java實現文件上傳的方法

# Java實現文件上傳的方法

## 一、文件上傳概述

文件上傳是Web開發中常見的功能需求，允許用戶將本地文件傳輸到服務器端存儲。在Java生態系統中，有多種技術可以實現文件上傳功能，包括但不限于：

1. 原生Servlet API實現
2. Spring框架的MultipartFile
3. Apache Commons FileUpload
4. 第三方云存儲SDK集成

本文將詳細介紹這些方法的實現原理和具體代碼示例。

## 二、Servlet原生實現

### 2.1 基本原理

Servlet 3.0之前，需要借助第三方庫（如Apache Commons FileUpload）處理multipart/form-data請求。Servlet 3.0及以后版本內置了對文件上傳的支持。

#### 關鍵步驟：
1. 表單設置`enctype="multipart/form-data"`
2. 使用`@MultipartConfig`注解標記Servlet
3. 通過`request.getParts()`獲取上傳文件

### 2.2 代碼實現

```java
@WebServlet("/upload")
@MultipartConfig(
    maxFileSize = 1024 * 1024 * 5,    // 5MB
    maxRequestSize = 1024 * 1024 * 10 // 10MB
)
public class FileUploadServlet extends HttpServlet {
    
    protected void doPost(HttpServletRequest request, 
                         HttpServletResponse response) 
        throws ServletException, IOException {
        
        // 獲取上傳目錄的物理路徑
        String uploadPath = getServletContext().getRealPath("") + File.separator + "uploads";
        File uploadDir = new File(uploadPath);
        if (!uploadDir.exists()) uploadDir.mkdir();
        
        try {
            for (Part part : request.getParts()) {
                String fileName = extractFileName(part);
                if (fileName != null && !fileName.isEmpty()) {
                    part.write(uploadPath + File.separator + fileName);
                }
            }
            response.getWriter().println("文件上傳成功");
        } catch (Exception e) {
            response.getWriter().println("上傳失敗: " + e.getMessage());
        }
    }
    
    private String extractFileName(Part part) {
        String contentDisp = part.getHeader("content-disposition");
        String[] items = contentDisp.split(";");
        for (String s : items) {
            if (s.trim().startsWith("filename")) {
                return s.substring(s.indexOf("=") + 2, s.length() - 1);
            }
        }
        return null;
    }
}

2.3 前端HTML示例

<form action="upload" method="post" enctype="multipart/form-data">
    <input type="file" name="file" multiple>
    <button type="submit">上傳</button>
</form>

三、Spring MVC實現

3.1 基本配置

Spring框架提供了更簡潔的文件上傳方式，需要先配置MultipartResolver：

@Bean
public MultipartResolver multipartResolver() {
    CommonsMultipartResolver resolver = new CommonsMultipartResolver();
    resolver.setMaxUploadSize(10 * 1024 * 1024); // 10MB
    return resolver;
}

3.2 控制器實現

@Controller
public class FileUploadController {
    
    @PostMapping("/upload")
    public String handleFileUpload(
            @RequestParam("file") MultipartFile file,
            RedirectAttributes redirectAttributes) {
        
        if (file.isEmpty()) {
            redirectAttributes.addFlashAttribute("message", "請選擇文件");
            return "redirect:/status";
        }
        
        try {
            // 獲取文件并保存
            byte[] bytes = file.getBytes();
            Path path = Paths.get("uploads/" + file.getOriginalFilename());
            Files.write(path, bytes);
            
            redirectAttributes.addFlashAttribute("message",
                "成功上傳: " + file.getOriginalFilename());
        } catch (IOException e) {
            redirectAttributes.addFlashAttribute("message",
                "上傳失敗: " + e.getMessage());
        }
        
        return "redirect:/status";
    }
}

3.3 文件大小限制配置

在application.properties中配置：

spring.servlet.multipart.max-file-size=5MB
spring.servlet.multipart.max-request-size=10MB

四、Apache Commons FileUpload

4.1 傳統Servlet實現

public class LegacyUploadServlet extends HttpServlet {
    
    protected void doPost(HttpServletRequest request, 
                         HttpServletResponse response) 
        throws ServletException, IOException {
        
        // 檢查是否是multipart請求
        if (!ServletFileUpload.isMultipartContent(request)) {
            response.sendError(HttpServletResponse.SC_BAD_REQUEST);
            return;
        }
        
        // 配置上傳參數
        DiskFileItemFactory factory = new DiskFileItemFactory();
        factory.setSizeThreshold(1024 * 1024); // 內存緩沖區1MB
        factory.setRepository(new File(System.getProperty("java.io.tmpdir")));
        
        ServletFileUpload upload = new ServletFileUpload(factory);
        upload.setFileSizeMax(5 * 1024 * 1024); // 5MB
        upload.setSizeMax(10 * 1024 * 1024);    // 10MB
        
        try {
            List<FileItem> items = upload.parseRequest(request);
            for (FileItem item : items) {
                if (!item.isFormField()) {
                    String fileName = new File(item.getName()).getName();
                    String filePath = "uploads" + File.separator + fileName;
                    File storeFile = new File(filePath);
                    item.write(storeFile);
                }
            }
            response.getWriter().println("上傳成功");
        } catch (Exception ex) {
            response.sendError(HttpServletResponse.SC_INTERNAL_SERVER_ERROR);
        }
    }
}

五、大文件分片上傳

5.1 前端實現（JavaScript）

// 使用File API進行分片
function uploadByChunks(file) {
    const chunkSize = 5 * 1024 * 1024; // 5MB每片
    const totalChunks = Math.ceil(file.size / chunkSize);
    let currentChunk = 0;
    
    while (currentChunk < totalChunks) {
        const start = currentChunk * chunkSize;
        const end = Math.min(start + chunkSize, file.size);
        const chunk = file.slice(start, end);
        
        const formData = new FormData();
        formData.append('file', chunk);
        formData.append('chunkNumber', currentChunk + 1);
        formData.append('totalChunks', totalChunks);
        formData.append('originalName', file.name);
        
        // 發送AJAX請求
        axios.post('/upload-chunk', formData);
        
        currentChunk++;
    }
}

5.2 服務端實現

@PostMapping("/upload-chunk")
public ResponseEntity<?> uploadChunk(
        @RequestParam("file") MultipartFile file,
        @RequestParam("chunkNumber") int chunkNumber,
        @RequestParam("totalChunks") int totalChunks,
        @RequestParam("originalName") String originalName) {
    
    try {
        // 創建臨時目錄
        String tempDir = "temp/" + originalName;
        Files.createDirectories(Paths.get(tempDir));
        
        // 保存分片
        String chunkFilename = chunkNumber + ".part";
        Files.copy(file.getInputStream(), 
            Paths.get(tempDir, chunkFilename),
            StandardCopyOption.REPLACE_EXISTING);
        
        // 如果是最后一個分片，合并文件
        if (chunkNumber == totalChunks) {
            mergeFiles(tempDir, originalName, totalChunks);
        }
        
        return ResponseEntity.ok().build();
    } catch (Exception e) {
        return ResponseEntity.status(500).build();
    }
}

private void mergeFiles(String tempDir, String filename, int totalChunks) 
    throws IOException {
    
    Path outputFile = Paths.get("uploads", filename);
    try (OutputStream out = Files.newOutputStream(outputFile, 
            StandardOpenOption.CREATE, StandardOpenOption.APPEND)) {
        
        for (int i = 1; i <= totalChunks; i++) {
            Path chunkFile = Paths.get(tempDir, i + ".part");
            Files.copy(chunkFile, out);
            Files.delete(chunkFile);
        }
    }
    // 刪除臨時目錄
    Files.delete(Paths.get(tempDir));
}

六、安全注意事項

1. 文件類型驗證： “`java // 檢查文件擴展名 String fileExt = FilenameUtils.getExtension(file.getOriginalFilename()); if (!Arrays.asList(“jpg”, “png”, “pdf”).contains(fileExt.toLowerCase())) { throw new IllegalArgumentException(“不支持的文件類型”); }

// 檢查MIME類型 if (!file.getContentType().startsWith(“image/”)) { throw new IllegalArgumentException(“只允許上傳圖片”); }

2. **文件重命名**：
   ```java
   // 使用UUID重命名文件
   String newName = UUID.randomUUID().toString() + "." + fileExt;

1. 病毒掃描：

   • 集成ClamAV等開源殺毒引擎
   • 使用商業云掃描服務

2. 權限控制：

   • 設置上傳目錄不可執行
   • 限制文件訪問權限

七、云存儲集成

7.1 AWS S3示例

// 添加依賴：aws-java-sdk-s3
public class S3Uploader {
    
    private AmazonS3 s3Client;
    private String bucketName = "my-bucket";
    
    public S3Uploader() {
        this.s3Client = AmazonS3ClientBuilder.standard()
                .withRegion(Regions.AP_EAST_1)
                .build();
    }
    
    public void uploadFile(MultipartFile file) throws IOException {
        ObjectMetadata metadata = new ObjectMetadata();
        metadata.setContentLength(file.getSize());
        metadata.setContentType(file.getContentType());
        
        s3Client.putObject(
            bucketName,
            "uploads/" + file.getOriginalFilename(),
            file.getInputStream(),
            metadata
        );
    }
}

八、性能優化建議

1. 使用NIO進行文件操作：

   Files.copy(file.getInputStream(), 
      Paths.get(uploadPath, fileName),
      StandardCopyOption.REPLACE_EXISTING);
   

2. 異步處理：

   @Async
   public void asyncUpload(MultipartFile file) {
      // 上傳邏輯
   }
   

3. 內存優化：

   • 對于大文件，使用臨時文件而非內存緩存
   • 配置合適的緩沖區大小

4. CDN加速：

   • 將上傳后的文件推送到CDN網絡

九、總結

本文詳細介紹了Java中實現文件上傳的多種方法，從原生的Servlet API到Spring框架的封裝方案，再到分片上傳和云存儲集成。實際開發中應根據項目需求選擇合適的技術方案，并始終注意安全性問題。

技術選型建議：

• 簡單項目：Servlet 3.0+原生API
• Spring項目：直接使用MultipartFile
• 傳統項目：Apache Commons FileUpload
• 企業級應用：考慮云存儲方案

通過合理的技術選擇和優化，可以構建出安全、高效的文件上傳功能。 “`