ASP .Net Core实现动态文件服务器

2022年04月01日 | .Net Core 3DTiles

需求

我这边有一些3DTiles数据需要动态发布，3DTiles数据简单来说是把大规模的三维地理模型切成很多小片，在展示的时候按精度按范围调取需要的数据，以减轻网络和渲染压力，加快渲染速度的一个方案。因此他是有记录切片配置的json文件和b3dm格式的数据文件构成的，在数据的根目录下有一个根的配置文件，每个子目录下通常也会有子配置文件。

3DTiles数据大小得看数据规模和切片精度，通常城市级别的倾斜摄影模型切成3DTiles大小得按T计算，文件个数得按万计算，不太适合像普通文件一样上传然后通过接口访问。所以考虑将需要发布的数据先通过其他方式上传到服务器，然后通过文件服务器的方式展示出来。

当然其实也可以直接将某个文件夹通过IIS/Nginx发布出去，然后要求用户每次上传的数据都放在那个文件夹下也是可以的，但是这样灵活性和通用性就大打折扣。

因此设定的业务逻辑应该是客户通过FTP或者其他什么工具将数据上传到服务器，然后通过应用选择数据文件夹，设定虚拟目录(url子路径)，发布，就可以通过url访问了。

技术栈

我这边习惯上后台使用Asp.Net Core Web API开发，现在到了.Net 6，是一个长期支持版本。当使用Visual Studio创建Asp.Net Core Web API后，入口文件Program.cs下会自动生成类似以下的代码，直接运行就会有一个天气预报的示例接口和Swagger接口文档页面(所以说.net core好用呀)：

var apiAppBuilder = WebApplication.CreateBuilder(args);
apiAppBuilder.Services.AddControllers();
apiAppBuilder.Services.AddEndpointsApiExplorer();
apiAppBuilder.Services.AddSwaggerGen();

var apiApp = apiAppBuilder.Build();
if (apiApp.Environment.IsDevelopment())
{
    apiApp.UseSwagger();
    apiApp.UseSwaggerUI();
}
apiApp.UseAuthorization();
apiApp.MapControllers();

await apiApp.RunAsync();

文件服务

如果想直接让上面代码中的apiAPP支持文件服务，只需要给他绑定静态文件服务相关的内容就行：

var staticfile = new StaticFileOptions();
staticfile.ServeUnknownFileTypes = true;
staticfile.FileProvider = new PhysicalFileProvider(physicalPath);
staticfile.RequestPath = urlPath;
apiApp.UseStaticFiles(staticfile);

如果希望除了提供文件服务之外还可以在浏览器中浏览，就需要绑定文件夹浏览相关的内容：

var dirOp = new DirectoryBrowserOptions();
dirOp.FileProvider = new PhysicalFileProvider(physicalPath);
dirOp.RequestPath = urlPath;
apiApp.UseDirectoryBrowser(dirOp);

上面urlPath是在网址路径中的path，以’/‘开头，比如我的服务是http://localhost:5000，这里的urlPath设置为/data，那通过http://localhost:5000/data访问到的就是physicalPath中的内容，UseStaticFiles和UseDirectoryBrowser都是可以反复添加的，通过这样的方式就可以添加多个文件夹。

寄生应用

很可惜，这些个是不能够动态设定的，也就是这些设置必须在apiApp.RunAsync()之前设定，启动之后再设置就没用了。但是如果按默认的设定，把apiApp停了整个服务就会挂掉，没法走设定后重启的路线，因此得在主应用之下加一个寄生应用作为文件服务的专有应用。

public class FileServerApp
{
    private static WebApplication AppInstance = null;
    private Dictionary<string,string> Directories = new Dictionary<string, string>();

    /// <summary>
    /// 添加文件夹
    /// </summary>
    /// <param name="key"></param>
    /// <param name="dir"></param>
    /// <returns></returns>
    public async Task AddDirectoryAsync(string urlPath, string physicalPath)
    {
        if (Directories.ContainsKey(urlPath))
        {
            Directories[urlPath] = physicalPath;
        }
        else
        {
            Directories.Add(urlPath, physicalPath);
        }
        await this.StopAsync();
        await this.StartAsync();
    }

    /// <summary>
    /// 停止
    /// </summary>
    /// <returns></returns>
    private async Task StopAsync()
    {
        if (AppInstance != null)
        {
            await AppInstance.StopAsync();
            await AppInstance.WaitForShutdownAsync();
            await AppInstance.DisposeAsync();
        }
    }

    /// <summary>
    /// 启动
    /// </summary>
    /// <returns></returns>
    private async Task StartAsync()
    {
        var fileAppBuilder = WebApplication.CreateBuilder();
        fileAppBuilder.Services.AddCors(options =>
        {
            options.AddPolicy("Any", builder =>
            {
                builder.AllowAnyOrigin()
                       .AllowAnyHeader()
                       .AllowAnyMethod();
            });
        });
        AppInstance = fileAppBuilder.Build();
        AppInstance.UseCors("Any");
        AppInstance.Urls.Add("http://*:6789");

        foreach (var urlPath in Directories.Keys)
        {
            var dirOp = new DirectoryBrowserOptions();
            dirOp.FileProvider = new PhysicalFileProvider(Directories[urlPath]);
            dirOp.RequestPath = urlPath;
            AppInstance.UseDirectoryBrowser(dirOp);
            var staticfile = new StaticFileOptions();
            staticfile.ServeUnknownFileTypes = true;
            staticfile.FileProvider = new PhysicalFileProvider(Directories[urlPath]);
            staticfile.RequestPath = urlPath;
            AppInstance.UseStaticFiles(staticfile);
        }

        await AppInstance.RunAsync();
    }
}

这里用Dictionary模拟持久化数据，只需要在相应的接口中执行以下代码就可以启动寄生应用了：

var fileServerApp = new FileServerApp();
fileServerApp.AddDirectoryAsync(urlPath, physicalPath);

注意这里的AddDirectoryAsync不能await，否则会阻塞住，直到该应用停止。