我是如何使用freemarker生成Word檔案的?

Coder小明發表於2020-09-14

推薦：親身體驗，數次踩坑，遂撰寫此文，以備各位不時之需。

背景

一天，產品經理遞給我了一份word報告，我定睛一看
類似這樣
這個文件有大大小小的標題層級，還有排版好的段落、各種一目瞭然的餅圖、走勢圖，當然還少不了顏色迴圈交替的報表。精緻程度不亞於小明同學的學習報告。

準備

魯迅：身為一名Java程式設計師，任何時候都不要忘記站在巨人的肩膀上。


通過某歌搜尋關鍵詞：java+word+匯出，我立馬得出了很多成熟的方案，通過橫向、縱向比較，再結合本次報告樣式比較多、使用者可靈活選擇不同模組匯出的特點，最終，我決定使用Freemarker 動態替換模版資料來匯出word文件。至於匯出文件的最終格式，有兩種選擇：

那到底使用doc還是docx格式的文件？
每當人生當中每次面臨選擇我都很慎重。最終我選擇使用docx格式（原因文末會講），但是為了讓大家有更多的選擇，滿足更多的業務場景，藉此機會，小明會給大家分別介紹使用freemarker匯出兩種格式的word文件方式。

思路

FreeMarker是一個基於Java的模板引擎，最初專注於使用MVC軟體架構生成動態網頁。但是，它是一個通用的模板引擎，不依賴於servlets或HTTP或HTML，因此它通常還用於生成原始碼，配置檔案或電子郵件。

此時，我們用它動態生成xml檔案，進而匯出word文件。

整體流程如下：

準備

  • WPS

由金山軟體股份有限公司釋出，用於辦公軟體最常用的文字編輯、表格、演示稿等功能。

對，就是這個國產的辦公軟體。我也是第一次發現在匯出文件這件事上，它如多年好友般友好。（word解析後的xml檔案閱讀性很強，一般人我不告訴他）

  • 開發工具（IDEA、Visual Studio Code等）
    你喜歡的，順手的，就是最好的。

實現

整合Freemarker模版引擎

本次專案使用的框架依舊是Springboot，這個框架在整合各個元件表現都很便捷，不再贅述，這次整合Freemarker也不例外。

  • 首先我們在專案中增添依賴spring-boot-starter-freemarker
    pom.xml檔案如下所示：
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-freemarker</artifactId>
</dependency>
  • 按照預設約定，我們可以在resources下建立一個templates資料夾（檢視FreeMarkerProperties原始碼可以發現預設目錄就是這個），用於存放模版文件。
  • application.yml增加配置
spring:
  freemarker:
    template-loader-path: classpath:/templates
    cache: false # 開發環境快取關閉
    suffix: xml
    charset: UTF-8

生成doc格式的文件

這裡先拿使用freemarker匯出doc格式的word文件舉例。

  • 首先將docxTemplate.docx（調整好樣式的模版文件）另存為WORD 2003 XML文件(*.xml)

    此處命名為docTemplete.xml，使用編輯工具首次開啟時，會發現這個文件裡面是壓縮的xml，因此我們首先需要格式化一下。

注意：如果你使用的是Visual Studio Code開發工具，一定要檢查你所使用的xml格式化外掛，是否會優化你的xml標籤 。比如：<w:rPr>會變成<rPr>。使用Visual Studio Code的同學，oh my god ! 小明在這裡推薦大家使用這個外掛：XML Language Support by Red Hat

  • 現在，我們就使用freemarker語法編輯docTemplete.xml，比如使用佔位符${}替換當前文件中的文字，以達到動態生成文字的目的，直接上程式碼。
public static Configuration getConfiguration(){
        //建立配置例項
        Configuration configuration = new Configuration(Configuration.VERSION_2_3_28);
        //設定編碼
        configuration.setDefaultEncoding("utf-8");
        configuration.setClassForTemplateLoading(WordUtil.class, "/templates");
        return configuration;
}

    /**
     * 生成doc檔案
     *
     * @param ftlFileName 模板ftl檔案的名稱
     * @param params      動態傳入的資料引數
     * @param outFilePath 生成的最終doc檔案的儲存完整路徑
     */
    public void ftlToDoc(String ftlFileName, Map params, String outFilePath) {
        try {
            /** 載入模板檔案 **/
            Template template = configuration.getTemplate(ftlFileName);
            /** 指定輸出word檔案的路徑 **/
            File docFile = new File(outFilePath);
            FileOutputStream fos = new FileOutputStream(docFile);
            Writer bufferedWriter = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(fos, "utf-8"), 10240);
            template.process(params, bufferedWriter);
            if (bufferedWriter != null) {
                bufferedWriter.close();
            }
        } catch (TemplateException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

生成docx格式的文件

高能預警！ 在成功使用Freemarker動態匯出doc格式的文件之後，相信大家和我的心情一樣非常激動。但以上操作只是一個小鋪墊，接下來我們來看看如何實現docx格式的文件匯出，小明相信一定會讓各位看官大跌眼鏡！不，大開眼界！
首先，告訴大家一個祕密：docx格式的文件其實是一個ZIP格式的壓縮檔案哦！ 什麼？你不信？驗證如下：

  • windows的小夥伴
    將docx文件修改為ZIP格式（修改.docx字尾名為.zip），然後通過解壓工具解壓。
  • MacOS的小夥伴
    直接使用unzip命令解壓word文件，解壓過後我們會發現該文件其實還有自己的目錄結構！
    震驚！

    當然，這麼多檔案我們不必一一知悉，只需關注小明紅線標註的檔案和目錄即可：
  • document.xml檔案用於存放核心資料，文字，表格，圖片引用等
  • media目錄用於存放所有文件的圖片
  • _rels目錄下的document.xml.rels裡存放的是配置資訊，比如圖片引用關係，即在document.xml中引用id對應media中的哪個圖片。
  • 獲取zip裡的document.xml文件以及_rels資料夾下的document.xml.rels文件
  • 顯而易見，如果我們要想根據資料動態匯出不同的word文件，只需要：通過freemarker將本次資料填充到document.xml中，並將圖片配置資訊填充至document.xml.rels文件裡，再用檔案流把本次圖片寫入到media目錄下替換已經存在的圖片，最後把填充過內容的document.xml、document.xml.rels以及media用流的方式寫入zip即可輸出docx文件！上程式碼。

好吧，限於篇幅，程式碼見文末 Github地址

問題及解決方案

當然，大家在第一次嘗試去幹某一件事時，都不一定是一蹴而就的。就比如在匯出word時，就可能會遇到以下問題。​

特殊字元

問題：有些文字資料中難免含有特殊字元，如：< > @ ! $ & 等等。

解決方案：這些特殊字元如果不進行轉義，就會引起word打不開的現象，比如表格中的超連結的&符號，就需要替換為&amp;，如果你的文件用office開啟時提示檔案損壞，九成是因為特殊符號引起的，我們可以開啟documet.xml定位報錯位置；當然還有終極方案，我們可以利用Freemarker的語法直接在模板中使用<![CDATA[ ]]> 處理。比如:

 <w:t><![CDATA[ ${article.title} ]]></w:t>

圖片變形

問題：因為echarts生成的圖表是響應式的，不同的螢幕大小、解析度，會造成每次前端傳過來的圖片寬高比例不一致，如果還直接將圖片按照之前的比例放進文件，會造成生成後文件中的圖片變形。

思路：首先將文件中的圖片設定為原圖，然後鎖定寬高比，將圖片調整到合適大小，解壓文件從document.xml，得到此時word中該圖片寬高對應的值，如下所示：

要想保證不同畫素比例的寬高在文件中不變形，我們需要固定cy的值，然後根據固定比例動態求得當前畫素比例圖片在word中代表的寬cx的值。計算方法如下所示：
公式：

a/b = x/y

其中，a表示圖片在word中寬的數值，b代表圖片在word中高的數值，x表示前端傳過來圖片的寬（單位：畫素），y表示前端傳過來圖片的高（單位：畫素）。因此，已知b、x、y,根據公式，我們即可求出a；

我就是文末

當然，還有用一些其他注意事項：

  • 如果word中的模組比較多的話，使用Freemarker語法要仔細一點；
  • 為什麼小明最終選擇匯出docx格式的文件呢？（還不是因為產品經理的需求嘛）因為doc格式的文件，小明嘗試匯出後，發現該文件並不是一個合法的doc文件，體現在：不能在手機上（微信、釘釘）正常預覽，office提示以xml形式開啟等。因此在匯出doc文件時，通過Freemaker填充document.xml後得到的並不是一個合法的word文件，查了相關資料，還需要藉助第三方工具進行簽名，而簽名還需要在windows系統下才能完成，但是我們平時用的生產環境都是Linux……因此，考慮再三，再三權衡，最終選擇匯出docx格式的文件。這種方式再適合不過，而且還能保證在當前主流APP上都能正常預覽。
  • 敲黑板！匯出docx文件最重要的一個思想是將本次資料寫入覆蓋模版檔案（在商業中，相當於借殼上市），重新輸出一個zip格式壓縮的檔案，這個檔案就是我們最終想要的文件。

以上，就是小明word匯出的前前後後，如果你也曾經遇到過或者現在正好遇到word文件匯出開發的問題，歡迎一起討論交流。

相關連結

我上傳了工具類，包含doc、docx 的匯出，以及匯出word文件時特殊符號轉義，還有圖片Base64轉換成檔案輸出的方法。
GitHub地址：https://github.com/WhenCoding/coder-xiaoming/blob/master/src/main/java/com/xm/coder/util/WordUtil.java

本文可轉載，但需宣告原文出處。 程式設計師小明，一個很少加班的程式設計師。歡迎關注微信公眾號，獲取更多優質文章。

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