如何用Java平台访问开源云存储

2011-09-02 09:51:21

云计算 尽管云计算这一术语并不新鲜(Amazon在2006年就开始提供它的云服务)，但从2008年起它才开始真正成为流行词，这期间，Google和Amazon的云服务逐渐获得了公众的关注。 Google的App Engine使用户能够在Google基础设施上构建和托管Web应用程序。

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尽管云计算这一术语并不新鲜(Amazon在2006年就开始提供它的云服务)，但从2008年起它才开始真正成为流行词，这期间，Google和 Amazon的云服务逐渐获得了公众的关注。 Google的App Engine使用户能够在Google基础设施上构建和托管 Web 应用程序。

连同S3，AmazonWeb Services还包括Elastic Cloud Compute (EC2)计算Web服务，该服务可以在Amazon的基础设施上托管应用程序。其他公司也开始蠢蠢欲动，准备与Amazon和Google一决高下，其中就包括 Microsoft？的 Azure，甚至 Sun Microsystems(其云计算还没有正式推向市场)也想分一杯羹。例如IBM最近宣布，它将提供某些产品供开发人员在AmazonEC2 环境中使用。

AmazonSimple Storage Service (S3)是一个公开的服务，Web应用程序开发人员可以使用它存储数字资产，包括图片、视频、音乐和文档。S3提供一个 RESTful API以编程方式实现与该服务的交互。通过本文，您将了解如何使用开源的JetS3t库利用Amazon的S3云服务存储和检索数据。

面向开源的S3云平台介绍

云是一个抽象的概念，表示松散连接在一起的计算机组，这些计算机共同执行某项任务或者服务，就像是使用一个单独的实体完成一样。此概念背后的架构也很抽象：每个云提供者都可以根据各自情况随意设计它的产品。软件即服务(Software as a Service，SaaS)是一个与云相关的概念，表示云向用户提供某种服务。云模型可以降低用户成本，因为他们无需购买软件和硬件也可以运行 — 服务提供者已经为用户提供了必要的组件。

以Amazon的S3产品为例。顾名思义，这是一个公开的服务，使 Web 开发人员能够存储数字资产(如图片、视频、音乐和文档等)，以便在应用程序中使用。使用S3时，它就像一个位于 Internet 的机器，有一个包含数字资产的硬盘驱动。实际上，它涉及到许多机器(位于各个地理位置)，其中包含数字资产(或者数字资产的某些部分)。Amazon还处理所有复杂的服务请求，可以存储数据并检索数据。您只需要付少量的费用(大约每月 15 美分 /GB)就可以在Amazon的服务器上存储数据，1 美元即可通过Amazon服务器传输数据。

Amazon的S3服务没有重复开发，它公开了RESTful API，使您能够使用任何支持 HTTP 通信的语言访问S3。 JetS3t项目是一个开源Java库，可以抽象出使用S3的RESTful　API的细节，将API公开为常见的Java方法和类。编写的代码越少越好，难道不是吗？充分利用其他人的成果也是不错的。在本文中您将看到，JetS3t使S3和Java语言的工作变得更加简单，从根本上提高了效率。

S3开源应用模式介绍

理论上，S3是一个全球存储区域网络(SAN)，它表现为一个超大的硬盘，您可以在其中存储和检索数字资产。但是，从技术上讲，Amazon的架构有一些不同。您通过S3存储和检索的资产被称为对象。对象存储在存储段(bucket)中。您可以用硬盘进行类比：对象就像是文件，存储段就像是文件夹(或目录)。与硬盘一样，对象和存储段也可以通过统一资源标识符(Uniform Resource Identifier，URI)查找。

例如，在我的硬盘中，我有一个名为 whitepaper.pdf 的文件，它位于主目录中名为 documents 的文件夹中。相应的，该pdf文件的URI为/home/aglover/documents/whitepaper.pdf 。在S3中，URI有一点不同。首先，存储段只能是顶级的 — 无法像嵌套硬盘中的文件夹(或目录)一样进行嵌套。其次，存储段必须遵循 Internet 命名法则;句点旁边没有斜杠，名称不包括下划线等等。最后，由于存储段名称已经是Amazon域内的 (s3.amazonaws.com) 公共URI的一部分，存储段名称必须在所有S3中是惟一的。(好消息是每个帐户只能包含 100 个存储段，因此不用担心别人占用了所有的好名字)。

存储段在S3中是URI的根。也就是说，存储段的名称将是指向S3中某个对象的URI的一部分。例如，如果我有一个名为 agdocs 的存储段以及一个名为 whitepaper.pdf 的对象，URI将是：http://agdocs.s3.amazonaws.com/whitepaper.pdf。

S3还提供了指定存储段和对象的所有者和权限的能力，就像对待硬件的文件和文件夹一样。在S3中定义对象或存储段时，您可以指定一个访问控制策略，注明谁可以访问您的S3资产以及如何访问(例如，读和写权限)。相应地，您可以通过许多方式提供对您的对象的访问，使用RESTful　API只是其中一种。

这里Amazon有一个神奇的DNS魔术，用户不用担心S3资产的 URL 。通过 Domain Name System (DNS) 和 CNAME(canonical name的缩写)记录，您可以将自定义程度更高的 URL 映射到S3的 URL 。这样一来，您就隐藏了您(或您的应用程序)依赖S3的事实!#p#

开始使用开源S3和JetS3t

要开始使用S3，您需要一个帐户。S3不是免费的，因此在创建帐户时您必须向Amazon提供一种支付手段(比如信用卡号码)。不用担心：不收初装费;您只需要为使用付费。对于本文的示例，只需要支付不到 1 美元的费用。

在创建帐户的过程中，您还需要创建凭据：访问密钥和秘密密钥(就像用户名和密码)。(您还可以获取 x.509 证书;但是，只有在使用Amazon的 SOAPAPI时才需要使用该证书)。和任何访问信息一样，都必须保管好您的秘密密钥。因为任何人使用您的凭据访问S3时，您都将为此付费。因此，每当创建存储段或对象时，默认的行为是让所有内容都私有;您必须显式获取对外部世界的访问。

有了访问密钥和秘密密钥，您可以下载 JetS3t并使用它通过RESTful API与S3交互。

使用编程手段通过 JetS3t 登录S3可以分为两步。首先，必须创建一个 AWSCredentials 对象，然后将它传递到 S3Service 对象。AWSCredentials 对象非常简单。它将访问密钥和秘密密钥视为 String。S3Service 对象实际上是一个接口类型。因为S3同时提供RESTful　API和一个 SOAP API，JetS3t 库可以提供两种实现类型：RestS3Service 和 SoapS3Service。就本文而言(包括大部分S3事务)，RESTful　API的简洁性让它成为一个很好的选择。

创建一个连接的 RestS3Service 实例很简单，如清单所示：

步骤 1. 创建一个 JetS3t 的 RestS3Service 实例

def awsAccessKey = “blahblah”

def awsSecretKey = “blah-blah”

def awsCredentials = new AWSCredentials(awsAccessKey， awsSecretKey)

def s3Service = new RestS3Service(awsCredentials)

现在可以执行一些有趣的操作了：例如，创建存储段、添加一个影片，然后获取一个有时间限制的URL 。实际上，这听起来像一个业务流程，不是吗？这是一个与发布有限资产(比如影片)有关的业务流程。

创建存储段

对于虚构的电影业务，我将创建一个称为 bc50i 的存储段。借助 JetS3t，该流程很简单。通过 S3Service 类型，您有几个选项。我更喜欢使用 getOrCreateBucket 调用，如清单 2 所示。顾名思义，调用该方法可能返回一个存储段实例(表示为 S3Bucket 类型的实例)或在S3中创建代码段。

S3平台详细使用步骤简介

步骤 2. 在S3服务器上创建存储段

def bucket = s3Service.getOrCreateBucket(“bc50i”)

不要被我这个简单的代码示例所蒙蔽。JetS3t 库的扩展性非常强。例如，您可以快速确定拥有多少存储段 —— 只需通过 listAllBuckets 调用请求一个S3 Service 实例即可。该方法返回一个 S3Bucket 实例数组。对于任何存储段实例，您可以询问它的名称和创建日期。更重要的是，您可以通过JetS3t 的 AccessControlList 类型控制与之相关的权限。例如，我可以获取 bc50i 存储段实例，并允许任何人可以公开读取和编写，如清单 3 所示：

步骤 3.修改存储段的访问控制列表

def bucket.acl = AccessControlList.REST_CANNED_PUBLIC_READ_WRITE

当然，通过 API，您也可以随意删除存储段。Amazon甚至允许您指定创建存储段的地理位置。Amazon简化了存储实际数据的复杂性，但是您可以告诉Amazon要将存储段(及其内部所有的对象)放在美国或欧洲(当前可用选项)。

向存储段添加对象

使用JetS3t 的API创建S3对象就像操作存储段一样简单。JetS3t 库也很智能，可以负责处理与S3存储段内文件相关的内容类型。例如，我想向S3上传一段影片nerfwars2.mp4，以便用户能够在有限的时间内观看。创建一个S3对象与创建常见的 java.io.File 类型一样简单，并能将S3Object 类型与存储段关联，如清单 4 所示：

步骤 4. 创建一个S3对象

def s3obj = new S3Object(bucket， new File(“/path/to/nerfwars2.mp4”))

使用文件和存储段初始化 S3Object 之后，要做的所有事情就是通过 putObject 方法上传，如清单 5 所示：

步骤 5. 上传影片

s3Service.putObject(bucket， s3obj)

使用清单 5 可以完成上传。现在影片位于Amazon服务器了，影片的键就是它的名称。当然，您可以根据需要重写该名称以调用其他对象。实际上，JetS3t API(以及 AmazonS3RESTful API)公开了许多信息，供您创建对象时使用。我们知道，您还可以提供访问控制列表。S3中的任何对象都可以保存API允许您创建的其他元数据。之后可以通过该元数据的S3API(以及派生的 JetS3t)查询任何对象。

创建对象的URL

到现在为止，我的S3实例有一个包含影片的存储段。实际上，我的影片可以通过以下URI获取：http://bc50i.s3.amazonaws.com/nerfwars2.mp4。但是，只有我才能获取。(在本例中，我只能通过编程方式访问它，因为与所有内容关联的默认访问控制被设置为拒绝任何未授权访问)。我的目的是为选择的用户提供一种方式查看新影片(在有限的时间内)，直到我开始收取访问费用(S3也会提供帮助)。

创建一个公共 URL 是S3提供的一个便捷功能;实际上，使用 S3，您可以创建一个公共 URL，但只在一段时间内有效(例如，24 小时内)。对于我刚刚存储在S3服务器上的影片，我将创建一个 48 小时内有效的 URL 。然后我将向选定的用户提供该 URL，以便他们下载并观看(假定他们在两天内下载)。

处理带有效期的文件

要创建一个针对S3对象的时间敏感型URL，您可以使用 JetS3t 的createSignedGetUrl 方法，这是一个 S3Service 类型的静态方法。该方法采用一个存储段名称、一个对象键(在本例中是影片名，还记得吗？)、一些凭证(以 JetS3t 的AWSCredentials 对象的形式)、截止日期。如果您了解所需的存储段和对象键，则可以通过清单 6 中的 Groovy 代码快速获取 URL：

步骤 6. 创建一个时间敏感型URL

def now = new Date()

def url = S3Service.createSignedGetUrl(

bucket.getName()， s3obj.key， awsCredentials， now + 2)

使用 Groovy，我可以通过 + 2 语法轻松指定一个 48 小时的限定日期。得到的 URL 如下所示(只有一行)：

https://bc50i.s3.amazonaws.com/nerfwars2.mp4？AWSAccessKeyId=1asd06A5MR2&Expires=1234738280&Signature=rZvk8Gkms=

如果您的带宽和存储需求不稳定，则S3能提供很多帮助。例如，想想我演示的业务模型 — 影片在一年中特定的时间发布。在传统的存储模型中，您需要在某处机架上购买许多空间(或提供通向它的硬件和管道)，很可能下载量很大，但随后会相对降低。但是，您不能根据需要付费。使用 S3，该模型将根据需要付费 — 公司仅在需要时为存储和带宽付费。更重要的是，S3的安全特性可以帮助您进一步指定人们何时可以下载视频，甚至可以指定谁可以下载。

使用S3实现这些需求非常容易。在高水平上，创建一个受限的影片公共下载需要 4 个步骤：

1.登录S3。

2.创建存储段。

3.向存储段添加所需的视频(或对象)。

4.创建一个指向该视频的时间敏感型 URL 。

就是这样!#p#

使用后记：便利的按需付费模式

与传统存储模型相比，S3的随需付费模型有很多明显的优势。例如，在自己的硬盘上存储音乐收藏，我必须预先花 130 美元购买一个 500GB 的存储单元。我没有500GB 的数据可以存储，因此我为自己不需要的空间花费了 25 美分 /GB(虽然很便宜)。我还需要维护设备并支付电费。如果我使用 Amazon，我不需要预先为不重要的资产支付 130 美元。我只需要支付 10 美分 /GB，无需为管理和维护存储硬件付费。

现在想想在整个企业范围内实现这些服务的好处。以 Twitter 为例，在S3上为100 万个用户帐户存储图片。通过按照使用付费的方式，Twitter 不需要花费大量资金购买硬件基础设施来存储和提供图片服务，也不需要支出人力和部件成本来配置和维护图片。

云的好处还不止这些。您还可以实现低延迟和高可用性。假设存储在Amazon云中的资产遍布全世界，那么为各个位置提供内容的速度将会更快。更重要的是，由于您的资产分布在各种机器上，您的数据在一些机器(或部分网络)瘫痪时也能保持高可用性。

一言以蔽之，AmazonS3的好处很简单：低成本、高可用性、安全。除非您是一个 SAN 专家，喜欢维护硬件资产来存储数据内容，但是Amazon可能比您做的更好。在资金紧张的时候，为什么还要将自己的资金提前预支在硬件上呢(不要忘了，硬件会随时间贬值)？

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