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文件上传、文件下载都是常见的需求。
大文件上传我们会通过分片上传来优化。
比如阿里云 OSS 的大文件分片上传:
那大文件下载如何优化呢?
答案也是分片下载,或者叫流式传输。
我们试一下:
nest new download-test创建个 Nest 项目。
在 AppController 里添加个 download 的路由:
import { Controller, Get, Res } from '@nestjs/common';import { AppService } from './app.service';import { Response } from 'express';import * as fs from 'fs';@Controller()export class AppController { constructor(private readonly appService: AppService) {} @Get() getHello(): string { return this.appService.getHello(); } @Get('download') download(@Res() res: Response) { const content = fs.readFileSync('package.json'); res.set('Content-Disposition', `attachment; file`); res.end(content); }}把服务跑起来:
npm run start:dev浏览器访问下:
可以看到,触发了下载。
在 devtools 里可以看到正确设置了 header:
header 通过 @Header 装饰器加也可以:
@Get('download')@Header('Content-Disposition', `attachment; file`)download(@Res() res: Response) { const content = fs.readFileSync('package.json'); res.end(content);}效果一样。
但是,这样文件是全部读取出来返回,如果文件大了,比如好几个 G,会占用很大的内存。
当大文件下载的时候,能不能读出一部分返回一部分,也就是流式的下载呢?
可以的,http 有这个功能。
就是 transfer-encoding:chunked
这个是面试常考题。
从服务器下载一个文件的时候,如何知道文件下载完了呢?
有两种方式:
一种是 header 里带上 Content-Length,浏览器下载到这个长度就结束。
另一种是设置 transfer-encoding:chunked,它是不固定长度的,服务器不断返回内容,直到返回一个空的内容代表结束。
比如这样:
Hello
,
World
!这里分了 “Hello” “,” “World”“!” 这 4 个块,长度分别为 5、1、5、1
最后以一个长度为 0 的块代表传输结束。
这样,不管内容多少都可以分块返回,就不用指定 Content-Length 了。
这就是大文件的流式传输的原理,就是 transfer-encoding:chunked。
然后我们在代码里实现下:
@Get('download2')@Header('Content-Disposition', `attachment; file`)download2(@Res() res: Response) { const stream = fs.createReadStream('package.json'); stream.pipe(res);}node 的 stream 本来就是分块读取内容的,这里配合流式返回数据很合适。
现在就不再返回 Content-Length 了,而是返回了 Transfer-Encoding:chunked:
这就是流式传输。
不过在 nest 里最好不要直接用 node 的 stream api。
因为它有很多事件,比如 data、error、end 等,自己处理还是挺麻烦的。
可以直接用 Nest 封装的一个类 StreamableFile:
@Get('download3')download3() { const stream = fs.createReadStream('package.json'); return new StreamableFile(stream, { disposition: `attachment; file` });}试一下:
效果一样。
只是这里的 Content-Type 默认是 application/octet-stream 二进制流:
你也可以改一下:
@Get('download3')download3() { const stream = fs.createReadStream('package.json'); return new StreamableFile(stream, { type: 'text/plain', disposition: `attachment; file` });}这样就实现了流式传输了。
相比大文件上传需要自己实现分片,大文件下载这个,浏览器和 http 内置了支持,直接指定对应 header 就行,自己不用做很多事情。
然后具体的 http 响应体是什么样的呢?
我们用 wireshark 抓包看一下:
在 wireshark 官网下载安装包:
安装后把它跑起来:
选择 loopback 这个网卡,本地回环地址,可以抓到 localhost 的包:
输入过滤器 port 3000,也就是过滤 3000 端口的数据包。
然后回车就会进入抓包界面:
这时候再访问下 http://localhost:3000/download3
可以看到抓到了几个 tcp 的包:
这两个分别是请求和响应:
如果多了找不到,点一下 protocal 会排序:
可以看到,确实是分块传输的:
这里有一个数据块,然后一个空块结尾。
再访问下 http://localhost:3000/download 接口对比下:
和上面的对比下,这就是没有分块的响应。
当然,现在的文件比较小,可以找一个大一点的文件试一下:
可以看到,现在分片就多了:
大概是 65536 一个分块,也就是 64k。
每个分块都有 chunk size 和 chunk data:
确实是分块了。
案例代码上传了 Nest 小册仓库。
总结
大文件上传的优化是分片上传,大文件下载的优化是分片下载。
只不过这个分片下载 http 帮你做了,你只要指定 transfer-encoding:chunked 就行,也叫流式传输。
在 Nest 里可以用 fs.createReadStream 获取文件流,然后返回 StreamableFile 的对象就可以了。
返回的响应就是流式的,我们通过 wireshark 抓包证实了这点。
每个分块都有 chunk size、chunk data 的信息。
以后面试官再问你大文件下载优化或者问 transfer-encoding:chunked,你就可以大胆的说你用 wireshark 抓包验证过了。