后端学习☕ | Java Web实现简单的文件上传和下载

深藏阁楼爱情的钟 2022-09-14 00:15 118阅读 0赞

### 文章目录 ###

*  一、文件上传
 *   *  1.1 文件上传的简单实现
     *  1.2 http协议内容分析
     *  1.3 解析文件上传时的数据
 *  二、文件下载
 *   *  2.1 文件下载的简单实现
     *   *  2.1.1 通过超链接下载
         *  2.1.2 跳转到后台Servlet实现下载
     *  2.2 文件名的中文乱码问题
     *   *  2.2.1 使用URL编码
         *  2.2.2 使用BASE64编码
         *  2.2.3 通过User-Agent请求头选择使用对应编码方式

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> 学习视频（尚硅谷P213-221）：[https://www.bilibili.com/video/BV1Y7411K7zz][https_www.bilibili.com_video_BV1Y7411K7zz]

# 一、文件上传 #

## 1.1 文件上传的简单实现 ##

*  前端的标签介绍  
    ① 需要一个`<form>`表单标签，请求方式为post请求
    
    > PS：因为get请求时url有长度限制，而带有文件上传的url一般会超出get请求的长度限制，所以只能用post
    
    ② `<form>`标签中需添加`enctype`属性，属性值必须为`multipart/form-data`
    
     *  `enctype`属性：encodetype的缩写，就是编码类型的意思
     *  `multipart/form-data`属性值：multipart是多元的意思，表示数据由多段的形式拼接而成，既有文本又有文件，每一个表单项表示一段数据，拼接后以二进制流的方式提交到服务器
    
    > PS：`enctype`属性值只有设置为`multipart/form-data`时，才能实现文件的上传
    
    ③ `<form>`标签里面添加`<input type=file>`标签，在此处添加需要上传的文件  
    ④ 后台服务器中使用Servlet 接受和处理上传的数据
 *  实现代码
    
     *  前端页面
        
            <%-- 添加表单项 --%>
            <form action="" method="post" enctype="multipart/form-data">
                用户名：<input type="text" name="username"> <br>
                头像：<input type="file" name="profile"> <br>
                <input type="submit" value="上传">
            </form>
     *  后台Servlet
        
            @WebServlet("/fileUpload")
            public class FileUploadServlet extends HttpServlet {
                    
                @Override
                protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
                    
                    System.out.println("文件上传成功！");
                }
            
                @Override
                protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
                    
                    this.doPost(req, resp);
                }
            }

## 1.2 http协议内容分析 ##

*  分析图  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBAI3tLZXl9_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16_pic_center]
 *  分析请求头
    
     *  `Content-Type`参数：对应表单中的`enctype`属性，表示提交数据的编码类型
     *  `Content-Type`的两个参数值
    
    1.  `multipart/form-data`：对应`enctype`属性值，就是表示提交的数据以多段形式拼接而成，并以二进制流形式发给服务器
    2.  `boundary=分隔符`：表示每段数据的分隔符，由浏览器每次随机生成，这里演示的分隔符为`----WebKitFormBoundarynn2YwuHk30PBRDRM`（前面一般带有4个减号）
 *  分析请求体
    
     *  `----WebKitFormBoundarynn2YwuHk30PBRDRM`：分隔符，表示一段数据（一个表单项）的开始
     *  `----WebKitFormBoundarynn2YwuHk30PBRDRM--`：结束分隔符，在原来的分隔符后再添加2个减号，表示整段数据的结束，即在最后一个表单项后面出现
     *  表单项内容分析
        
        1.  `Content-Disposition`：对当前表单项的描述，参数值有`form-data`、`name="表单名"`
        2.  `Content-Type`：表示上传的文件MIME类型，值为`image/jpeg`
        3.  空行：在表单项描述和表单项值之间会有空行隔开，类似于请求头与请求体之间的请求空行
        4.  表单项的值：如果是文本类型的表单项，就直接显示表单项输入框中的值，如果是文件类型，就是一些文件数据，一般文件的数据都会很多，所以浏览器会隐藏起来，但可以在后台打印查看

## 1.3 解析文件上传时的数据 ##

*  使用第三方（apache）jar包：commons-fileupload-…jar、commons-io-…jar
 *  jar包中重要类及其方法介绍
    
     *  `ServeltFileUpload`类：用于解析文件上传时的数据
    
    1.  `boolean isMultipartContent(req)`：`ServletFileUpload`类中的静态方法，判断上传的表单数据是否是多段的格式
    2.  `List<FileItem> parseRequest(req)`：解析上传的数据（多段数据格式的前提下）
    
     *  `FileItem`类：对应一个表单项
    
    1.  `boolean isFormField()`：判断当前的表单项是否是普通类型的表单项，true表示普通表单项，如文本，false表示非普通表单项，如文件
    2.  `String getFieldName()`：获取表单项的名称，即获取`<form>`标签的`name`属性值
    3.  `String getString("utf-8")`：获取普通表单项的值，加上参数`"utf-8"`，设置编码，可以防止中文乱码
    4.  `String getName()`：获取上传的文件名，表单项是文件类型才能使用
    5.  `write(文件路径)`：将上传的文件写到对应的硬盘地址中
 *  jar包方法在Servlet中的使用  
    ① 判断当前表单数据是否多段格式，如果不是就不能进行文件数据解析，下列操作都是在多段格式数据下进行  
    ② 先创建一个表单项工厂类对象`FileItemFactory`  
    ③ 根据创建的表单项工厂类对象创建出`ServletFileUpload`对象，用于解析数据  
    ④ 调用`servletFileUpload`的解析方法，对表单数据进行解析，获取数据段集合，即表单项集合`List<FileItem>`（会有异常，需要捕获）  
    ⑤ 遍历获取的表达项集合，判断每一个表单项类型，如果是普通类型表单项就只打印表单项名和表单项值，如果是文件类型表单项，就打印表单项名和文件名，同时将上传的文件写到指定位置
    
        @WebServlet("/fileUpload")
        public class FileUploadServlet extends HttpServlet {
              
            @Override
            protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
              
                System.out.println("文件上传成功！");
        
                // 1. 判断当前表单是否是多段格式
                if (ServletFileUpload.isMultipartContent(req)) {
              
                    // 2. 创建表单项工厂对象
                    FileItemFactory fileItemFactory = new DiskFileItemFactory();
        
                    // 3. 根据工厂对象创建出ServletFileUpload对象
                    ServletFileUpload fileUpload = new ServletFileUpload(fileItemFactory);
        
                    try {
              
                        // 4. 调用方法解析数据，获取表单项集合
                        List<FileItem> fileItems = fileUpload.parseRequest(req);
        
                        // 5. 遍历表单项集合，对不同类型的表单项做不同处理
                        for (FileItem item : fileItems) {
              
                            // 5.1 判断每一个表单项的类型，是否是普通类型
                            if (item.isFormField()) {
              
                                // 普通类型表单项
                                System.out.println("表单项名：" + item.getFieldName());
                                System.out.println("表单项值：" + item.getString("utf-8"));
                            } else {
              
                                // 不是普通类型表单项
                                System.out.println("文件表单项名：" + item.getFieldName());
                                System.out.println("文件名：" + item.getName());
        
                                // 将上传的文件写到指定位置，文件名不变
                                item.write(new File(
                                    "D:\\ideaProject\\workplace_java\\Pro_FileUpAndDown\\src\\main\\webapp\\" +
                                                    item.getName()));
                            }
                        }
                    } catch (Exception e) {
              
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        
            @Override
            protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
              
                this.doPost(req, resp);
            }
        }

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# 二、文件下载 #

> 参考博文
> 
>  *  [java web文件下载功能实现][java web]
>  *  [web项目中各种路径的获取][web]

## 2.1 文件下载的简单实现 ##

### 2.1.1 通过超链接下载 ###

1.  创建download\_href.jsp（或html），创建两个超链接，分别对应压缩包资源和图片资源
    
    > PS：两个文件都在工程的`webapp/file`目录下，这里的`href`的值是绝对路径，客户端的绝对路径都是相对于服务器根目录（`http://ip地址:端口号`），而不是工程中的webapp目录，所以需要加上工程路径（虚拟目录），推荐使用`<%= request.getContextPath()%>/`动态获取工程路径
    
        <%@ page contentType="text/html;charset=UTF-8" language="java" %>
        <html>
            <head>
                <title>通过超链接下载文件</title>
            </head>
            <body>
                <%-- 创建两个超链接 --%>
                <a href="<%= request.getContextPath()%>/file/like.rar">压缩包下载</a> <br/>
                <a href="<%= request.getContextPath()%>/file/doge.png">图片下载</a>
            </body>
        </html>
2.  在浏览器中直接点击对应链接，下载对应文件
    
    > PS：一般这种方法实现文件下载是不可行的，因为很多浏览器可以识别该文件格式，识别后就会直接打开对应的超链接（打开后一般是错误页面）。只有浏览器不能识别该文件格式的时候，才能实现下载

### 2.1.2 跳转到后台Servlet实现下载 ###

1.  创建download.jsp页面，通过点击对应超链接，跳转到FileDownloadServlet（资源路径为`/fileDownload`）中，并带上请求参数，将文件名传给后台
    
        <%@ page contentType="text/html;charset=UTF-8" language="java" %>
        <html>
            <head>
                <title>文件下载</title>
            </head>
            <body>
                <%-- 在后台通过Servlet下载文件 --%>
                <a href="<%= request.getContextPath()%>/fileDownload?filename=like.rar">压缩包下载</a> <br/>
                <a href="<%= request.getContextPath()%>/fileDownload?filename=doge.png">图片下载</a>
            </body>
        </html>
2.  在FileDownloadServlet中，先获取请求参数中的文件名，再通过ServletContext对象获取文件名对应的MIME类型，然后将对应的MIME类型设置为响应时的数据类型，再然后通过设置响应头`Content-Disposition`为`attachment`，告知浏览器客户端对数据的进行下载的操作，最后获取文件的位置，并通过输入流和输入流将文件写到浏览器端（使用jar包中的工具类实现更方便）
    
    > PS1：如果不设置响应头，在浏览器端就不能实现下载的功能，只会将图片展示到页面
    > 
    > PS2：服务器端的绝对路径指的是相对于工程的webapp目录，即`http://ip地址:端口号/工程路径`，所以在获取文件的位置时只需写成`/file/文件名`；另一种解释为相对路径`/file/文件名`中的第一个`/`被服务器解析成`http://ip地址:端口号/工程路径`，并映射到工程的webapp目录下
    > 
    > PS3：在获取文件名时，有两种方法
    > 
    > 1.  通过servletContext对象直接调用`InputStream getResourceAsStream(文件位置)`，可以直接将文件位置转成输入流
    > 2.  先通过servletContext对象调用`String getRealPath(文件位置)`，获取文件的真实路径，再通过`FileInputStream(文件真实路径)`，获取输入流
    
        @WebServlet("/fileDownload")
        public class FileDownloadServlet extends HttpServlet {
              
            @Override
            protected void doPost(HttpServletRequest req, 
                                  HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
              
                // 1. 获取请求参数中的文件名
                String filename = req.getParameter("filename");
                System.out.println(filename);
        
                // 2. 获取ServletContext对象，用于获取文件对应的MIME类型
                ServletContext servletContext = getServletContext();
        
                // 3. 获取文件名对应的MIME类型，这里直接写filename也可
                String mimeType = servletContext.getMimeType("/file/" + filename);
                System.out.println(mimeType);
        
                // 4. 将对应的MIME类型设置为响应时的数据类型
                resp.setContentType(mimeType);
        
                // 5. 设置响应头，告知浏览器要对文件做下载的操作，这里文件名可以自定义，不一定与原文件一样
                resp.setHeader("Content-Disposition", "attachment;filename=" + filename);
        
                // 6. 获取文件的路径，并转成输入流
                InputStream inOfFile = servletContext.getResourceAsStream("/file/" + filename);
        
                // 7. 获取响应的输出流
                ServletOutputStream outOfFile = resp.getOutputStream();
        
                // 8. 通过IO工具类，直接将输入流复制到输出流，然后写到浏览器客服端（简单方便）
                IOUtils.copy(inOfFile, outOfFile);
            }
        
            @Override
            protected void doGet(HttpServletRequest req, 
                                 HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
              
                this.doPost(req, resp);
            }
        }
    
    > 遇到的小问题：第一次运行，在浏览器点击超链接后，显示“无法访问此网站”，而且服务器收到多次请求。通过debug模式检查后，发现每次获取的文件输入流`inOfFile`值都为null，而且target文件夹中也没有图片和压缩包的资源，原因可能是webapp目录下的资源没有加载成功
    > 
    > 解决方法：执行一次maven的clean命令，再重启服务器，就能解决问题

## 2.2 文件名的中文乱码问题 ##

> 引入问题：在设置`Content-Disposition`响应头时，可以设置与原文件不一样的文件名，如果设置为中文名，会出现中文乱码的问题，导致下载到本地的文件名是乱码

### 2.2.1 使用URL编码 ###

*  适用浏览器：谷歌、IE
 *  使用：将`resp.setHeader("Content-Disposition", "attachment;filename=" + filename)`，中的`filename`换成`URLEncoder.encode("带中文的文件名", "utf-8");`
    
        resp.setHeader("Content-Disposition", "attachment;filename=" + URLEncoder.encode("狗头.png", "utf-8"));

### 2.2.2 使用BASE64编码 ###

*  适用浏览器：火狐
 *  BASE64的简单测试
    
    > PS：BASE64编码类`BASE64Encoder`中的编码方法`encode()`不是静态方法，所以需要先创建出编码对象，才能调用；BASE64解码类`BASE64Decoder`也是一样
    
     *  测试代码
    
        @Test
         public void testBASE64() throws IOException {
              
             // 1. 定义一个带中文的字符串
             String content = "我爱中国！";
         
             // 2. 创建Base64编码对象
             BASE64Encoder encoder = new BASE64Encoder();
         
             // 3. 先将内容字符串转成字节
             byte[] bytes = content.getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
         
             // 4. 调用编码方法对字节进行编码，获取编码后的字符串
             String encodeString = encoder.encode(bytes);
             System.out.println("编码结果：" + encodeString);
         
             // 5. 创建Base64解码对象
             BASE64Decoder decoder = new BASE64Decoder();
         
             // 6. 将编码的字符再转成字节数组
             byte[] decodeBuffer = decoder.decodeBuffer(encodeString);
         
             // 7. 获取解码后的字符串
             String decodeString = new String(decodeBuffer, StandardCharsets.UTF_8);
             System.out.println("解码结果：" + decodeString);
         }
    
     *  测试结果  
        ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBAI3tLZXl9_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16_pic_center 1]
 *  BASE64在文件下载中的使用：将`resp.setHeader("Content-Disposition", "attachment;filename=" + filename)`，中的`filename`换成`=?charset?B?XXXX?=`
    
    > `=?charset?B?XXXX?=`的解释：
    > 
    > 1.  `=?`：表示编码内容的开始
    > 2.  `charset`：字符集，如utf-8
    > 3.  `B`：表示BASE64编码，不用修改
    > 4.  `XXXX`：表示通过BASE64编码之后的内容
    > 5.  `?=`：表示编码内容的结束
    
        // 先获取BASE64编码后的内容
        String encodeString  = new BASE64Encoder.encode("狗头.png".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
        
        // 再设置响应头
        resp.setHeader("Content-Disposition", "attachment;filename==?utf-8?B?" + encodeString + "?=");

### 2.2.3 通过User-Agent请求头选择使用对应编码方式 ###

> PS：因为不同浏览器适用不用的编码方式，为统一解决所有浏览器的文件名中文乱码问题，可以通过`User-Agent`请求头来判断浏览器的版本，从而使用对应的编码方式

// 5. 设置响应头，告知浏览器要对文件做下载的操作
    // 获取User-Agent请求头，判断浏览器种类
    String reqHeader = req.getHeader("User-Agent");
    // 判断请求头中是否包含火狐的字样
    if (reqHeader.contains("Firefox")) {
        
        // 如果是火狐浏览器，就使用BASE64编码
        // 先使用BASE64对内容进行编码，再插入
        String encodeString = new BASE64Encoder().encode("狗头.png".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
        resp.setHeader("Content-Disposition", "attachment;filename==?utf-8?B?" + encodeString + "?=");
    } else {
        
        // 如果是非火狐浏览器，如IE、谷歌，就使用URL编码即可
        resp.setHeader("Content-Disposition", "attachment;filename=" + 
                       URLEncoder.encode("狗头.png", "utf-8"));
    }

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBAI3tLZXl9_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16_pic_center 2]

[https_www.bilibili.com_video_BV1Y7411K7zz]: https://www.bilibili.com/video/BV1Y7411K7zz
[watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBAI3tLZXl9_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16_pic_center]: /images/20220828/651b49446014473aae7ed591430bb81a.png
[java web]: https://blog.csdn.net/longshengguoji/article/details/39433307
[web]: https://blog.csdn.net/qq_37861937/article/details/78731513
[watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBAI3tLZXl9_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16_pic_center 1]: /images/20220828/e3c876eca5794e5d91d93587955c7a6a.png
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