SpringBoot 集成 PDFBox 实现电子签章

news2024/9/21 16:20:18

Apache PDFBox 是一个开源的 Java 库，用于处理 PDF 文档。它提供了一系列强大的功能，包括创建、渲染、拆分、合并、加密、解密 PDF 文件，以及从 PDF 中提取文本和元数据等。PDFBox 支持 PDF 1.7 标准，并且兼容大多数现代 PDF 格式和特性。

1、使用 Maven 集成 PDFBox

在 pom.xml 文件中引入依赖

<dependency>
    <groupId>org.apache.pdfbox</groupId>
    <artifactId>pdfbox</artifactId>
    <version>2.0.24</version> <!-- 请检查最新的版本 -->
</dependency>

2、编写工具类

package cn.iocoder.yudao.module.contract.service.content;

import com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper;
import org.apache.pdfbox.pdmodel.PDDocument;
import org.apache.pdfbox.pdmodel.PDPage;
import org.apache.pdfbox.pdmodel.PDPageContentStream;
import org.apache.pdfbox.pdmodel.common.PDRectangle;
import org.apache.pdfbox.pdmodel.graphics.image.PDImageXObject;
import org.apache.pdfbox.rendering.PDFRenderer;
import org.springframework.http.ResponseEntity;

import javax.imageio.ImageIO;
import java.awt.image.BufferedImage;
import java.io.ByteArrayInputStream;
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Base64;
import java.util.List;

public class PDFBoxUtil {

    /**
     * 加载 PDF 文档
     */
    public static PDDocument loadPdf(byte[] input) throws IOException {
        return PDDocument.load(input);
    }

    /**
     * 添加印章到 PDF 文档中
     *
     * @param document       PDF 文档对象
     * @param imageByteArray 印章图像的二进制数据
     * @param x              横坐标
     * @param y              纵坐标
     * @param h              高度
     * @param pageIdx        页码
     * @throws IOException 异常
     */
    public static void addStampToPdf(PDDocument document, byte[] imageByteArray, int x, int y, int h, int pageIdx) throws IOException {
        // 加载签章图像
        PDImageXObject pdImage = PDImageXObject.createFromByteArray(document, imageByteArray, "签章");

        // 获取 PDF 文档的第一个页面
        PDPage page = document.getPage(pageIdx);

        // 计算签章图像的尺寸
        float desiredHeight = h; // 目标高度
        float scale = desiredHeight / pdImage.getHeight();

        // 创建一个内容流以添加签章
        try (PDPageContentStream contentStream = new PDPageContentStream(document, page, PDPageContentStream.AppendMode.APPEND, true, true)) {
            // 在 PDF 页面上绘制签章图像
            contentStream.drawImage(pdImage, x, y, pdImage.getWidth() * scale, pdImage.getHeight() * scale);
        }

        // 可选：也可以向 PDF 添加一个签名字段
//        addSignatureField(document);
    }

    /**
     * 将 BufferedImage 转换为字节数组
     *
     * @param image 要转换的图像
     * @return 字节数组
     */
    private static byte[] imageToBytes(BufferedImage image) {
        try (ByteArrayOutputStream os = new ByteArrayOutputStream()) {
            ImageIO.write(image, "png", os);
            return os.toByteArray();
        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException("Failed to convert image to bytes", e);
        }
    }

    /**
     * 裁剪图像
     *
     * @param image 要裁剪的图像
     * @param page PDF 页面
     * @param x 开始裁剪的横坐标
     * @param y 开始裁剪的纵坐标
     * @param w 需要裁剪的宽度
     * @param h 需要裁剪的高度
     * @return 裁剪后的图片
     */
    private static BufferedImage cropImage(BufferedImage image, PDPage page, int x, int y, int w, int h) {
        PDRectangle mediaBox = PDRectangle.A4; // 使用默认的 A4 大小

        // 将 PDF 单位转换为图像坐标
        int width = (int) (mediaBox.getWidth() * (image.getWidth() / page.getMediaBox().getWidth()));
        int height = (int) (mediaBox.getHeight() * (image.getHeight() / page.getMediaBox().getHeight()));

        // 裁剪图像
        return image.getSubimage(x, y, width - w, height - h);
    }
    
    /**
     * 将 PDF 转换为多个图片
     *
     * @param pdfBytes PDF 二进制数据
     * @param dpi      DPI 值
     * @return 裁剪后的图片列表
     * @throws IOException 异常
     */
    public static List<byte[]> convertPdfToImages(byte[] pdfBytes, int numberOfPages, int dpi, int x, int y, int w, int h) throws IOException {
        List<byte[]> croppedImages = new ArrayList<>();
        try (PDDocument document = PDDocument.load(new ByteArrayInputStream(pdfBytes))) {
            PDFRenderer renderer = new PDFRenderer(document);
            if (numberOfPages == 0) {
                numberOfPages = document.getNumberOfPages();
            }

            for (int i = 0; i < numberOfPages; i++) {
                // 渲染页面
                BufferedImage image = renderer.renderImageWithDPI(i, dpi); // 300 DPI
                // 裁剪图像
                BufferedImage croppedImage = cropImage(image, document.getPage(i), x, y, w, h);
                byte[] croppedImageBytes = imageToBytes(croppedImage);
                croppedImages.add(croppedImageBytes);
            }
        }
        return croppedImages;
    }

    /**
     * 将 PDF 转换为 Base64 编码的 JSON
     *
     * @param fileContent PDF 二进制数据
     * @param x 开始裁剪的横坐标
     * @param y 开始裁剪的纵坐标
     * @param w 需要裁剪的宽度
     * @param h 需要裁剪的高度
     * @return Base64 编码的 JSON
     * @throws Exception 异常
     */
    public static ResponseEntity<String> convertPdfToBase64(byte[] fileContent, int x, int y, int w, int h) throws Exception {
        List<byte[]> imageBytesList = convertPdfToImages(fileContent, 0, 300, x, y, w, h);

        List<String> base64Images = new ArrayList<>();
        for (byte[] imageBytes : imageBytesList) {
            String base64Image = Base64.getEncoder().encodeToString(imageBytes);
            base64Images.add(base64Image);
        }
        ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();
        String jsonResult = mapper.writeValueAsString(base64Images);
        return ResponseEntity.ok().body(jsonResult);
    }
}

3、编写控制器用于浏览器直接打开

第五步会编写控制器用于在 VUE 前端预览 PDF 文件

/**
     * 测试添加数字签名
     *
     * @param filename 文件名
     * @param x x坐标
     * @param y y坐标
     * @param h 高度
     * @param i 宽度
     */
    @GetMapping("/stamp/{filename}/p")
    @Parameter(name = "x", description = "添加签名的 x 坐标", required = true, example = "x")
    @Parameter(name = "y", description = "添加签名的 y 坐标", required = true, example = "y")
    @Parameter(name = "h", description = "签名的显示高度", required = true, example = "h")
    @Parameter(name = "i", description = "签名所在页数下标", required = true, example = "i")
    public ResponseEntity<ByteArrayResource> stampTest(@PathVariable String filename, @RequestParam("x") Integer x, @RequestParam("y") Integer y,
                                                    @RequestParam("h") Integer h, @RequestParam("i") Integer i) throws Exception {
        // 从数据库中获取文件内容,这里需要修改为你们自己的获取方式来获取源 PDF 文件的字节数组
        byte[] fileContent = fileApi.getFileContent(4L, filename);
        ByteArrayOutputStream out = new ByteArrayOutputStream();

        // 添加数字签名
        try (PDDocument document = PDFBoxUtil.loadPdf(fileContent)) {
            // 这里需要修改为你们自己的获取方式来获取签名文件的字节数组
            byte[] imageByteArray = fileApi.getFileContent(4L, "2c095928083c5ee82e6e229089892191d7790a3a42616dfd5a49daae68c27f41.png");
            PDFBoxUtil.addStampToPdf(document, imageByteArray, x, y, h, i);
            document.save(out);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        // 创建 ByteArrayResource
        ByteArrayResource resource = new ByteArrayResource(out.toByteArray());

        return ResponseEntity.ok()
                .header(HttpHeaders.CONTENT_DISPOSITION, "inline; filename=\"" + filename + "\"")
                .contentType(MediaType.APPLICATION_PDF)
                .body(resource);
    }

4、浏览器测试

直接打开连接http://IP:端口/你们自己的控制器前缀/stamp/文件名/p?x=100&y=200&h=80&i=1进行测试

5、编写控制器用于在 VUE 前端预览 PDF 文件

我这边在预览的时候不想保留边距、页眉、页脚的数据，所以有裁剪参数，不需要的话需要自行修改

/**
     * 根据合约名称获取合约 PDF 文件，并返回图片的 Base64 编码
     *
     * @param filename合约标识
     * @return 图片的 Base64 编码
     */
    @GetMapping(value = "/get/{filename}", produces = MediaType.IMAGE_PNG_VALUE)
    @Parameter(name = "x", description = "每一页开始裁剪的 x 横坐标", required = true, example = "x")
    @Parameter(name = "y", description = "每一页开始裁剪的 y 纵坐标", required = true, example = "y")
    @Parameter(name = "h", description = "每一页需要裁剪掉的高度 h", required = true, example = "h")
    @Parameter(name = "w", description = "每一个需要裁剪掉的宽度 w", required = true, example = "w")
    public ResponseEntity<String> getPageImage(@PathVariable String filename, @RequestParam("x") int x, @RequestParam("y") int y,
                                                            @RequestParam("h") int h, @RequestParam("w") int w) {
        
        // 从数据库中获取文件内容,这里需要修改为你们自己的获取方式来获取源 PDF 文件的字节数组
        byte[] fileContent = fileApi.getFileContent(4L, filename);
        
        try {
            return PDFBoxUtil.convertPdfToBase64(fileContent, x, y, w, h);
        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException("获取 PDF 文件截图异常", e);
        } catch (Exception e) {
            throw new RuntimeException("读取 PDF 文件异常", e);
        }
    }

6、编写 VUE 代码

<template>
  <Dialog :title="dialogTitle" v-model="dialogVisible">
    <div v-if="formLoading">{{message}}</div>
    <div id="pdf-container">
    </div>
  </Dialog>
</template>
<script setup lang="ts">

defineOptions({ name: 'ContentWXPreview' })

const dialogVisible = ref(false) // 弹窗的是否展示
const dialogTitle = ref('') // 弹窗的标题
const formLoading = ref(false) // 表单的加载中
const message = ref('数据正在加载请稍后 ... ...')

/** 打开弹窗 */
const open = async (title: string, code: string) => {
  dialogVisible.value = true
  dialogTitle.value = title + '_预览'
  formLoading.value = true
  try {
    fetch('http://IP:端口/你们自己的控制器前缀/stamp/文件名/p?x=250&y=188&w=520&h=385', {
        method: 'GET',
        headers: {
            'Content-Type': 'application/octet-stream'
        }
    })
    .then(response => response.text())
    .then(base64Images => {
        const container = document.getElementById('pdf-container')
        if (container) {
          container.innerHTML = '' // 清空容器

          const images = JSON.parse(base64Images)
          images.forEach(base64Image => {
              let img = document.createElement('img')
              img.src = `data:image/png;base64,${base64Image}`
              container.appendChild(img)
          })
        }
        formLoading.value = false
    })
  } finally {
    formLoading.value = false
  }
}
defineExpose({ open }) // 提供 open 方法，用于打开弹窗
</script>

<style lang="scss">
#pdf-container {
  display: flex;
  flex-direction: column;
  align-items: center;
}

#pdf-container > img {
  max-width: 100%; 
}
</style>

7、预览显示

扩展：虽然 PDFBox 很强大，但是在读取文件、文件识别、文字替换等方面使用起来不是特别方便，需要有一定的学习成本。对于我这边偶尔开发 PDF 文档处理半路子来说太难了，所以会在下一篇文章中说明如何使用 Spider.PDF 进行文本替换

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