在现代Web开发中，文件上传和下载是常见的功能需求。然而，随着文件大小的增加或网络环境的变化，传统的文件上传和下载方式可能会遇到性能瓶颈或用户体验问题。本文将深入讲解如何在AspNetCore中实现大文件上传、分块上传、断点续传以及高效的文件下载。

一、大文件上传

1. 传统方式的问题

传统的文件上传方式通常是将整个文件一次性上传到服务器。这种方式在处理小文件时表现良好，但对于大文件（如视频、文档等），可能会导致以下问题：

• o 内存占用高：如果文件过大，可能会导致服务器内存不足。
• o 网络不稳定：在网络中断的情况下，用户需要重新上传整个文件。

2. 解决方案

为了优化大文件上传，可以采用以下策略：

• o 调整请求大小限制：修改AspNetCore默认的请求大小限制。
• o 流式上传：通过流式处理避免将整个文件加载到内存中。

调整请求大小限制

在Startup.cs中配置最大请求大小：

public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
    services.Configure<IISServerOptions>(options =>
    {
        options.MaxRequestBodySize = int.MaxValue; // 设置最大请求大小
    });
}

流式上传

使用IFormFile结合流式处理：

[HttpPost("upload")]
public async Task<IActionResult> UploadLargeFile(IFormFile file)
{
    if (file == null || file.Length == 0)
        return BadRequest("未选择文件");

    var filePath = Path.Combine(Directory.GetCurrentDirectory(), "uploads", file.FileName);

    using (var stream = new FileStream(filePath, FileMode.Create))
    {
        await file.CopyToAsync(stream); // 使用流式处理
    }

    return Ok("文件上传成功");
}

二、分块上传

1. 什么是分块上传？

分块上传是指将一个大文件分割成多个小块，逐块上传到服务器。这种方式可以有效解决大文件上传时的内存占用和网络中断问题。

2. 实现步骤

• o 前端分块：将文件分割成固定大小的小块。
• o 后端合并：接收所有小块后，按顺序合并为完整文件。

前端分块

使用JavaScript实现分块上传：

function uploadFile(file) {
    const chunkSize = 1 * 1024 * 1024; // 每块1MB
    let start = 0;
    let end = chunkSize;

    function uploadChunk() {
        if (start >= file.size) return;

        const chunk = file.slice(start, end);
        const formData = new FormData();
        formData.append('chunk', chunk);
        formData.append('fileName', file.name);

        fetch('/api/upload/chunk', {
            method: 'POST',
            body: formData
        }).then(() => {
            start = end;
            end += chunkSize;
            uploadChunk(); // 递归上传下一小块
        });
    }

    uploadChunk();
}

后端合并

接收分块并合并为完整文件：

private static readonly Dictionary<string, List<byte[]>> chunks = new();

[HttpPost("chunk")]
public IActionResult UploadChunk([FromForm] byte[] chunk, [FromForm] string fileName)
{
    if (!chunks.ContainsKey(fileName))
        chunks[fileName] = new List<byte[]>();

    chunks[fileName].Add(chunk);

    return Ok("分块上传成功");
}

[HttpPost("merge")]
public IActionResult MergeChunks([FromForm] string fileName)
{
    if (!chunks.ContainsKey(fileName))
        return NotFound("分块不存在");

    var allBytes = chunks[fileName].SelectMany(c => c).ToArray();
    var filePath = Path.Combine(Directory.GetCurrentDirectory(), "uploads", fileName);

    System.IO.File.WriteAllBytes(filePath, allBytes);
    chunks.Remove(fileName);

    return Ok("文件合并成功");
}

三、断点续传

1. 什么是断点续传？

断点续传是指在网络中断或其他原因导致上传中断时，可以从上次中断的位置继续上传，而无需重新上传整个文件。

2. 实现步骤

• o 记录上传进度：在每次上传分块时，记录已上传的分块信息。
• o 恢复上传：根据记录的进度，跳过已上传的部分，继续上传剩余部分。

记录上传进度

在数据库或文件系统中记录每个分块的状态：

public class UploadProgress
{
    public string FileName { get; set; }
    public int TotalChunks { get; set; }
    public List<bool> UploadedChunks { get; set; } = new();
}

恢复上传逻辑

在上传前检查已上传的分块：

[HttpGet("progress/{fileName}")]
public IActionResult GetUploadProgress(string fileName)
{
    // 查询数据库或文件系统获取上传进度
    var progress = GetProgressFromDatabase(fileName);

    return Ok(progress);
}

四、高效的文件下载

1. 传统方式的问题

传统的文件下载方式通常是将整个文件读取到内存中，然后返回给客户端。这种方式在处理大文件时可能会导致内存占用过高。

2. 解决方案

• o 流式下载：通过流式处理避免将整个文件加载到内存中。
• o 支持断点续传：允许客户端从上次中断的位置继续下载。

流式下载示例

使用FileStreamResult实现流式下载：

[HttpGet("download/{fileName}")]
public IActionResult DownloadFile(string fileName)
{
    var filePath = Path.Combine(Directory.GetCurrentDirectory(), "uploads", fileName);

    if (!System.IO.File.Exists(filePath))
        return NotFound("文件不存在");

    var stream = new FileStream(filePath, FileMode.Open, FileAccess.Read);
    return File(stream, "application/octet-stream", fileName);
}

支持断点续传

通过HTTP Range头实现断点续传：

[HttpGet("resume-download/{fileName}")]
public IActionResult ResumeDownload(string fileName)
{
    var filePath = Path.Combine(Directory.GetCurrentDirectory(), "uploads", fileName);

    if (!System.IO.File.Exists(filePath))
        return NotFound("文件不存在");

    var fileSize = new FileInfo(filePath).Length;
    var rangeHeader = Request.Headers["Range"].ToString();

    if (!string.IsNullOrEmpty(rangeHeader))
    {
        var rangeValues = RangeHeaderValue.Parse(rangeHeader).Ranges.First();
        var start = rangeValues.From ?? 0;
        var length = rangeValues.To - start + 1;

        var stream = new FileStream(filePath, FileMode.Open, FileAccess.Read);
        stream.Seek(start, SeekOrigin.Begin);

        Response.Headers["Content-Range"] = #34;bytes {start}-{rangeValues.To}/{fileSize}";
        Response.StatusCode = StatusCodes.Status206PartialContent;

        return File(stream, "application/octet-stream", fileName, false, (int)length);
    }

    return File(new FileStream(filePath, FileMode.Open, FileAccess.Read), "application/octet-stream", fileName);
}

总结

本文详细讲解了AspNetCore中文件上传和下载的优化方法，包括大文件上传、分块上传、断点续传以及高效的文件下载实现方式。这些技术不仅可以提升系统的性能，还能显著改善用户体验。

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