Web上傳檔案的原理及實現

weixin_33858249發表於2017-11-07
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    現在有很多Web程式都有上傳功能，實現上傳功能的元件或框架也很多，如基於java的Commons FileUpload、還有Struts1.x和Struts2中帶的上傳檔案功能（實際上，Struts2在底層也使用了Commons FileUpload）。在asp.net中也有相應的上傳檔案的控制元件。

    雖然現在有很多上傳元件可以利用，但是瞭解Web上傳檔案的原理，對於處理突然出現的問題會有很大的幫助，下面就來講一下通過瀏覽器上傳檔案的基本原理。在瞭解了原理之後，就可以非常容易地自制滿足自身需要的上傳元件了。
眾所周知，在客戶端程式碼中需要使用來選擇要上傳的檔案，並上傳，程式碼如上：


   
        upload
        
        
   

   
                     enctype="multipart/form-data">
            
            
            
         
   


    從上面的程式碼可以看出，有兩個檔案選擇框（file1和file2），在上傳檔案時，
標籤必須加上enctype="multipart/form-data"，否則瀏覽器無法將檔案內容上傳到服務端。下面我們來做個實驗。在Servlet的doPost方法中編寫如下的程式碼，如果想使用asp.net或其他的語言或技術，也可以很容易實現相應的功能。
    public void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
            throws ServletException, IOException
    {
        java.io.InputStream is = request.getInputStream();
        java.io.FileOutputStream fos = new java.io.FileOutputStream("d:\out.txt");
        
        byte[] buffer = new byte[8192];
        int count = 0;
        while((count = is.read(buffer)) >0)
        {
            fos.write(buffer, 0, count);
        }        
        fos.close();
    }

    上面的功能非常簡單，只是通過request獲得一個InputStream物件，並通過這個物件從客戶端獲得傳送過來的位元組流（注意，一定要用位元組流，因為，上傳的檔案可能是二進位制檔案，如圖象檔案，因此，使用位元組流會更通用）。並將這些位元組流儲存在D盤的out.txt檔案中。然後我們開啟out.txt，檔案的內容如圖1所示：


Web上傳檔案的原理及實現
01_webupload1.jpg

圖1

    由於out.txt是使用文字形式開啟的，並且file1上傳的是a.jpg(一個圖象檔案)，因此，顯示的是一些亂碼。我們可以不用管它們。只需要看看這些內容的頭部。我們很快就可以找到規律。每一個檔案內容的頭部都由“-----------------------------30514443229777”分隔，然後是這個檔案的屬性，如下：

Content-Disposition: form-data; name="file1"; filename="a.jpg"

Content-Type: image/jpeg

    其中包含了檔案選擇框的name屬性，還有上傳的檔名（filename欄位），要注意的，firefox在上傳時，這個filename屬性值只是檔名，如果使用IE，就是帶路徑的檔名，如D:"a.jpg。

    接下來的規則就和HTTP的頭一樣了，以一個空行（"r"n）分隔。後面就是檔案的具體內容。現在最關鍵的檔案的結尾，從圖1可以看出，檔案的結尾也是“-----------------------------30514443229777”，因此，可以斷定，第一個上傳的檔案（包括檔案頭）是夾在兩個“-----------------------------30514443229777”之間的。而“-----------------------------30514443229777”就是multipart/form-data協議的分隔符。但這裡還有一個最關鍵的問題。這個分隔符每次上傳都不一樣，服務端是如何知道每次上傳的這個分隔符的呢？

實際上，這個分隔符是通過HTTP請求頭的Content-Type欄位獲得，可通過下面的程式碼輸出這個欄位值：

System.out.println(request.getHeader("Content-type"));

輸出的內容如下：

multipart/form-data; boundary=---------------------------106712230227687

    只要在服務端獲得boundary後面的值即可。經過測試，Content-Type中的分隔符號中的“-”比實際上傳的“-”少兩個，不知是怎麼回事。不過這沒關係，我們可以認為每一個檔案塊是以""r"n—“結尾的，或是直接將從boundary獲得的分隔符加兩個“—”。而最後結尾的分隔符是“---------------------------106712230227687—”，後面多了兩個“—”。

    綜合上述，也就是說，一個檔案塊是以“---------------------------106712230227687”開頭，以“—”結尾，從圖2可以看出這一切。


Web上傳檔案的原理及實現
02_webupload.jpg

圖2

    至於剩下的工作，就是按著上面的規則來分析這些字元流了。分析的方法很多。在這裡就不詳述了。

multipart/form-data規範原文：http://www.ietf.org/rfc/rfc2388.txt

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