【Web技术】960- JavaScript 如何检测文件的类型？

偏执的太偏执、 2022-10-20 12:26 119阅读 0赞

在日常工作中，文件上传是一个很常见的功能。在某些情况下，我们希望能限制文件上传的类型，比如限制只能上传 PNG 格式的图片。针对这个问题，我们会想到通过 `input` 元素的 `accept` 属性来限制上传的文件类型：

<input type="file" id="inputFile" accept="image/png" />

这种方案虽然可以满足大多数场景，但如果用户把 JPEG 格式的图片后缀名更改为 `.png` 的话，就可以成功突破这个限制。那么应该如何解决这个问题呢？其实我们可以通过读取文件的二进制数据来识别正确的文件类型。在介绍具体的实现方案前，阿宝哥先以图片类型的文件为例，来介绍一下相关的知识。

### 一、如何查看图片的二进制数据 ###

要查看图片对应的二进制数据，我们可以借助一些现成的编辑器，比如 Windows 平台下的 **WinHex** 或 macOS 平台下的 **Synalyze It! Pro** 十六进制编辑器。这里我们使用 **Synalyze It! Pro** 这个编辑器，以十六进制的形式来查看阿宝哥头像对应的二进制数据。

![d33308d20a0e550d981e973cb17cd934.png][]

### 二、如何区分图片的类型 ###

**计算机并不是通过图片的后缀名来区分不同的图片类型，而是通过 “魔数”（Magic Number）来区分。** 对于某一些类型的文件，起始的几个字节内容都是固定的，根据这几个字节的内容就可以判断文件的类型。

常见图片类型对应的魔数如下表所示：

同样使用 **Synalyze It! Pro** 这个编辑器，来验证一下阿宝哥的头像（abao.png）的类型是否正确：

![de17696e31ce13288cf969ebfcdf46b7.png][]

由上图可知，PNG 类型的图片前 8 个字节是 **0x89 50 4E 47 0D 0A 1A 0A**。当你把 `abao.png` 文件修改为 `abao.jpeg` 后，再用编辑器打开查看图片的二进制内容，你会发现文件的前 8 个字节还是保持不变。但如果使用 `input[type="file"]` 输入框的方式来读取文件信息的话，将会输出以下结果：

![b719290852f1f801b2bf3d4318dcdafd.png][]

很明显通过 **文件后缀名或文件的 MIME 类型** 并不能识别出正确的文件类型。接下来，阿宝哥将介绍在上传图片时，如何通过读取图片的二进制信息来确保正确的图片类型。

### 三、如何检测图片的类型 ###

#### 3.1 定义 readBuffer 函数 ####

在获取文件对象后，我们可以通过 FileReader API 来读取文件的内容。因为我们并不需要读取文件的完整信息，所以阿宝哥封装了一个 `readBuffer` 函数，用于读取文件中指定范围的二进制数据。

function readBuffer(file, start = 0, end = 2) {
      return new Promise((resolve, reject) => {
        const reader = new FileReader();
        reader.onload = () => {
          resolve(reader.result);
        };
        reader.onerror = reject;
        reader.readAsArrayBuffer(file.slice(start, end));
      });
    }

对于 PNG 类型的图片来说，该文件的前 8 个字节是 **0x89 50 4E 47 0D 0A 1A 0A**。因此，我们在检测已选择的文件是否为 PNG 类型的图片时，只需要读取前 8 个字节的数据，并逐一判断每个字节的内容是否一致。

#### 3.2 定义 check 函数 ####

为了实现逐字节比对并能够更好地实现复用，阿宝哥定义了一个 `check` 函数：

function check(headers) {
      return (buffers, options = { offset: 0 }) =>
        headers.every(
          (header, index) => header === buffers[options.offset + index]
        );
    }

#### 3.3 检测 PNG 图片类型 ####

基于前面定义的 `readBuffer` 和 `check` 函数，我们就可以实现检测 PNG 图片的功能：

##### 3.3.1 html 代码 #####

##### 3.3.2 JS 代码 #####

const isPNG = check([0x89, 0x50, 0x4e, 0x47, 0x0d, 0x0a, 0x1a, 0x0a]); // PNG图片对应的魔数
    const realFileElement = document.querySelector("#realFileType");
    
    async function handleChange(event) {
      const file = event.target.files[0];
      const buffers = await readBuffer(file, 0, 8);
      const uint8Array = new Uint8Array(buffers);
      realFileElement.innerText = `${file.name}文件的类型是：${
        isPNG(uint8Array) ? "image/png" : file.type
      }`;
    }

以上示例成功运行后，对应的检测结果如下图所示：

![72916d14a931e9dad3ae025d0397d66c.png][]

由上图可知，我们已经可以成功地检测出正确的图片格式。如果你要检测 JPEG 文件格式的话，你只需要定义一个 `isJPEG` 函数：

const isJPEG = check([0xff, 0xd8, 0xff])

然而，如果你要检测其他类型的文件，比如 PDF 文件的话，应该如何处理呢？这里我们先使用 **Synalyze It! Pro** 编辑器来浏览一下 PDF 文件的二进制内容：

![1e85cf136b724053c80581fc6ee98d3b.png][]

观察上图可知，PDF 文件的头 4 个字节的是 **0x25 50 44 46**，对应的字符串是 **%PDF**。为了让用户能更直观地辨别出检测的类型，阿宝哥定义了一个 `stringToBytes` 函数：

function stringToBytes(string) {
      return [...string].map((character) => character.charCodeAt(0));
    }

基于 `stringToBytes` 函数，我们就可以很容易的定义一个 `isPDF` 函数，具体如下所示：

const isPDF = check(stringToBytes("%PDF"));

有了 `isPDF` 函数，你就实现 PDF 文件检测的功能了。但在实际工作中，遇到的文件类型是多种多样的，针对这种情形，你可以使用现成的第三库来实现文件检测的功能，比如 file-type 这个库。

其实基于文件的二进制数据，除了可以检测文件的类型之外，我们还可以读取文件相关的元信息，比如图片的尺寸、位深度、色彩类型和压缩算法等，我们继续以阿宝哥的头像（abao.png）为例，来看一下实际的情况：

![de63d8c51ca9bd65998c9a9efa0543f0.png][]

好的，在前端如何检测文件类型就介绍到这里。在实际项目中，对于文件上传的场景，出于安全考虑，建议小伙伴们在开发过程中，都限制一下文件上传的类型。对于更严格的场景来说，就可以考虑使用阿宝哥介绍的方法来做文件类型的校验。此外，如果你对前端如何处理二进制数据感兴趣可以阅读 [玩转前端二进制][Link 1]。

### 四、参考资源 ###

*  [玩转前端二进制][Link 1]
 *  MDN - FileReader

![f5271826373dd7aa65037109bf30fd9c.png][]

[d33308d20a0e550d981e973cb17cd934.png]: /images/20221020/bde87c841b6d418dbfb82a097813eb51.png
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[Link 1]: https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI2MjcxNTQ0Nw%3D%3D&idx=1&mid=2247485357&scene=21&sn=97f2ac5a7a3ab5b9033fc934c6a0ae14#wechat_redirect
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