一文读懂SpringMVC中的文件上传与下载

这两天研究了一下 SpringMVC 中文件上传与下载,也遇到了一些坑,这里做个总结。

1、文件上传下载的原理

Web 中文件上传下载是和 HTTP 协议分不开的,想要更加深入的理解文件上传和下载,必须要对 HTTP 协议有充分认识。

1.1 文件上传

在 TCP/IP 中,最早出现的文件上传机制是 FTP,这是将文件由客户端发送到服务器的标准机制。而在 Web 开发中,使用应用层协议 HTTP,通过在请求头中设置传输的内容类型 Content-Type 为 multipart/form-data; boundary=流分隔符值 来上传文件,这个流分隔符用来区分一个文件上传的开始和结束,下面的是我在火狐浏览器中截取的多个文件上传时的消息头和参数。

文件上传消息头.jpg

文件上传参数.jpg

对应在 HTML 中就是为 form 元素设置 Method = "post" enctype="`multipart/form-data" 属性,为 input 元素设置 type = "file" 以及多个文件上传时设置 "multiple" 属性,代码示例如下。

<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="上传">
</form>

对表单中的 enctype 属性做个详细的说明:

  • application/x-www=form-urlencoded:默认方式,只处理表单域中的 value 属性值,采用这种编码方式的表单会将表单域中的值处理成 URL 编码方式。
  • multipart/form-data:这种编码方式会以二进制流的方式来处理表单数据,这种编码方式会把文件域指定文件的内容也封装到请求参数中,不会对字符编码。
  • text/plain:除了把空格转换为 "+" 号外,其他字符都不做编码处理,这种方式适用直接通过表单发送邮件。

1.2 文件下载

通过在响应消息头中设置 Content-Disposition 和 Content-Type 使得浏览器无法使用某种方式或者激活某个程序来处理 MIME 类型的文件,来让浏览器提示是否保存文件,也就是文件的下载。Content-Disposition 的值为 attachment;filename=文件名,Content-Type 的值为 application/octet-stream 或者 application/x-msdownload。文件中的中文注意编码问题,不同浏览器之间是有差异的。

文件下载.jpg

2、SpringMVC中的文件上传与下载

本文涉及的所以代码,都可以在我的 GitHub 上找到,传送门

2.1 文件上传

文件在上传时注意前后端最好都做下检查,如文件的大小,文件的类型等等,我这里就只做了后端的验证。

文件上传页面代码:

<%@ 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>文件上传与下载</title>
    <noscript>
        <style>
            #main {
                display: none !important;
            }
        </style>
        <p align="center">您的浏览器禁止了JS,请先启动脚本</p>
    </noscript>
    <script>
        function check() {
            var file = document.getElementById("file");
            if (file.value == "") {
                alert("上传的文件为空")
                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="上传">
        </form>
    </div>
</body>
</html>

在做限制文件上传的大小时,注意不要在 SpringMVC 中直接限制,尤其是大文件(2M以上的),否则在上传时 Tomcat 会关闭接收流,浏览器会失去响应。这个地方困扰的不止我一个人,这个 BUG 和 SpringMVC 无关,和 Tomcat 的一个属性有关系,请看下图,网上有人说 Tomcat7 就没有这个问题,但这不是推荐的解决问题方式。

Tomcat文件上传大小限制.jpg

经过一些研究,我的方案是用拦截器来做文件上传的大小限制。当拦截器拦截文件超过设置的值时就抛出异常,在 Controller 中处理异常,这里要在配置中延迟异常的解析时间。在拦截器的配置中,对拦截器的属性做限制,在拦截器中获取这个配置值,不要在拦截器中直接写死。Controller 中捕获这个异常,提示上传文件超过了限制。

SpringMVC 中的配置:

<bean id="multipartResolver" class="org.springframework.web.multipart.commons.CommonsMultipartResolver">
    <!--设置请求编码-->
    <property name="defaultEncoding" value="UTF-8"/>
    <property name="uploadTempDir" value="WEB-INF/tmp"/>
    <!--设置允许单个上传文件的最大值,不要在这里配置-->
    <!--<property name="maxUploadSizePerFile" value="31457280"/>-->
    <!--延迟解析,在Controller中抛出异常-->
    <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>

拦截器:

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) {
                // 抛出异常
                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 中的异常处理方法:

@ExceptionHandler(MaxUploadSizeExceededException.class)
public String handException(MaxUploadSizeExceededException e, HttpServletRequest request) {
    request.setAttribute("msg", "文件超过了指定大小,上传失败!");
    return "fileupload";
}

SpringMVC 中使用 MultipartFile 对象来接收上传的文件,通过这个对象可以得到文件的文件名和文件类型,通过 transferTo() 方法将文件写入到磁盘上。文件上传时,给文件重命名来防止上传文件重名产生覆盖,我这里采取是 UUID值 + 文件名,中间用下划线隔开。

Controller 中的文件上传方法:

@PostMapping(value = "/fileupload")
public String fileUpload(@RequestParam(value = "file") List<MultipartFile> files, HttpServletRequest request) {
    String msg = "";
    // 判断文件是否上传
    if (!files.isEmpty()) {
        // 设置上传文件的保存目录
        String basePath = request.getServletContext().getRealPath("/upload/");
        // 判断文件目录是否存在
        File uploadFile = new File(basePath);
        if (!uploadFile.exists()) {
            uploadFile.mkdirs();
        }
        for (MultipartFile file : files) {
            String originalFilename = file.getOriginalFilename();
            if (originalFilename != null && !originalFilename.equals("")) {
                try {
                    // 对文件名做加UUID值处理
                    originalFilename = UUID.randomUUID() + "_" + originalFilename;
                    file.transferTo(new File(basePath + originalFilename));
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                    msg = "文件上传失败!";
                }
            } else {
                msg = "上传的文件为空!";
            }
        }
        msg = "文件上传成功!";
    } else {
        msg = "没有文件被上传!";
    }
    request.setAttribute("msg", msg);
    return "fileupload";
}

文件上传的效果图:

文件下载效果图.gif

2.2 文件下载

下载页面我使用了 Jquery 动态生成下载列表对 url 提前做了编码处理,防止文件名中 # 号等特殊字符的干扰,并对显示的文件名做了去除 UUID 值的处理,对 IE 浏览器也做了特殊的中文处理。

下载页面:

<%@ 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>文件上传与下载</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 中的下载方法:

@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("转码前" + filename);
    filename = this.getFilename(request, filename);
    //        System.out.println("转码后" + filename);
    // 设置响应头通知浏览器下载
    HttpHeaders headers = new HttpHeaders();
    // 将对文件做的特殊处理还原
    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);
}

// 根据不同的浏览器进行编码设置,返回编码后的文件名
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");
}

下载文件的效果图(谷歌、火狐、IE、360浏览器):

文件上传效果图.gif

文件上传下载是 Web 开发中很常见的功能,但是要想做好也并不容易,浏览器的兼容性要考虑,如果追求用户体验,还可以在上传文件时给出进度条、AJAX实现页面无刷新上传,深感自己的前端水平还需要提高 ?,不说了学习去了。

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