数据长度+本批数据长度>文件长度的话，说明这批数据是最后一批数据了；                  //由于本批数据中可能会存在有空字节，所以需要筛选出来。                  byte[] contents = new byte[this.fileLength - this.transferByteCount];                  for(int i=0;i<contents.length;i++) {                      contents[i] = bytes[i];                  }                  this.transferByteCount = this.fileLength;                  this.out.write(contents);              } else {                  //说明本批数据并非最后一批数据，文件还没有传输完。                  this.transferByteCount += bytes.length;                  this.out.write(bytes);              }              if(this.transferByteCount >= this.fileLength) {                  this.out.flush();                  this.isSaveFile = true;                  if(this.out != null) {                      try {                          this.out.close();                      } catch (IOException e) {                          e.printStackTrace();                      }                  }              }          } catch (Exception ex) {              ex.printStackTrace();          }      }  }

然后，在RMI服务接口方法实现类中构建一个线程安全的集合，用来存储管理各个大文件的传输过程，代码如下：

  /**  * 上传文件状态监视器  */  private Hashtable<String,RFileUploadTransfer> uploadFileStatusMonitor = new Hashtable<String,RFileUploadTransfer>();

1.2.2 CS握手接口设计

CS握手接口名称为 startUploadFile ，主要功能就是传输交换文件基本信息，构建文件上传过程状态控制对象。其在接口实现类中的代码如下所示：

  @Override  public String startUploadFile(String localFilePath, int localFileLength, String remoteFilePath) throws RemoteException {      RFileUploadTransfer fileTransfer = new RFileUploadTransfer(localFilePath,localFileLength,remoteFilePath);      if(this.uploadFileStatusMonitor.containsKey(fileTransfer.getFileKey())) {          this.uploadFileStatusMonitor.remove(fileTransfer.getFileKey());      }      this.uploadFileStatusMonitor.put(fileTransfer.getFileKey(), fileTransfer);      return fileTransfer.getFileKey();  }

1.2.3 文件内容上传更新接口设计

文件内容上传更新接口名称为 updateUploadProgress ，主要功能是接收客户端传输过来的文件内容byte[]信息。其在接口实现类中的代码如下所示：

  @Override  public boolean updateUploadProgress(String fileKey, byte[] contents) throws RemoteException {      if(this.uploadFileStatusMonitor.containsKey(fileKey)) {          RFileUploadTransfer fileTransfer = this.uploadFileStatusMonitor.get(fileKey);          fileTransfer.addContentBytes(contents);          if(fileTransfer.isSaveFile()) {              this.uploadFileStatusMonitor.remove(fileKey);          }      }      return true;  }

1.2.4 客户端设计

客户端的主要功能是打开本地文件，按批读取文件内容byte[]信息，调用RMI接口方法进行传输，同时进行传输进度的提醒。下面是笔者本人采用swing开发的测试代码，采用JProgressBar进行进度的实时提醒。

  progressBar.setMinimum(0);  progressBar.setMaximum(100);  InputStream is = null;  try {      File srcFile = new File(localFilePath);      int fileSize = (int)srcFile.length();      String fileKey = getFileManageService().startUploadFile(localFilePath, fileSize, remoteFilePath);                                    byte[] buffer = new byte[1024 * 1024 * 2];      int offset = 0;      int numRead = 0;      is = new FileInputStream(srcFile);      while(-1 != (numRead=is.read(buffer))) {          offset += numRead;          getFileManageService().updateUploadProgress(fileKey, buffer);          double finishPercent = (offset * 1.0 / fileSize) * 100;          progressBar.setValue((int)finishPercent);      }      if(offset != fileSize) {          throw new IOException("不能完整地读取文件 " + localFilePath);      } else {          progressBar.setValue(100);      }  } catch (Exception ex) {      ex.printStackTrace();  } finally {      try {          if(is != null) {              is.close();          }      } catch (IOException e) {          e.printStackTrace();      }  }

实例界面截图如下所示：

2. 基于RMI服务下载大文件

2.1. 设计思路

下载大文件分为两个阶段，分别为“CS握手阶段”和“文件内容下载更新阶段”。

CS握手阶段，又可称之为客户端与服务端之间的基本信息交换阶段。服务端读取待下载的文件，获取文件长度，生成具有唯一性的FileKey信息，并将文件长度、FileKey信息传输到客户端，此FileKey作为客户端与服务端之间数据传输通道的唯一标示。这些信息数据类型均为Java基本数据类型，因此都是可序列化的。此接口方法就称之为“握手接口”，通过CS握手，客户端能确定两件事：哪个文件要下载、这个文件的尺寸，而这两件刚好是完成文件下载的基础。

然后就是“文件内容下载更新阶段”。服务端打开文件后，每次读取一定量的文件内容，譬如每次读取（1024 * 1024 * 2）byte的数据，并将此批数据通过“下载更新”接口方法传输到客户端，由客户端写入输出流中，同时检查文件内容是否已经传输完毕，如果已经传输完毕，则执行持久化flush操作在客户端生成文件；客户端每接收一批数据后，就更新“已下载数据总量”标示值，并与文件总长度进行比对计算，从而得到文件下载进度，实时告知用户。综上所述，客户端循环获取服务端传输过来的文件内容，直到服务端文件内容读取传输完毕为止。

2.2. 功能设计

2.2.1 文件下载相关状态信息的管理

大文件下载的过程中，在服务端，最重要的是文件下载过程相关状态信息的精确管理，譬如，文件总长度、已下载字节总数等等。而且要保证在整个下载过程中数据的实时更新和绝对不能丢失，并且在文件下载完毕后及时清除这些信息，以避免服务端累计过多失效的状态数据。

鉴于此，我们设计了一个类 RFileDownloadTransfer 来实现上述功能。代码如下：

  /**   * Description: 文件下载过程相关状态信息封装类。<br>   * Copyright: Copyright (c) 2016<br>   * Company: 河南电力科学研究院智能电网所<br>   * @author shangbingbing 2016-01-01编写   * @version 1.0   */  public class RFileDownloadTransfer implements Serializable {      private static final long serialVersionUID = 1L;      private String fileKey;      //服务端待下载文件路径      private String srcFilePath;      //待下载文件尺寸      private int fileLength = 0;      private InputStream inputStream = null;      //已经传输文件内容字节总数      private int transferByteCount = 0;      //服务端待下载文件是否已经读取完毕      private boolean isReadFinish = false;            public RFileDownloadTransfer(String srcFilePath) {          this.fileKey = UUID.randomUUID().toString();          this.srcFilePath = srcFilePath;          File srcFile = new File(srcFilePath);          this.fileLength = (int)srcFile.length();          try {              this.inputStream = new FileInputStream(srcFile);          } catch (FileNotFoundException e) {              e.printStackTrace();          }      }      public String getFileKey() {          return fileKey;      }      public String getSrcFilePath() {          return srcFilePath;      }      public int getFileLength() {          return fileLength;      }      public boolean isReadFinish() {          return isReadFinish;      }      public byte[] readBytes() {          try {              if(this.inputStream == null) {                  return null;              }              byte[] buffer = new byte[1024 * 1024 * 5];              this.inputStream.read(buffer);              this.transferByteCount += buffer.length;              if(this.transferByteCount >= this.fileLength) {                  this.isReadFinish = true;                  this.transferByteCount = this.fileLength;              }              return buffer;          } catch (Exception ex) {              ex.printStackTrace();              return null;          }      }            public void closeInputStream() {          if(this.inputStream != null) {              try {                  this.inputStream.close();              } catch (IOException e) {                  e.printStackTrace();              }          }      }  }

然后，在RMI服务接口方法实现类中构建一个线程安全的集合，用来存储管理各个大文件的传输过程，代码如下：

  /**  * 下载文件状态监视器  */  private Hashtable<String,RFileDownloadTransfer> downloadFileStatusMonitor = new Hashtable<String,RFileDownloadTransfer>();

2.2.2 CS握接口设计

CS握手接口名称为 startDownloadFile ，主要功能就是传输交换文件基本信息，构建文件下载过程状态控制对象。其在接口实现类中的代码如下所示：

  @Override  public Map<String, String> startDownloadFile(String srcFilePath) throws RemoteException {      RFileDownloadTransfer fileTransfer = new RFileDownloadTransfer(srcFilePath);      if(this.downloadFileStatusMonitor.containsKey(fileTransfer.getFileKey())) {          this.downloadFileStatusMonitor.remove(fileTransfer.getFileKey());      }      this.downloadFileStatusMonitor.put(fileTransfer.getFileKey(), fileTransfer);      Map<String,String> fileInfoList = new HashMap<String,String>();      fileInfoList.put("fileLength", String.valueOf(fileTransfer.getFileLength()));      fileInfoList.put("fileKey", fileTransfer.getFileKey());      return fileInfoList;  }

2.2.3 文件内容下载更新接口设计

文件内容下载更新接口名称为 updateDownloadProgress ，主要功能是接收客户端传输过来的文件内容byte[]信息。其在接口实现类中的代码如下所示：

  @Override  public byte[] updateDownloadProgress(String fileKey) throws RemoteException {      if(this.downloadFileStatusMonitor.containsKey(fileKey)) {          RFileDownloadTransfer fileTransfer = this.downloadFileStatusMonitor.get(fileKey);          byte[] bytes = fileTransfer.readBytes();          if(fileTransfer.isReadFinish()) {              fileTransfer.closeInputStream();              this.downloadFileStatusMonitor.remove(fileKey);          }          return bytes;      }      return null;  }

2.2.4 客户端设计

客户端的主要功能是创建磁盘文件，逐批次获取文件内容byte[]信息，并将其写入输出流中，同时进行传输进度的提醒，并最终生成完整的文件。下面是笔者本人采用swing开发的测试代码，采用JProgressBar进行进度的实时提醒。

  Map<String,String> fileInfoList = getFileManageService().startDownloadFile(remoteFilePath);  int fileLength = Integer.valueOf(fileInfoList.get("fileLength"));  String fileKey = fileInfoList.get("fileKey");  int transferByteCount = 0;                        progressBar.setMinimum(0);  progressBar.setMaximum(100);                        OutputStream out = new FileOutputStream(localFilePath);  while(true) {      if(transferByteCount >= fileLength) {          break;      }                                byte[] bytes = getFileManageService().updateDownloadProgress(fileKey);      if(bytes == null) {          break;      }                                if(transferByteCount + bytes.length > fileLength) {          //如果之前已经传输的数据长度+本批数据长度>文件长度的话，说明这批数据是最后一批数据了；          //那么本批数据中将会有空字节，需要筛选出来。          byte[] contents = new byte[fileLength - transferByteCount];          for(int i=0;i<contents.length;i++) {              contents[i] = bytes[i];          }          transferByteCount = fileLength;          out.write(contents);      } else {          //说明本批数据并非最后一批数据，文件还没有传输完。          transferByteCount += bytes.length;          out.write(bytes);      }                                double dblFinishPercent = (transferByteCount * 1.0 / fileLength) * 100;      int finishPercent = (int)dblFinishPercent;      if(finishPercent > 100) {          finishPercent = 100;      }      progressBar.setValue(finishPercent);  }                        if(transferByteCount != fileLength) {      LogInfoUtil.printLog("不能完整地读取文件 " + remoteFilePath);  } else {      progressBar.setValue(100);      out.flush();      if(out != null) {          try {              out.close();          } catch (IOException e) {              e.printStackTrace();          }      }  }

实例界面截图如下所示：

</div>