一文讀懂SpringMVC中的文件上傳與下載

這兩天研究了一下 SpringMVC 中文件上傳與下載,也遇到了一些坑,這裏做個總結。

1、文件上傳下載的原理

Web 中文件上傳下載是和 HTTP 協議分不開的,想要更加深入的理解文件上傳和下載,必須要對 HTTP 協議有充分認識。

1.1 文件上傳

在 TCP/IP 中,最早出現的文件上傳機制是 FTP,這是將文件由客戶端發送到服務器的標準機制。而在 Web 開發中,使用應用層協議 HTTP,通過在請求頭中設置傳輸的內容類型 Content-Type 爲 multipart/form-data; boundary=流分隔符值 來上傳文件,這個流分隔符用來區分一個文件上傳的開始和結束,下面的是我在火狐瀏覽器中截取的多個文件上傳時的消息頭和參數。

文件上傳消息頭.jpg

文件上傳參數.jpg

對應在 HTML 中就是爲 form 元素設置 Method = "post" enctype="`multipart/form-data" 屬性,爲 input 元素設置 type = "file" 以及多個文件上傳時設置 "multiple" 屬性,代碼示例如下。

<form action="" method="post" enctype="multipart/form-data" onsubmit="return check()">
    <input type="file" name="file" id="file" multiple="multiple"><br>
    <input type="submit" value="上傳">
</form>

對錶單中的 enctype 屬性做個詳細的說明:

  • application/x-www=form-urlencoded:默認方式,只處理表單域中的 value 屬性值,採用這種編碼方式的表單會將表單域中的值處理成 URL 編碼方式。
  • multipart/form-data:這種編碼方式會以二進制流的方式來處理表單數據,這種編碼方式會把文件域指定文件的內容也封裝到請求參數中,不會對字符編碼。
  • text/plain:除了把空格轉換爲 "+" 號外,其他字符都不做編碼處理,這種方式適用直接通過表單發送郵件。

1.2 文件下載

通過在響應消息頭中設置 Content-Disposition 和 Content-Type 使得瀏覽器無法使用某種方式或者激活某個程序來處理 MIME 類型的文件,來讓瀏覽器提示是否保存文件,也就是文件的下載。Content-Disposition 的值爲 attachment;filename=文件名,Content-Type 的值爲 application/octet-stream 或者 application/x-msdownload。文件中的中文注意編碼問題,不同瀏覽器之間是有差異的。

文件下載.jpg

2、SpringMVC中的文件上傳與下載

本文涉及的所以代碼,都可以在我的 GitHub 上找到,傳送門

2.1 文件上傳

文件在上傳時注意前後端最好都做下檢查,如文件的大小,文件的類型等等,我這裏就只做了後端的驗證。

文件上傳頁面代碼:

<%@ page contentType="text/html;charset=UTF-8" language="java" %>
<!DOCTYPE html>
<html lang="zh-cn">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport"
          content="width=device-width, user-scalable=no, initial-scale=1.0, maximum-scale=1.0, minimum-scale=1.0">
    <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="ie=edge">
    <title>文件上傳與下載</title>
    <noscript>
        <style>
            #main {
                display: none !important;
            }
        </style>
        <p align="center">您的瀏覽器禁止了JS,請先啓動腳本</p>
    </noscript>
    <script>
        function check() {
            var file = document.getElementById("file");
            if (file.value == "") {
                alert("上傳的文件爲空")
                return false;
            }
            return true;
        }
    </script>
</head>
<body>
    <div id="main" style="width:500px; margin: 0 auto;">
        <span style="color:red;">${msg}</span>
        <form action="" method="post" enctype="multipart/form-data" onsubmit="return check()">
            <input type="file" name="file" id="file" multiple="multiple"><br>
            <input type="submit" value="上傳">
        </form>
    </div>
</body>
</html>

在做限制文件上傳的大小時,注意不要在 SpringMVC 中直接限制,尤其是大文件(2M以上的),否則在上傳時 Tomcat 會關閉接收流,瀏覽器會失去響應。這個地方困擾的不止我一個人,這個 BUG 和 SpringMVC 無關,和 Tomcat 的一個屬性有關係,請看下圖,網上有人說 Tomcat7 就沒有這個問題,但這不是推薦的解決問題方式。

Tomcat文件上傳大小限制.jpg

經過一些研究,我的方案是用攔截器來做文件上傳的大小限制。當攔截器攔截文件超過設置的值時就拋出異常,在 Controller 中處理異常,這裏要在配置中延遲異常的解析時間。在攔截器的配置中,對攔截器的屬性做限制,在攔截器中獲取這個配置值,不要在攔截器中直接寫死。Controller 中捕獲這個異常,提示上傳文件超過了限制。

SpringMVC 中的配置:

<bean id="multipartResolver" class="org.springframework.web.multipart.commons.CommonsMultipartResolver">
    <!--設置請求編碼-->
    <property name="defaultEncoding" value="UTF-8"/>
    <property name="uploadTempDir" value="WEB-INF/tmp"/>
    <!--設置允許單個上傳文件的最大值,不要在這裏配置-->
    <!--<property name="maxUploadSizePerFile" value="31457280"/>-->
    <!--延遲解析,在Controller中拋出異常-->
    <property name="resolveLazily" value="true"/>
</bean>
<mvc:interceptors>
    <mvc:interceptor>
        <mvc:mapping path="/*upload*"/>
        <bean class="com.wenshixin.interceptor.FileUploadInterceptor">
            <property name="maxSize" value="31457280"/>
        </bean>
    </mvc:interceptor>
</mvc:interceptors>

攔截器:

public class FileUploadInterceptor implements HandlerInterceptor {
    private long maxSize;

    @Override
    public boolean preHandle(HttpServletRequest httpServletRequest, HttpServletResponse httpServletResponse, Object o) throws Exception {
        if (httpServletRequest != null && ServletFileUpload.isMultipartContent(httpServletRequest)) {
            ServletRequestContext servletRequestContext = new ServletRequestContext(httpServletRequest);
            long requestSize = servletRequestContext.contentLength();
            if (requestSize > maxSize) {
                // 拋出異常
                throw new MaxUploadSizeExceededException(maxSize);
            }
        }
        return true;
    }

    @Override
    public void postHandle(HttpServletRequest httpServletRequest, HttpServletResponse httpServletResponse, Object o, ModelAndView modelAndView) throws Exception {

    }

    @Override
    public void afterCompletion(HttpServletRequest httpServletRequest, HttpServletResponse httpServletResponse, Object o, Exception e) throws Exception {

    }

    public void setMaxSize(long maxSize) {
        this.maxSize = maxSize;
    }
}

Controller 中的異常處理方法:

@ExceptionHandler(MaxUploadSizeExceededException.class)
public String handException(MaxUploadSizeExceededException e, HttpServletRequest request) {
    request.setAttribute("msg", "文件超過了指定大小,上傳失敗!");
    return "fileupload";
}

SpringMVC 中使用 MultipartFile 對象來接收上傳的文件,通過這個對象可以得到文件的文件名和文件類型,通過 transferTo() 方法將文件寫入到磁盤上。文件上傳時,給文件重命名來防止上傳文件重名產生覆蓋,我這裏採取是 UUID值 + 文件名,中間用下劃線隔開。

Controller 中的文件上傳方法:

@PostMapping(value = "/fileupload")
public String fileUpload(@RequestParam(value = "file") List<MultipartFile> files, HttpServletRequest request) {
    String msg = "";
    // 判斷文件是否上傳
    if (!files.isEmpty()) {
        // 設置上傳文件的保存目錄
        String basePath = request.getServletContext().getRealPath("/upload/");
        // 判斷文件目錄是否存在
        File uploadFile = new File(basePath);
        if (!uploadFile.exists()) {
            uploadFile.mkdirs();
        }
        for (MultipartFile file : files) {
            String originalFilename = file.getOriginalFilename();
            if (originalFilename != null && !originalFilename.equals("")) {
                try {
                    // 對文件名做加UUID值處理
                    originalFilename = UUID.randomUUID() + "_" + originalFilename;
                    file.transferTo(new File(basePath + originalFilename));
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                    msg = "文件上傳失敗!";
                }
            } else {
                msg = "上傳的文件爲空!";
            }
        }
        msg = "文件上傳成功!";
    } else {
        msg = "沒有文件被上傳!";
    }
    request.setAttribute("msg", msg);
    return "fileupload";
}

文件上傳的效果圖:

文件下載效果圖.gif

2.2 文件下載

下載頁面我使用了 Jquery 動態生成下載列表對 url 提前做了編碼處理,防止文件名中 # 號等特殊字符的干擾,並對顯示的文件名做了去除 UUID 值的處理,對 IE 瀏覽器也做了特殊的中文處理。

下載頁面:

<%@ page contentType="text/html;charset=UTF-8" language="java" %>
<!DOCTYPE html>
<html lang="zh-cn">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport"
          content="width=device-width, user-scalable=no, initial-scale=1.0, maximum-scale=1.0, minimum-scale=1.0">
    <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="ie=edge">
    <title>文件上傳與下載</title>
    <script src="${pageContext.request.contextPath}/js/jquery-1.12.4.min.js"></script>
    <script>
        $(function(){
            var targer = $("#main")
            $.ajax({
                url: "fileList",
                dataType: "json",
                success: function (data) {
                    data = JSON.parse(data)
                    for (var i in data) {
                        var a = $("<a></a><br>").text(data[i].substring(data[i].indexOf("_")+1))
                        a.attr("href", "${pageContext.request.contextPath}/download?filename="+encodeURIComponent(data[i]))
                        targer.append(a)
                    }
                }
            })
        })
    </script>
</head>
<body>
    <div id="main" style="width:500px; margin: 0 auto;">
    </div>
</body>
</html>

Controller 中的下載方法:

@RequestMapping(value = "/download")
public ResponseEntity<byte[]> fileDownload(String filename, HttpServletRequest request) throws IOException {
    String path = request.getServletContext().getRealPath("/upload/");
    File file = new File(path + filename);
    //        System.out.println("轉碼前" + filename);
    filename = this.getFilename(request, filename);
    //        System.out.println("轉碼後" + filename);
    // 設置響應頭通知瀏覽器下載
    HttpHeaders headers = new HttpHeaders();
    // 將對文件做的特殊處理還原
    filename = filename.substring(filename.indexOf("_") + 1);
    headers.setContentDispositionFormData("attachment", filename);
    headers.setContentType(MediaType.APPLICATION_OCTET_STREAM);
    return new ResponseEntity<byte[]>(FileUtils.readFileToByteArray(file), headers, HttpStatus.OK);
}

// 根據不同的瀏覽器進行編碼設置,返回編碼後的文件名
public String getFilename(HttpServletRequest request, String filename) throws UnsupportedEncodingException {
    String[] IEBrowerKeyWords = {"MSIE", "Trident", "Edge"};
    String userAgent = request.getHeader("User-Agent");
    for (String keyword : IEBrowerKeyWords) {
        if (userAgent.contains(keyword)) {
            return URLEncoder.encode(filename, "UTF-8");
        }
    }
    return new String(filename.getBytes("UTF-8"), "ISO-8859-1");
}

下載文件的效果圖(谷歌、火狐、IE、360瀏覽器):

文件上傳效果圖.gif

文件上傳下載是 Web 開發中很常見的功能,但是要想做好也並不容易,瀏覽器的兼容性要考慮,如果追求用戶體驗,還可以在上傳文件時給出進度條、AJAX實現頁面無刷新上傳,深感自己的前端水平還需要提高 ?,不說了學習去了。

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