文件上传和下载

一、文件上传和下载的原理

文件上传原理：
第一、文件上传时，读取文件的二进制进行MD5加密，将该密钥作为开关提交给服务器；若服务器有该密钥，证明文件的内容一模一样，这样就达到了秒上传的功能。
第二、若服务器没有该密钥，则将文件进行分片上传（分片的时候，会读取文件的大小，并且指定每个分片上传的大小，这样可以获取分片的数量）；同时客户端会给分片设置其索引值，到时服务器可以根据索引值进行重组，避免了文件的损伤。

1.考虑到浏览器右键点击保存图片（有图片的名称和扩展名），程序中可以设置request中相关的属性，将名称和扩展名赋予相关属性。
2.客户端上传文件的名称和扩展名有可能与服务器中的文件重名，这样会覆盖掉原文件，因此我们要赋予文件的名称是自定义的且唯一的，可以使用Uuid。
3.为了便于管理，可以在数据库中创建一张存储文件相关信息的表。
4.客户端上传的文件内容，服务器有可能有，因而我们需要用到文件上传原理的第一步，避免服务器内存存储过快耗尽。

severlet中的request和response对象中有请求流和相应流，若我们使用到服务器封装到的流，不需要我们手动关闭，因为浏览器/服务器在断开连接时，会释放资源。但是，若是我们自定义的流，那么需要手动关闭；又由于关闭流是文件上传下载时基本会使用到的，所以我们可以将其包装成一个工具类。

servlet中有默认的文件上传的大小，这样就需要在配置文件中设置我们需要让其上传的最大的文件大小。

文件上传一般使用post请求，文件下载一般是get/post都给可以（涉及到了标签获取图片路径以及浏览器右键点击图片可以打开图片，这是使用的是地址栏传参）

二、例子（springboot）

2.1 在application.properties配置文件上传的大小

#文件上传限制
spring.servlet.multipart.max-file-size=20MB
spring.servlet.multipart.max-request-size=20MB

文件上传的过程：
1. 组装文件上传存储的路径以及文件的名称（唯一标识uuid）和扩展名
2. 将文件写到该路径下
3. 由于@RequestMapping使用{}，只能获取最后一个/的后面的字符串，而存储的路径也有/，所以要先进行编码（使用Base64）
4. 将路径返回给客户端（将路径是可以直接在浏览器的地址栏中直接打开的，因而需要传IP、端口号等，再拼上使用Base64进行编码的文件名称和扩展名）

2.2 配置application-config.properties可供改变的参数

#统一的文件地址前缀（服务器存储上传文件的路径前缀）
localhost.perfix=D:/file_data
#文件下载路径的前缀
download.url.prefix=http://localhost:9001/file/download

2.3 controller层

package cn.kooun.controller;

import javax.servlet.http.HttpServletResponse;

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
import org.springframework.web.bind.annotation.PostMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import org.springframework.web.multipart.MultipartFile;

import cn.kooun.service.FileService;

/**
 * 	文件controller
 * @author HuangJingNa
 * @date 2019年12月26日 下午2:30:59
 *
 */
@RestController
@RequestMapping("file")
public class FileController {
	@Autowired
	private FileService fileService;
	
	/**
	 * 	文件上传
	 * 	方式一：MultipartHttpServletRequest request.getFile(键名)获取文件相关内容
	 * 	方式二：使用MultipartFile，但是变量名一定要为键名
	 * @author HuangJingNa
	 * @date 2019年12月26日 下午2:36:17
	 *
	 * @return
	 * @throws Exception 
	 */
	@PostMapping("upload")
	public Object upload(MultipartFile file) throws Exception {
		return fileService.upload(file);
	}
	/**
	 * 	文件下载
	 * @author HuangJingNa
	 * @date 2019年12月26日 下午4:02:07
	 *
	 * @return
	 * @throws Exception 
	 */
	@RequestMapping("download/{path}")
	public Object download(
			@PathVariable String path, 
			HttpServletResponse response) throws Exception {
		return fileService.download(path, response);
	}
}

2.4 service层

package cn.kooun.service;

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;

import javax.servlet.ServletOutputStream;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;
import org.springframework.util.StringUtils;
import org.springframework.web.multipart.MultipartFile;

import cn.kooun.common.Base64Utils;
import cn.kooun.common.FileUtils;
import cn.kooun.common.UuidUtils;
import cn.kooun.common.result.ResultUtils;
import cn.kooun.mapper.FileDBMapper;
import cn.kooun.pojo.table.FileDB;

/**
 * 	文件service
 * @author HuangJingNa
 * @date 2019年12月26日 下午2:48:17
 *
 */
@Service
@Transactional
public class FileService {
	@Autowired
	private FileDBMapper fileDBMapper;
	@Value("${localhost.perfix}")
	private String localhostPerfix;
	@Value("${download.url.prefix}")
	private String downloadUrlPrefix;

	/**
	 * 	文件上传
	 * @author HuangJingNa
	 * @date 2019年12月26日 下午2:48:44
	 *
	 * @param file
	 * @return
	 * @throws Exception 
	 */
	public Object upload(MultipartFile file) throws Exception {
		FileOutputStream fos = null;
		StringBuilder customUrl = new StringBuilder(downloadUrlPrefix);
		try {
			//将上传的文件写入到服务器中
			//本地存储路径没有，则创建
			File localhostPerfixFile = new File(localhostPerfix);
			if(!localhostPerfixFile.exists()) {
				localhostPerfixFile.mkdir();
			}
			//文件名称(为了不让上传的文件名称覆盖了本地文件，使用uuid)
			String filePrefix = UuidUtils.getUuid();
			//文件扩展名
			String originalFilename = file.getOriginalFilename();
			String fileSuffix = this.getFileSuffix(originalFilename);
			//组装本地文件存储路径
			String filePath = new StringBuilder(localhostPerfix)
					.append("/")
					.append(filePrefix)
					.append(fileSuffix)
					.toString();
			fos = new FileOutputStream(filePath);
			fos.write(file.getBytes());
			//将文件的名称和扩展名保存到request的请求头中，便于之后客户端获取
			//因为使用{}只能获取最后一个/的字符串
			//为了让客户端获取到图片路径，需要使用base64进行加密和解密
			// .../d:/file_data/xxx.xxx
			customUrl.append("/")
					 .append(Base64Utils.encoder(filePath));
			//为了便于管理，将文件相关内容插入数据库中（涉及事务回滚）
			this.saveUpload(file, customUrl, filePrefix, fileSuffix);
		} finally {
			//关闭资源
			FileUtils.close(fos);
		}
		
		//将文件存储路径返回(加密的)
		return ResultUtils.success(customUrl.toString());
	}
	/**
	 * 	将上传的文件插入数据库中
	 * @author HuangJingNa
	 * @date 2019年12月26日 下午3:48:43
	 *
	 * @param file
	 * @param customUrl
	 * @param filePrefix
	 * @param fileSuffix
	 */
	private void saveUpload(
			MultipartFile file, 
			StringBuilder customUrl, 
			String filePrefix, 
			String fileSuffix) {
		//封装FileDB类
		FileDB fileDB = new FileDB();
		fileDB.setId(UuidUtils.getUuid());
		fileDB.setUrl(customUrl.toString().replace(downloadUrlPrefix, ""));
		fileDB.setType(file.getContentType());
		fileDB.setSize(file.getSize());
		fileDB.setName(filePrefix + fileSuffix);
		fileDBMapper.insertSelective(fileDB);
	}

	/**
	 * 	获取扩展名
	 * @author HuangJingNa
	 * @date 2019年12月26日 下午3:18:33
	 *
	 * @param originalFilename
	 * @return
	 */
	private String getFileSuffix(String originalFilename) {
		//通过分隔符.获取扩展名
		String[] split = originalFilename.split("\.");
		String fileSuffix = split.length == 2 ? "." + split[split.length-1]:"";
		return fileSuffix;
	}
	/**
	 * 	文件下载
	 * @author HuangJingNa
	 * @date 2019年12月26日 下午4:04:05
	 *
	 * @param path
	 * @param response
	 * @return
	 * @throws Exception 
	 */
	public Object download(String path, HttpServletResponse response) throws Exception {
		//数据校验（校验路径是否合法）
		Object result = this.checkPath(path);
		if(result != null) {
			return result;
		}
		FileInputStream fis = null;
		try {
			//存在该路径，读取文件
			String filePath = Base64Utils.decoder(path);
			fis = new FileInputStream(filePath);
			byte[] b = new byte[1024 * 8 * 8];
			int len;
			//将文件渲染在页面上（使用响应流写到页面上）
			ServletOutputStream os = response.getOutputStream();
			while((len = fis.read(b)) != -1) {
				os.write(b, 0, len);
			}
			//刷新流
			os.flush();
		} finally {
			FileUtils.close(fis);
		}
		return null;
	}
	/**
	 * 	文件下载数据校验
	 * @author HuangJingNa
	 * @date 2019年12月26日 下午4:15:11
	 *
	 * @param path
	 * @return
	 */
	private Object checkPath(String path) {
		if(StringUtils.isEmpty(path)) {
			return ResultUtils.error("系统繁忙，请联系管理员~");
		}
		//根据文件路径判断是否有该文件
		String[] split = path.split("/");
		if(!fileDBMapper.isExistFileByFileUrl("/" + split[split.length - 1])) {
			return ResultUtils.error("系统繁忙，请联系管理员~");
		}
		return null;
	}

}

2.5 Base64Utils

package cn.kooun.common;

import java.util.Base64;

/**
 * 	base64加密解密工具类
 * @author HuangJingNa
 * @date 2019年12月26日 下午3:28:41
 *
 */
public class Base64Utils {

	/**
	 * 	加密
	 * @author HuangJingNa
	 * @date 2019年12月26日 下午3:33:47
	 *
	 * @param filePath
	 * @return
	 */
	public static String encoder(String value) {
		try {
			return Base64.getEncoder().encodeToString(value.getBytes());
		} catch (Exception e) {
			return value;
		}
	}
	/**
	 * 	解密
	 * @author HuangJingNa
	 * @date 2019年12月26日 下午3:36:05
	 *
	 * @param value
	 * @return
	 */
	public static String decoder(String value) {
		try {
			return new String(Base64.getDecoder().decode(value.getBytes()));
		} catch (Exception e) {
			return value;
		}
	}
}

2.6 FileUtils工具类

package cn.kooun.common;

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;

/**
 * 	文件工具类
 * @author HuangJingNa
 * @date 2019年12月26日 下午3:22:13
 *
 */
public class FileUtils {
	/**
	 * 	关闭资源
	 * @author HuangJingNa
	 * @date 2019年12月26日 下午3:23:30
	 *
	 * @param is
	 */
	public static void close(InputStream is) {
		if(is != null) {
			try {
				is.close();
			} catch (IOException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
	}
	/**
	 * 	关闭资源
	 * @author HuangJingNa
	 * @date 2019年12月26日 下午3:23:30
	 *
	 * @param is
	 */
	public static void close(OutputStream os) {
		if(os != null) {
			try {
				os.close();
			} catch (IOException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
	}
}

2.7 mapper层

package cn.kooun.mapper;

import org.apache.ibatis.annotations.Param;
import org.apache.ibatis.annotations.Select;

import cn.kooun.pojo.table.FileDB;
import tk.mybatis.mapper.common.Mapper;

/**
 * 	文件mapper
 * @author HuangJingNa
 * @date 2019年12月26日 下午3:41:13
 *
 */
public interface FileDBMapper extends Mapper<FileDB>{
	/**
	 * 	根据文件路径判断是否有该文件
	 * @author HuangJingNa
	 * @date 2019年12月26日 下午4:18:52
	 *
	 * @param path
	 * @return
	 */
	@Select("SELECT" + 
			"	CASE f.id WHEN 0 THEN 0 ELSE 1 END" + 
			" FROM" + 
			"	f_file f" + 
			" WHERE" + 
			"	f.url = #{path}")
	boolean isExistFileByFileUrl(@Param("path")String path);
    
}

注意：以上示例没有解决若文件内容相同，但文件名不同，不需要再次上传文件，否则损耗服务器的资源。

三、数据库