摘要：在互联网大厂后端开发的日常工作中，你是否常常被这些问题困扰？使用 Spring Boot 构建文件存储服务时，文件上传速度慢得让人抓狂，下载时又频繁出现路径错误，不同环境下的存储适配更是令人头秃。好不容易搭建好的文件存储服务，在高并发场景下直接 “罢工”，导致
在互联网大厂后端开发的日常工作中，你是否常常被这些问题困扰？使用 Spring Boot 构建文件存储服务时，文件上传速度慢得让人抓狂，下载时又频繁出现路径错误，不同环境下的存储适配更是令人头秃。好不容易搭建好的文件存储服务，在高并发场景下直接 “罢工”，导致线上业务受到影响，不仅要加班排查问题，还得面对领导的质问，这种经历相信不少后端开发人员都深有体会。
随着互联网业务的不断发展，文件存储需求日益增长。在互联网大厂中，用户上传的图片、视频，系统产生的日志文件等，都需要可靠的文件存储服务来支撑。Spring Boot 凭借其快速开发、简化配置等优势，成为了后端开发人员构建文件存储服务的热门选择。然而，在实际开发过程中，由于业务场景复杂、技术选型多样等原因，开发人员在使用 Spring Boot 构建通用文件存储服务时，会遇到各种各样的问题。比如，不同的存储介质（本地磁盘、云存储等）有着不同的操作方式和 API，如何实现统一的调用接口；在分布式环境下，如何保证文件存储的一致性和可用性；文件的安全性也是不容忽视的问题，如何防止文件被非法访问和篡改等等。
首先，创建一个 Spring Boot 项目。在 pom.xml 文件中引入必要的依赖，Spring Web 必不可少，它用于处理 HTTP 请求，为文件上传下载等操作提供接口支持。对于文件存储相关依赖，如果采用本地存储，commons - io 工具类库能极大方便文件操作，它提供了丰富的文件处理方法，如文件复制、移动、删除等。若对接云存储，像阿里云 OSS、腾讯云 COS 等，则需引入对应的 SDK 。以阿里云 OSS 为例，引入 aliyun - oss - java - sdk 依赖后，就能使用其提供的 API 与阿里云的存储服务进行交互。
在配置文件中，设置文件存储的基础路径。在 application.yml 里添加如下配置：
这一配置指定了文件在本地存储的根目录，后续上传的文件都会存放在这个路径下。若使用云存储，此处则需配置云存储的相关参数，如访问密钥、存储桶名称、地域等。
创建文件存储服务接口 FileStorageService，定义文件上传、下载、删除等核心方法：
public interface FileStorageService {String uploadFile(MultipartFile file);byte downloadFile(String fileName);boolean deleteFile(String fileName);}这个接口为后续实现文件存储的具体逻辑提供了规范，不同存储方式的实现类都需实现这些方法，保证对外提供统一的服务调用接口。
在 FileStorageService 的实现类 FileStorageServiceImpl 中，实现文件上传方法。以本地存储为例：
@Servicepublic class FileStorageServiceImpl implements FileStorageService {private final String storagePath;@Value("${file.storage - path}")public FileStorageServiceImpl(String storagePath) {this.storagePath = storagePath;}@Overridepublic String uploadFile(MultipartFile file) {try {// 生成唯一文件名，防止文件覆盖String fileName = UUID.randomUUID.toString + "_" + file.getOriginalFilename;Path targetLocation = Paths.get(storagePath, fileName);// 将文件内容写入目标路径Files.copy(file.getInputStream, targetLocation, StandardCopyOption.REPLACE_EXISTING);return fileName;} catch (IOException e) {throw new RuntimeException("文件上传失败", e);}}// 下载、删除方法类似实现}上述代码中，通过 UUID.randomUUID.toString 生成唯一标识符，再拼接上原始文件名，确保在同一目录下文件名的唯一性。利用 Files.copy 方法将文件输入流写入指定路径。若上传过程出现 IOException，则抛出运行时异常提示文件上传失败。
对于云存储，实现逻辑有所不同。以腾讯云 COS 为例，首先在配置文件中配置好 COS 的相关信息，如：
cos:secretId: your - secret - idsecretKey: your - secret - keyregion: your - regionbucket: your - bucket - name在实现类中，通过注入配置信息，使用腾讯云 COS 的 SDK 进行文件上传：
@Servicepublic class CosFileStorageServiceImpl implements FileStorageService {private final String secretId;private final String secretKey;private final String region;private final String bucket;@Value("${cos.secretId}")public void setSecretId(String secretId) {this.secretId = secretId;}@Value("${cos.secretKey}")public void setSecretKey(String secretKey) {this.secretKey = secretKey;}@Value("${cos.region}")public void setRegion(String region) {this.region = region;}@Value("${cos.bucket}")public void setBucket(String bucket) {this.bucket = bucket;}@Overridepublic String uploadFile(MultipartFile file) {try {COSClient cosClient = new COSClient(new BasicCOSCredentials(secretId, secretKey), new ClientConfig(new Region(region)));String fileName = UUID.randomUUID.toString + "_" + file.getOriginalFilename;PutObjectRequest putObjectRequest = new PutObjectRequest(bucket, fileName, file.getInputStream, new ObjectMetadata);cosClient.putObject(putObjectRequest);cosClient.shutdown;return fileName;} catch (IOException e) {throw new RuntimeException("文件上传失败", e);}}// 下载、删除等方法类似实现}这里使用腾讯云 COS 的 SDK 创建 COSClient 实例，根据配置信息进行文件上传操作，操作完成后关闭 COSClient 释放资源。
引入分布式文件系统，如 FastDFS、MinIO 等，可有效解决高并发场景下的性能问题。以 MinIO 为例，它支持分布式部署，能将多个节点组成集群，共同提供存储服务。在集群环境中，数据分片分布在不同服务器，实现冗余备份与负载均衡，提升数据可用性与容错能力，还具备强大的可扩展性，可按需添加服务器。
在 Spring Boot 项目中集成 MinIO，首先在 pom.xml 中添加依赖：
io.miniominio8.4.1在配置文件 application.yml 中配置 MinIO 连接信息：
minio:endpoint: http://your - minio - endpoint:9000accessKey: your - access - keysecretKey: your - secret - keybucketName: your - bucket - name创建 MinIO 工具类，封装文件上传、下载等操作方法：
import io.minio.*;import io.minio.http.Method;import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;import org.springframework.stereotype.Component;import java.io.InputStream;import java.util.concurrent.TimeUnit;@Componentpublic class MinioUtil {private final String endpoint;private final String accessKey;private final String secretKey;private final String bucketName;@Value("${minio.endpoint}")public void setEndpoint(String endpoint) {this.endpoint = endpoint;}@Value("${minio.accessKey}")public void setAccessKey(String accessKey) {this.accessKey = accessKey;}@Value("${minio.secretKey}")public void setSecretKey(String secretKey) {this.secretKey = secretKey;}@Value("${minio.bucketName}")public void setBucketName(String bucketName) {this.bucketName = bucketName;}public MinioClient getMinioClient {return MinioClient.builder.endpoint(endpoint).credentials(accessKey, secretKey).build;}public void uploadFile(InputStream inputStream, String objectName) throws Exception {MinioClient minioClient = getMinioClient;minioClient.putObject(PutObjectArgs.builder.bucket(bucketName).object(objectName).stream(inputStream, inputStream.available, -1).build);}public InputStream downloadFile(String objectName) throws Exception {MinioClient minioClient = getMinioClient;return minioClient.getObject(GetObjectArgs.builder.bucket(bucketName).object(objectName).build);}public String getPresignedUrl(String objectName, int expiry) throws Exception {MinioClient minioClient = getMinioClient;return minioClient.getPresignedObjectUrl(GetPresignedObjectUrlArgs.builder.method(Method.GET).bucket(bucketName).object(objectName).expiry(expiry, TimeUnit.SECONDS).build);}}通过上述配置与工具类，在业务代码中就能方便地使用 MinIO 进行文件存储操作，应对高并发场景下的文件读写需求。
使用分布式锁，如基于 Redis 的分布式锁，保证文件操作的原子性。例如在多个服务同时上传同名文件时，通过分布式锁避免文件覆盖问题。在 Spring Boot 项目中集成 Redis 分布式锁，首先引入 Redis 依赖：
org.springframework.bootspring - boot - starter - data - redis创建 Redis 分布式锁工具类：
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;import org.springframework.data.redis.core.StringRedisTemplate;import org.springframework.stereotype.Component;import java.util.concurrent.TimeUnit;@Componentpublic class RedisLockUtil {private static final String LOCK_PREFIX = "file_upload_lock:";@Autowiredprivate StringRedisTemplate stringRedisTemplate;public boolean tryLock(String key, long timeout, TimeUnit unit) {String lockKey = LOCK_PREFIX + key;long expireTime = System.currentTimeMillis + unit.toMillis(timeout);boolean success = stringRedisTemplate.opsForValue.setIfAbsent(lockKey, String.valueOf(expireTime));if (success) {return true;} else {String currentValue = stringRedisTemplate.opsForValue.get(lockKey);if (currentValue != null && Long.parseLong(currentValue)在文件上传方法中使用分布式锁：
@Servicepublic class FileStorageServiceImpl implements FileStorageService {@Autowiredprivate RedisLockUtil redisLockUtil;@Overridepublic String uploadFile(MultipartFile file) {String fileName = file.getOriginalFilename;boolean locked = redisLockUtil.tryLock(fileName, 10, TimeUnit.SECONDS);if (locked) {try {// 文件上传逻辑String uuidFileName = UUID.randomUUID.toString + "_" + fileName;Path targetLocation = Paths.get(storagePath, uuidFileName);Files.copy(file.getInputStream, targetLocation, StandardCopyOption.REPLACE_EXISTING);return uuidFileName;} catch (IOException e) {throw new RuntimeException("文件上传失败", e);} finally {redisLockUtil.unlock(fileName);}} else {throw new RuntimeException("获取锁失败，无法上传文件");}}// 其他方法}这样，在高并发场景下，通过分布式锁确保同一时间只有一个服务能对特定文件进行操作，保证数据一致性。
文件加密存储
对文件进行加密存储，可使用 AES、RSA 等加密算法。以 AES 加密为例，在文件上传时对内容进行加密，下载时再进行解密。首先引入加密相关依赖，如 Bouncy Castle 库：
org.bouncycastlebcprov - jdk15on1.70创建 AES 加密工具类：
import org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider;import javax.crypto.Cipher;import javax.crypto.KeyGenerator;import javax.crypto.SecretKey;import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;import java.security.SecureRandom;import java.security.Security;public class AESEncryptionUtil {private static final String ALGORITHM = "AES/CBC/PKCS7Padding";private static final String TRANSFORMATION = "AES";private static final int KEY_SIZE = 256;static {Security.addProvider(new BouncyCastleProvider);}public static SecretKey generateKey throws Exception {KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance(TRANSFORMATION, "BC");keyGenerator.init(KEY_SIZE, new SecureRandom);return keyGenerator.generateKey;}public static byte encrypt(byte data, SecretKey key, byte iv) throws Exception {Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM, "BC");IvParameterSpec ivSpec = new IvParameterSpec(iv);cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key, ivSpec);return cipher.doFinal(data);}public static byte decrypt(byte encryptedData, SecretKey key, byte iv) throws Exception {Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM, "BC");IvParameterSpec ivSpec = new IvParameterSpec(iv);cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key, ivSpec);return cipher.doFinal(encryptedData);}}在文件上传方法中使用加密：
@Servicepublic class FileStorageServiceImpl implements FileStorageService {@Overridepublic String uploadFile(MultipartFile file) {try {SecretKey key = AESEncryptionUtil.generateKey;byte iv = new byte[16];SecureRandom random = new SecureRandom;random.nextBytes(iv);byte fileBytes = file.getBytes;byte encryptedBytes = AESEncryptionUtil.encrypt(fileBytes, key, iv);String fileName = UUID.randomUUID.toString + "_" + file.getOriginalFilename;Path targetLocation = Paths.get(storagePath, fileName);Files.write(targetLocation, encryptedBytes);// 保存密钥和IV信息，可存储在数据库等地方，这里简单示例保存到文件Path keyPath = Paths.get(storagePath, fileName + ".key");Files.write(keyPath, key.getEncoded);Path ivPath = Paths.get(storagePath, fileName + ".iv");Files.write(ivPath, iv);return fileName;} catch (IOException | Exception e) {throw new RuntimeException("文件上传失败", e);}}@Overridepublic byte downloadFile(String fileName) {try {Path targetLocation = Paths.get(storagePath, fileName);byte encryptedBytes = Files.readAllBytes(targetLocation);Path keyPath = Paths.get(storagePath, fileName + ".key");byte keyBytes = Files.readAllBytes(keyPath);SecretKey key = new SecretKeySpec(keyBytes, TRANSFORMATION);Path ivPath = Paths.get(storagePath, fileName + ".iv");byte iv = Files.readAllBytes(ivPath);return AESEncryptionUtil.decrypt(encryptedBytes, key, iv);} catch (IOException | Exception e) {throw new RuntimeException("文件下载失败", e);}}// 其他方法}通过上述加密流程，确保文件在存储和传输过程中的安全性，防止文件内容被非法获取。
来源：从程序员到架构师一点号
