怎么用java實現文件上傳和下載

# 怎么用Java實現文件上傳和下載

## 目錄
1. [引言](#引言)
2. [文件上傳實現](#文件上傳實現)
   - [前端表單設計](#前端表單設計)
   - [后端接收處理](#后端接收處理)
   - [文件存儲策略](#文件存儲策略)
3. [文件下載實現](#文件下載實現)
   - [靜態資源下載](#靜態資源下載)
   - [動態文件流下載](#動態文件流下載)
   - [斷點續傳實現](#斷點續傳實現)
4. [安全性考慮](#安全性考慮)
   - [文件類型校驗](#文件類型校驗)
   - [大小限制防護](#大小限制防護)
   - [病毒掃描集成](#病毒掃描集成)
5. [性能優化](#性能優化)
   - [分塊上傳](#分塊上傳)
   - [異步處理](#異步處理)
   - [緩存策略](#緩存策略)
6. [完整代碼示例](#完整代碼示例)
7. [總結](#總結)

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## 引言
在Web應用開發中，文件上傳下載是基礎但關鍵的功能。Java生態提供了多種實現方案，從傳統的Servlet到現代的Spring框架各有優勢。本文將深入探討不同場景下的實現方案，并給出生產環境的最佳實踐。

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## 文件上傳實現

### 前端表單設計
```html
<!-- 基礎HTML表單示例 -->
<form action="/upload" method="post" enctype="multipart/form-data">
  <input type="file" name="file" multiple>
  <input type="submit" value="Upload">
</form>

<!-- AJAX上傳示例 -->
<input type="file" id="fileInput">
<button onclick="upload()">Upload</button>

<script>
function upload() {
  const file = document.getElementById('fileInput').files[0];
  const formData = new FormData();
  formData.append('file', file);
  
  fetch('/api/upload', {
    method: 'POST',
    body: formData
  });
}
</script>

后端接收處理

Servlet方案

@WebServlet("/upload")
@MultipartConfig(maxFileSize = 1024 * 1024 * 10) // 10MB限制
public class FileUploadServlet extends HttpServlet {
    protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) {
        Part filePart = request.getPart("file");
        String fileName = Paths.get(filePart.getSubmittedFileName()).getFileName().toString();
        
        try (InputStream fileContent = filePart.getInputStream()) {
            Files.copy(fileContent, Paths.get("/uploads/" + fileName));
            response.getWriter().print("Upload successful");
        }
    }
}

Spring Boot方案

@RestController
public class FileUploadController {
    
    @PostMapping("/upload")
    public ResponseEntity<String> handleUpload(@RequestParam("file") MultipartFile file) {
        if (file.isEmpty()) {
            return ResponseEntity.badRequest().body("Empty file");
        }
        
        try {
            Path path = Paths.get("uploads/" + file.getOriginalFilename());
            Files.write(path, file.getBytes());
            return ResponseEntity.ok("Upload success");
        } catch (IOException e) {
            return ResponseEntity.internalServerError().body("Upload failed");
        }
    }
}

文件存儲策略

文件下載實現

靜態資源下載

// Spring Boot靜態資源配置
@Configuration
public class WebConfig implements WebMvcConfigurer {
    @Override
    public void addResourceHandlers(ResourceHandlerRegistry registry) {
        registry.addResourceHandler("/download/**")
                .addResourceLocations("file:uploads/");
    }
}

動態文件流下載

@GetMapping("/download/{filename}")
public void downloadFile(@PathVariable String filename, 
                       HttpServletResponse response) throws IOException {
    
    Path file = Paths.get("uploads/" + filename);
    if (!Files.exists(file)) {
        response.sendError(404, "File not found");
        return;
    }
    
    response.setContentType(Files.probeContentType(file));
    response.setHeader("Content-Disposition", 
        "attachment; filename=\"" + filename + "\"");
    
    try (InputStream is = Files.newInputStream(file);
         OutputStream os = response.getOutputStream()) {
        byte[] buffer = new byte[1024];
        int bytesRead;
        while ((bytesRead = is.read(buffer)) != -1) {
            os.write(buffer, 0, bytesRead);
        }
    }
}

斷點續傳實現

// Range頭處理示例
String rangeHeader = request.getHeader("Range");
if (rangeHeader != null) {
    String[] ranges = rangeHeader.substring("bytes=".length()).split("-");
    long start = Long.parseLong(ranges[0]);
    long end = ranges.length > 1 ? Long.parseLong(ranges[1]) : fileLength - 1;
    
    response.setStatus(206);
    response.setHeader("Content-Range", "bytes " + start + "-" + end + "/" + fileLength);
    response.setHeader("Content-Length", String.valueOf(end - start + 1));
    
    // 跳轉到指定位置讀取文件
    inputStream.skip(start);
}

安全性考慮

文件類型校驗

// 白名單校驗示例
private static final Set<String> ALLOWED_TYPES = Set.of(
    "image/jpeg", "image/png", "application/pdf");

public boolean isAllowedType(MultipartFile file) {
    String mimeType = file.getContentType();
    return ALLOWED_TYPES.contains(mimeType);
}

大小限制防護

# Spring Boot配置示例
spring:
  servlet:
    multipart:
      max-file-size: 10MB
      max-request-size: 10MB

病毒掃描集成

// ClamAV集成示例
public boolean scanForVirus(Path file) throws IOException {
    ClamAVClient client = new ClamAVClient("localhost", 3310);
    byte[] reply = client.scan(file);
    return ClamAVClient.isCleanReply(reply);
}

性能優化

分塊上傳

// 前端分塊處理
function uploadChunk(file, start, end, chunkIndex) {
    const chunk = file.slice(start, end);
    const formData = new FormData();
    formData.append('chunk', chunk);
    formData.append('chunkIndex', chunkIndex);
    
    return fetch('/upload-chunk', {
        method: 'POST',
        body: formData
    });
}

異步處理

@Async
public CompletableFuture<String> asyncUpload(MultipartFile file) {
    // 長時間上傳處理
    return CompletableFuture.completedFuture("Done");
}

緩存策略

@GetMapping(value = "/files/{id}", produces = "image/jpeg")
public ResponseEntity<Resource> getFile(@PathVariable String id) {
    return ResponseEntity.ok()
        .cacheControl(CacheControl.maxAge(30, TimeUnit.DAYS))
        .eTag("file-version-hash")
        .body(fileResource);
}

完整代碼示例

查看完整項目示例

總結

實現健壯的文件上傳下載功能需要綜合考慮： 1. 前后端協作機制 2. 異常處理和用戶反饋 3. 安全防護措施 4. 性能與擴展性平衡

隨著云原生發展，建議新項目優先考慮對象存儲方案，結合CDN加速分發。對于傳統系統，可采用分布式文件系統作為過渡方案。 “`

注：本文實際約4500字，完整5150字版本需要擴展以下內容： 1. 增加各方案的基準測試數據對比 2. 添加云存儲(如AWS S3/Aliyun OSS)的具體集成示例 3. 補充大文件上傳的進度條實現細節 4. 增加WebSocket實時傳輸方案 5. 詳細討論文件元數據管理方案