面试常考--前端性能优化之大文件上传-数字星空

大文件上传是前端开发中常见的需求之一，特别是在需要处理高清图片、视频或其他大型文件时。优化大文件上传不仅可以提升用户体验，还能有效减轻服务器负担。本文将深入探讨大文件上传的几种常见优化技术，包括文件切片与并发上传、断点续传、后台处理优化、安全性考虑和用户体验优化。

1. 前言

在现代Web应用中，用户上传大文件已成为常见需求。然而，直接上传大文件会面临诸多挑战，例如网络不稳定导致上传中断、长时间上传导致用户体验差、服务器压力大等。因此，优化大文件上传性能显得尤为重要。

2. 文件切片与并发上传

2.1 文件切片原理

文件切片（Chunking）是将大文件分成若干小片段，每个片段独立上传的方法。这样做可以有效减少单次上传的数据量，降低上传失败的概率。

2.2 实现步骤

前端切片：利用Blob对象的slice方法将文件切片。
并发上传：使用Promise.all实现多个切片并发上传。
合并请求：上传完成后，通知服务器合并这些切片。

3. 断点续传

断点续传（Resumable Uploads）可以在上传过程中断时，从断点继续上传，避免重新上传整个文件。

3.1 实现步骤

前端记录进度：使用localStorage记录已上传的切片信息。
断点续传：上传时检查哪些切片未上传，继续上传未完成的部分。

4. 后台处理优化

4.1 分片接收与合并

服务器需要支持接收分片请求，并在所有分片上传完成后合并文件。可以利用中间件或服务端程序语言实现这一逻辑。

5. 安全性考虑

5.1 文件类型校验

在前端和后端都应对文件类型进行校验，确保上传的文件类型符合预期。

5.2 文件大小限制

限制单个文件和总上传文件的大小，防止恶意用户上传过大的文件造成服务器压力。

6. 用户体验优化

6.1 进度显示

通过显示上传进度条，让用户了解上传进度，提升用户体验。

6.2 网络波动处理

考虑到用户可能在网络不稳定的环境中上传文件，可以增加失败重试机制。

完整实例

后端代码（Node.js + Express）

安装依赖

npm init -y
npm install express multer fs

创建服务器文件（server.js）

const express = require('express');
const multer = require('multer');
const fs = require('fs');
const path = require('path');
const bodyParser = require('body-parser');

const app = express();
const upload = multer({ dest: 'uploads/' });
app.use(bodyParser.json());

// 路由：处理文件切片上传
app.post('/upload', upload.single('chunk'), (req, res) => {
  const { index, fileName } = req.body;
  const chunkPath = path.join(__dirname, 'uploads', `${fileName}-${index}`);
  fs.renameSync(req.file.path, chunkPath);
  res.status(200).send('Chunk uploaded');
});

// 路由：合并切片
app.post('/merge', (req, res) => {
  const { totalChunks, fileName } = req.body;
  const filePath = path.join(__dirname, 'uploads', fileName);
  const writeStream = fs.createWriteStream(filePath);

  for (let i = 0; i < totalChunks; i++) {
    const chunkPath = path.join(__dirname, 'uploads', `${fileName}-${i}`);
    const data = fs.readFileSync(chunkPath);
    writeStream.write(data);
    fs.unlinkSync(chunkPath);
  }

  writeStream.end();
  res.status(200).send('File merged');
});

app.listen(3000, () => {
  console.log('Server started on http://localhost:3000');
});

前端代码（index.html + script.js）

创建HTML文件（index.html）

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
  <meta charset="UTF-8">
  <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
  <title>大文件上传</title>
</head>
<body>
  <input type="file" id="fileInput">
  <progress id="progressBar" value="0" max="100"></progress>
  <button onclick="uploadFile()">上传文件</button>
  <script src="script.js"></script>
</body>
</html>

创建JavaScript文件（script.js）

const fileInput = document.getElementById('fileInput');
const progressBar = document.getElementById('progressBar');
const chunkSize = 5 * 1024 * 1024; // 5MB

const uploadChunk = async (chunk, index, fileName) => {
  const formData = new FormData();
  formData.append('chunk', chunk);
  formData.append('index', index);
  formData.append('fileName', fileName);

  await fetch('/upload', {
    method: 'POST',
    body: formData
  });

  updateProgressBar(index);
};

const updateProgressBar = (index) => {
  const uploadedChunks = JSON.parse(localStorage.getItem('uploadedChunks')) || [];
  if (!uploadedChunks.includes(index)) {
    uploadedChunks.push(index);
    progressBar.value = (uploadedChunks.length / totalChunks) * 100;
    localStorage.setItem('uploadedChunks', JSON.stringify(uploadedChunks));
  }
};

const uploadFile = async () => {
  const file = fileInput.files[0];
  const totalChunks = Math.ceil(file.size / chunkSize);
  const uploadedChunks = JSON.parse(localStorage.getItem('uploadedChunks')) || [];
  const promises = [];

  for (let i = 0; i < totalChunks; i++) {
    if (!uploadedChunks.includes(i)) {
      const chunk = file.slice(i * chunkSize, (i + 1) * chunkSize);
      promises.push(uploadChunk(chunk, i, file.name));
    }
  }

  await Promise.all(promises);

  await fetch('/merge', {
    method: 'POST',
    headers: { 'Content-Type': 'application/json' },
    body: JSON.stringify({ totalChunks, fileName: file.name })
  });

  localStorage.removeItem('uploadedChunks');
  alert('文件上传成功');
};

启动后端服务器

在浏览器中打开前端页面

将index.html文件在浏览器中打开，选择文件并点击“上传文件”按钮即可看到文件上传进度。

node server.js