文件上传下载概述

So Easy系列之文件上传下载教程

文件上传下载概述
1. 什么是文件上传下载

所谓文件上传下载就是将本地文件上传到服务器端，从服务器端下载文件到本地的过程。例如目前网站需要上传头像、上传下载图片或网盘等功能都是利用文件上传下载功能实现的。

文件上传下载实际上是两步操作，第一是文件上传，就是将本地文件上传到服务器端，实现文件多用户之间的共享，第二是文件下载，就是将服务器端的文件下载到本地磁盘。

下面就文件上传与下载功能，分别学习。

1. 文件上传下载实现原理

首先，需要知道文件是如何实现上传及下载的。文件上传及下载实现原理如下：

文件上传实现原理分析

文件上传实现流程如下：

客户端浏览器通过文件浏览框，选择需要上传的文件内容（其中包括文件路径及文件内容）。
客户端浏览器通过点击上传按钮，将本地文件上传到服务器端。
服务器端通过程序接收本地文件内容，并将其保存在服务器端磁盘中。

文件下载实现原理分析

文件下载实现流程如下：

客户端浏览器通过点击下载按钮，将服务器端保存的文件下载到本地磁盘。
服务器端通过程序将服务器端文件响应给客户端。

文件上传实现

1. 文件上传客户端页面实现

在Web应用程序中实现文件上传功能，只需要在客户端页面中添加需要上传输入项，在服务器端Servlet中读取上传文件的数据，并保存在服务器端硬盘中即可。

客户端浏览器页面实现文件上传功能，具体代码如下：

需要注意的是：

<input type=”file”>标签必须指定name属性值，否则需要上传的文件数据是不会上传至服务器端。
完成文件上传功能的表单的请求类型必须是POST方式。
完成文件上传功能的表单的enctype属性值设置为“multipart/form-data”，该值的作用是将需要上传的文件数据添加到Http请求体中，并使用MIME协议对上传的文件进行描述。
1. commons-fileupload工具

完成客户端的文件上传功能之后，主要是在服务器端完成接收上传文件的数据内容。为了方便实现文件上传逻辑，可以使用第三方提供的文件上传包，具体如下：

jsp-smartupload.jar：使用JSP模型一时使用的，目前基本不再使用。
commons-fileupload.jar：由Apache基金会提供的，用来实现Java环境下的文件上传功能。
Servlet 3.0规范中提供对文件上传的支持。

commons-fileupload组件的官网地址：http://commons.apache.org/proper/commons-fileupload/。需要注意的是：在使用commons-fileupload组件时，需要依赖于commons-io包。commons-fileupload组件工作流程如下：

如何使用commons-fileupload组件实现文件上传功能，可以参考其官网的User Guide内容。

创建DiskFileItemFactory文件项工厂对象。
通过工厂对象获取文件上传请求核心解析类ServletFileUpload。
使用ServletFileUpload对应Request对象进行解析。
遍历每个fileItem，判断是否为上传项。
IOUtils.copy(inputStream,OutputStream)（将上传的数据拷贝到服务器的硬盘上的简单方法）

具体实现代码如下：

1. 动态多文件上传表单

上述案例实现的是单文件上传，如果想实现多文件上传功能的话，服务器端的逻辑是一样的，也就是说，只需要在客户端页面实现多文件上传控件即可。动态实现多文件上传表单代码如下：

1. 上传文件至WEB-INF目录

到目前步骤，已经可以成功从客户端浏览器向服务器端上传文件。但是上传的路径存在一些问题，上述上传路径是自定义的文件夹，而上传至这种自定义的文件夹后，通过浏览器可以正常访问，这是非常危险的。

例如一个用户上传一个JSP页面，然后通过浏览器访问该JSP页面，而该JSP页面中可以包含一些恶意代码。这时如果允许用户运行该JSP页面的话，可能会对服务器端造成很大影响。

所以，通常情况下，会将上传目录创建在Web工程的WEB-INF目录下。因为该目录下的内容，是无法通过浏览器访问到的。

获取文件上传路径的代码，应该修改为如下内容：

1. 上传文件名称的处理

对于上传文件的名称，可能是文件的完整路径，例如：C:\upload\aaa.jpg。在服务器端只需要保存其上传文件的名称即可，所以需要对上传文件的名称进行进一步地处理，具体处理代码如下：

目前绝大多数的浏览器都不存在这个问题，仅仅只有一些比较老的浏览器版本存在，例如IE6.0版本。为保证兼容更多浏览器产品，这个问题依旧需要解决。

1. 上传文件中文乱码问题

如果现在上传文件的名称为中文的话，会引起中文乱码问题。commons-fileupload组件为解决中文乱码问题提供了两种解决方案，如下：

利用Request对象的setCharacterEncoding(“UTF-8”)方法，该方法尽量编写在Servlet的doGet()或doPost()方法的顶端。
利用ServletFileUpload类提供的setHeaderEncdoing(“UTF-8”)方法来解决。

一般情况下，不关心上传文件的内容，因为上传文件会保存在服务器端的磁盘中。但是，如果需要在控制台打印上传文件的内容，而刚好该上传文件的内容中包含中文的话，可以使用FileItem的getString(“UTF-8”)来处理编码。

1. 上传文件同名问题的处理

如果同一个用户上传多个同名的文件，默认情况下会出现被覆盖的情况，即前一次上传的文件会被后一次上传的文件覆盖。而这种情况是不希望看到的，解决这个问题的方法就是可以为每一个上传的文件名称增加UUID，因为UUID类的randomUUID()可以生成一个唯一标识符。具体做法如下：

如果上传文件过多时，会导致上传目录中的文件过多，内容过大。这时可以考虑将不同文件存储在不同的目录中，而生成不同目录的规则参考如下：

按照上传时间进行目录分离，例如2014-12-12为一个目录。
按照上传用户进行目录分离，为每一个用户创建一个上传目录。
按照固定数量进行目录分离，设定当一个上传目录包含文件超过指定数量，创建新的上传目录。
按照唯一文件名的hashcode 进行目录分离。

这里以hashcode进行目录分离方式为例演示，具体思路如下：

使用UUID类的randomUUID()方法生成唯一标识符。

其值为2dab369c-1e4f-4e58-8b61-13c7aef855b0。

通过hashCode()方法获取其唯一标识符的hashcode值。

其值为：166846237，转换成二进制后的值为：1001111100011101111100011101。

按照每4位值“与”二进制1111（F）后，生成一级目录。

以此类推，每4位值“与”二进制1111后，生成一个级别的目录。

根据上述步骤，可以编写一个按照hashcode方式生成目录的工具类，具体代码如下：

上述程序代码可以改写如下：

1. 上传单个文件的大小限制

上传文件时，用户可能上传非常大的文件，可能导致上传时占用过多资源。所以，对于用户上传的单个文件大小，应做出相应限制。利用ServletFileUpload的setFileSizeMax(long)方法进行设置，其中参数表示设置的大小，单位为字节数，例如servletFileUpload.setFileSizeMax(1024*10)表示上限为10KB。

一旦上传的单个文件大小超过限制大小时，会抛出FileUploadBase.FileSizeLimitExceededException异常，可以捕获该异常后向页面输出相应的错误信息。具体实现代码如下：

1. 上传文件的总大小的限制

在实现多文件上传时，还需要设置上传文件的总大小。利用ServletFileUpload的setSizeMax(long)方法进行设置，其中参数表示设置的大小，单位为字节数，例如servletFileUpload. setSizeMax(1024*10)表示上限为10KB。

一旦上传的文件大小超过限制大小时，会抛出FileUploadBase.SizeLimitExceededException异常，可以捕获该异常后向页面输出相应的错误信息。具体实现代码如下：

一般情况下，上传文件默认都是先存储在内存中，然后在拷贝到服务器端的磁盘中。但是这样会有一些问题出现，例如单个文件过大时，占用服务器端资源会过多，导致服务器性能变差。这时可以通过手动设置文件缓存大小和上传文件的临时目录来解决。如果不设置上传的文件缓存大小，默认值为10KB，其表示如果上传文件小于10KB的话，会先存储在服务器端的内存中，如果上传文件大小大于10KB的话，会先存储在服务器端默认指定的临时目录中，而上传文件的默认临时目录为System.getProperty("java.io.tmpdir")。

手动修改上传文件缓存大小及临时目录的方式如下：