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Spring Boot文件上傳原理與實現(xiàn)詳解

 更新時間：2024年01月04日 08:54:26   作者：Splaying  
這篇文章主要介紹了Spring Boot 文件上傳原理與實現(xiàn)詳解,前端文件上傳是面向多用戶的,多用戶之間可能存在上傳同一個名稱、類型的文件；為了避免文件沖突導(dǎo)致的覆蓋問題這些應(yīng)該在后臺進行解決,需要的朋友可以參考下

1、文件上傳

文件上傳核心核心要點：

  • 文件通過前端表單或者ajax提交，文件上傳應(yīng)該使用enctype="multipart/form-data"標簽。
  • 前端文件上傳是面向多用戶的，多用戶之間可能存在上傳同一個名稱、類型的文件；為了避免文件沖突導(dǎo)致的覆蓋問題這些應(yīng)該在后臺進行解決！
  • 對于文件名稱采用UUID、雪花算法、MD5等一些哈希手段確保不會重復(fù)；
  • 對于用戶上傳的文件不能讓用戶輕易的獲取到，應(yīng)該將上傳的文件放在一個相對隱秘的或者禁止的路徑中。
  • 針對不同場景應(yīng)該限制用戶上傳文件的類型、大小；
  • 后臺在處理文件上傳的時候應(yīng)該不應(yīng)該占用主線程，應(yīng)該使用異步的形式處理文件上傳；主線程繼續(xù)向下執(zhí)行代碼，異步的優(yōu)勢在于頁面不會白屏轉(zhuǎn)圈太久增強用戶體驗！

2、文件上傳簡單實現(xiàn)

2.1、編寫前端頁面

  1. 文件上傳請求類型必須是post請求
  2. 同時必須是enctype=“multipart/form-data”
  3. 可以通過accept設(shè)置上傳文件的類型
  4. 多文件可以使用ctrl多選，標簽中攜帶上multiple
<!DOCTYPE html>
<html lang="en" xml>
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>文件上傳</title>
</head>
<body>
    <form method="post" action="/upload" enctype="multipart/form-data">
        單文件: <input type="file" name="headimg"><br/>
        <hr/>
        多文件: <input type="file" name="photos" multiple><br/>
        <input type="submit" value="上傳">
    </form>
</body>
</html>

2.2、Controller層

  • 依據(jù)上傳核心應(yīng)該使用異步的形式，因此Controller線程中不應(yīng)該直接對文件處理；而應(yīng)該將文件交由Service層進行異步處理，Controller線程繼續(xù)向下執(zhí)行處理未執(zhí)行完畢的代碼！
  • @RequestPart注解用于標注文件上傳參數(shù)
  • MultipartFile參數(shù)是一個封裝IO流的簡易文件處理接口，StandardMultipartFile實現(xiàn)類。
@Controller
public class FileController {

    @Autowired
    FileUploadService service;

    @RequestMapping("/upload")
    @ResponseBody
    public String upload(@RequestPart MultipartFile headimg,
                         @RequestPart MultipartFile[] photos) throws IOException {
        System.out.println(" Controller線程: =============== "+Thread.currentThread().getName()+" ===========");
        System.out.println("頭像大小: " + headimg.getSize());
        System.out.println("照片數(shù)量: " + photos.length);
        service.upload(new MultipartFile[]{headimg});
        service.upload(photos);
        return "File Upload Success!";
    }
}

2.3、Service層異步

  • 針對用戶上傳的文件判斷文件是否存在、是否為空之類的東西。
  • 由于需要對文件進行哈希避免沖突，因此需要將文件的類型從名稱中截取出來、然后另外使用哈希給文件生成一個隨機名稱并且拼接文件類型！
@Service
@EnableAsync
public class FileUploadService {

    @Async
    public void upload(MultipartFile[] file) throws IOException {
        System.out.println(" =========================== "+Thread.currentThread().getName()+" ===========");
        int length = file.length;
        if(length > 0){
            for(int i = 0;i < length;i++){
                // 獲取文件的類型
                String type = file[i].getOriginalFilename().substring(file[i].getOriginalFilename().lastIndexOf("."));
                System.out.println(type);

                // UUID、雪花算法、MD5等一些哈希算法對文件名進行特殊處理，避免文件重名
                String name = UUID.randomUUID().toString();
                file[i].transferTo(new File("C:\\Users\\Splay\\Desktop\\上傳的文件\\" + name + type));
            }
        }
        System.out.println("上傳完畢!");
    }
}

2.4、參數(shù)配置

springboot可以支持自定義的參數(shù)配置，用于限制上傳文件的大小。

spring:    
  servlet:
    multipart:
      enabled: true
      max-file-size: 10MB				# 單個文件大小
      max-request-size: 100MB			# 多文件總大小

請?zhí)砑訄D片描述

3、文件上傳原理

首先文件上傳是通過請求發(fā)送出去的，那么肯定在中央調(diào)度DispatcherServlet中。

任何數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臅r候都是01比特串，因此只需要將文件上傳與普通參數(shù)一同看待即可！

```java
protected void doDispatch(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) {
	
	// 1. 保存一個額外請求processedRequest 
	HttpServletRequest processedRequest = request;
	HandlerExecutionChain mappedHandler = null;
	boolean multipartRequestParsed = false;

	// 這里檢查是否異步請求    暫時忽略
	WebAsyncManager asyncManager = WebAsyncUtils.getAsyncManager(request);

	try {
		ModelAndView mv = null;
		Exception dispatchException = null;

		try {
			// 2. 檢查是不是文件上傳的請求
			processedRequest = checkMultipart(request);

			// 3. 判斷檢查前后請求是否一致
			multipartRequestParsed = (processedRequest != request);

			// 4. 拿到HandlerExecution執(zhí)行鏈
			mappedHandler = getHandler(processedRequest);
			if (mappedHandler == null) {
				noHandlerFound(processedRequest, response);
				return;
			}

			// 查找適配器HandlerAdapter
			HandlerAdapter ha = getHandlerAdapter(mappedHandler.getHandler());

			// 請求方式解析
			String method = request.getMethod();
			boolean isGet = HttpMethod.GET.matches(method);
			if (isGet || HttpMethod.HEAD.matches(method)) {
				long lastModified = ha.getLastModified(request, mappedHandler.getHandler());
				if (new ServletWebRequest(request, response).checkNotModified(lastModified) && isGet) {
					return;
				}
			}
			// 前置攔截器調(diào)用
			if (!mappedHandler.applyPreHandle(processedRequest, response)) {
				return;
			}

			// 5. 所有參數(shù)解析并且執(zhí)行
			mv = ha.handle(processedRequest, response, mappedHandler.getHandler());

			applyDefaultViewName(processedRequest, mv);
			mappedHandler.applyPostHandle(processedRequest, response, mv);
			...
			...
			// 善后處理
		}
	}
}

3.1、整體調(diào)度

  • 先將請求當(dāng)做一個普通請求processedRequest，然后checkMultipart(request)檢查本次請求是否是文件上傳。
  • 檢查的方式很簡單通過StandardServletMultipartResolver類判斷form表單中的contentType是否為enctype=“multipart/form-data”。
public class StandardServletMultipartResolver implements MultipartResolver {
	@Override
	public boolean isMultipart(HttpServletRequest request) {
		return StringUtils.startsWithIgnoreCase(request.getContentType(),
				(this.strictServletCompliance ? MediaType.MULTIPART_FORM_DATA_VALUE : "multipart/"));
	}
}
@Override
public MultipartHttpServletRequest resolveMultipart(HttpServletRequest request) throws MultipartException {
	// 返回一個文件上傳請求的對象
	return new StandardMultipartHttpServletRequest(request, this.resolveLazily);
}
  • 如果是文件上傳那么會將本次請求調(diào)用resolveMultipart進行解析一下并且封裝成一個新的請求。此時processRequest 一定不等于 request。
  • 之后就是拿到HandlerExecution執(zhí)行鏈、查找HandlerAdapter適配器、請求方式method解析、調(diào)用preHandler前置攔截器做攔截。

3.2、設(shè)置與校驗

  1. 即上面執(zhí)行完畢后，來到ha.handle()方法；所有上面在執(zhí)行controller時沒做的東西都會在這里執(zhí)行（請求方式驗證、參數(shù)解析、反射調(diào)用controller…）
  2. 并且在這里會設(shè)置一堆的東西，例如：參數(shù)解析器（不同注解、類型的參數(shù)由不同的解析器）、數(shù)據(jù)綁定器（DataBinder），之后數(shù)據(jù)解析與綁定就是交由DataBinder做。
  3. 再一堆雜七雜八的設(shè)置之后來到invokeForRequest方法，拿到參數(shù)之后調(diào)用doInvoke（）反射執(zhí)行controller。
public class InvocableHandlerMethod extends HandlerMethod {
	@Nullable
	public Object invokeForRequest(NativeWebRequest request, @Nullable ModelAndViewContainer mavContainer,
			Object... providedArgs) throws Exception {
		
		// 參數(shù)解析
		Object[] args = getMethodArgumentValues(request, mavContainer, providedArgs);
		if (logger.isTraceEnabled()) {
			logger.trace("Arguments: " + Arrays.toString(args));
		}
		return doInvoke(args);				//執(zhí)行Controller
	}
}

3.3、參數(shù)解析大致流程

  • 首先要避開一個彎，參數(shù)是在調(diào)用controller之前解析完畢的
  • 不同參數(shù)使用不同的參數(shù)解析器，這里采用了策略模式，supportsParameter方法中是一個增強for循環(huán)；匹配合適的直接丟入map中，在第4步的解析中直接從map中獲??！
  • 整個方法核心就是不同參數(shù)是如何適配到解析器的、參數(shù)又是如何解析的。
public class InvocableHandlerMethod extends HandlerMethod {
	protected Object[] getMethodArgumentValues(NativeWebRequest request, @Nullable ModelAndViewContainer mavContainer,Object... providedArgs) throws Exception {
		
		// 1. 拿到前端上傳的所有參數(shù)名稱
		MethodParameter[] parameters = getMethodParameters();
		if (ObjectUtils.isEmpty(parameters)) {
			return EMPTY_ARGS;
		}
		
		// 2. 參數(shù)分配空間
		Object[] args = new Object[parameters.length];
		for (int i = 0; i < parameters.length; i++) {
			MethodParameter parameter = parameters[i];
			parameter.initParameterNameDiscovery(this.parameterNameDiscoverer);
			args[i] = findProvidedArgument(parameter, providedArgs);
			if (args[i] != null) {
				continue;
			}
			
			// 3. 參數(shù)解析器的適配，不同參數(shù)會使用不同解析器
			if (!this.resolvers.supportsParameter(parameter)) {
				throw new IllegalStateException(formatArgumentError(parameter, "No suitable resolver"));
			}
			try {
				// 4. 參數(shù)解析
				args[i] = this.resolvers.resolveArgument(parameter, mavContainer, request, this.dataBinderFactory);
			}
			....
		}
		return args;
	}
}

3.4、參數(shù)解析器的適配

這里只是適配每一個參數(shù)的解析器、并不會解析參數(shù)；因此緩存池是非常有必要的，下次解析參數(shù)就可以直接從緩存池中拿！

@Nullable
private HandlerMethodArgumentResolver getArgumentResolver(MethodParameter parameter) {
	// 緩存池便于
	HandlerMethodArgumentResolver result = this.argumentResolverCache.get(parameter);
	if (result == null) {
		for (HandlerMethodArgumentResolver resolver : this.argumentResolvers) {
			if (resolver.supportsParameter(parameter)) {
				result = resolver;
				this.argumentResolverCache.put(parameter, result);
				break;
			}
		}
	}
	return result;
}
  • 文件上傳參數(shù)的解析器的適配是通過RequestPartMethodArgumentResolver類判斷的。
  • 這里直接判斷參數(shù)上的注解類型是否為@RequestPart，而參數(shù)的信息在之前執(zhí)行過程中就已經(jīng)全部拿到了。
  • 判斷為true之后這個RequestPartMethodArgumentResolver解析器就會被扔到上面的緩存池中便于下次直接獲取
public boolean supportsParameter(MethodParameter parameter) {
	// 直接判斷參數(shù)上的注解類型是否為@RequestPart
	if (parameter.hasParameterAnnotation(RequestPart.class)) {
		return true;
	}
	else {
		if (parameter.hasParameterAnnotation(RequestParam.class)) {
			return false;
		}
		return MultipartResolutionDelegate.isMultipartArgument(parameter.nestedIfOptional());
	}
}

在這里插入圖片描述

3.5、參數(shù)解析

由于前面鋪墊太多東西，參數(shù)解析就變得非常簡單了。緩存拿到對應(yīng)的解析器、然后解析

@Override
@Nullable
public Object resolveArgument(MethodParameter parameter, @Nullable ModelAndViewContainer mavContainer,NativeWebRequest webRequest, @Nullable WebDataBinderFactory binderFactory) {
	
	// map緩存池拿解析器
	HandlerMethodArgumentResolver resolver = getArgumentResolver(parameter);
	if (resolver == null) {
		throw new IllegalArgumentException("Unsupported parameter type [" +
				parameter.getParameterType().getName() + "]. supportsParameter should be called first.");
	}
	// 解析文件
	return resolver.resolveArgument(parameter, mavContainer, webRequest, binderFactory);
}
  • 這里整體的流程就是先拿到參數(shù)注解判斷注解中的屬性情況，是否required、是否為空…
  • 然后resolveMultipartArgument（）方法判斷是單文件還是多文件上傳
  • 找到對應(yīng)的HttpMessageConvert轉(zhuǎn)換器進行對應(yīng)參數(shù)數(shù)據(jù)到目標參數(shù)類型的解析
  • 最后將轉(zhuǎn)換器交由DataBinder進行解析與數(shù)據(jù)綁定。
@Override
@Nullable
public Object resolveArgument(MethodParameter parameter, @Nullable ModelAndViewContainer mavContainer,NativeWebRequest request, @Nullable WebDataBinderFactory binderFactory) {

	HttpServletRequest servletRequest = request.getNativeRequest(HttpServletRequest.class);
	Assert.state(servletRequest != null, "No HttpServletRequest");
	
	// 拿到參數(shù)注解
	RequestPart requestPart = parameter.getParameterAnnotation(RequestPart.class);
	
	// 注解是否必須，且是否為空
	boolean isRequired = ((requestPart == null || requestPart.required()) &&!parameter.isOptional());

	// 參數(shù)名
	String name = getPartName(parameter, requestPart);
	parameter = parameter.nestedIfOptional();
	Object arg = null;
	
	// 這里判斷是否文件上傳、并且是單文件還是多文件上傳
	Object mpArg = MultipartResolutionDelegate.resolveMultipartArgument(name, parameter, servletRequest);
	if (mpArg != MultipartResolutionDelegate.UNRESOLVABLE) {
		arg = mpArg;
	...
	HttpInputMessage inputMessage = new RequestPartServletServerHttpRequest(servletRequest, name);
	// 拿到convert轉(zhuǎn)換器
	arg = readWithMessageConverters(inputMessage, parameter, parameter.getNestedGenericParameterType());
	if (binderFactory != null) {
	...
	// dataBinder參數(shù)解析，這里結(jié)束文件就成型了！
		WebDataBinder binder = binderFactory.createBinder(request, arg, name);
	....
	return adaptArgumentIfNecessary(arg, parameter);
}

到此這篇關(guān)于Spring Boot文件上傳原理與實現(xiàn)詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Spring Boot 文件上傳內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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