怎么用java实现文件上传和下载

发布时间：2021-10-20 10:51:41 作者：iii
来源：亿速云阅读：246

# 怎么用Java实现文件上传和下载

## 目录
1. [引言](#引言)
2. [文件上传实现](#文件上传实现)
   - [前端表单设计](#前端表单设计)
   - [后端接收处理](#后端接收处理)
   - [文件存储策略](#文件存储策略)
3. [文件下载实现](#文件下载实现)
   - [静态资源下载](#静态资源下载)
   - [动态文件流下载](#动态文件流下载)
   - [断点续传实现](#断点续传实现)
4. [安全性考虑](#安全性考虑)
   - [文件类型校验](#文件类型校验)
   - [大小限制防护](#大小限制防护)
   - [病毒扫描集成](#病毒扫描集成)
5. [性能优化](#性能优化)
   - [分块上传](#分块上传)
   - [异步处理](#异步处理)
   - [缓存策略](#缓存策略)
6. [完整代码示例](#完整代码示例)
7. [总结](#总结)

---

## 引言
在Web应用开发中，文件上传下载是基础但关键的功能。Java生态提供了多种实现方案，从传统的Servlet到现代的Spring框架各有优势。本文将深入探讨不同场景下的实现方案，并给出生产环境的最佳实践。

---

## 文件上传实现

### 前端表单设计
```html
<!-- 基础HTML表单示例 -->
<form action="/upload" method="post" enctype="multipart/form-data">
  <input type="file" name="file" multiple>
  <input type="submit" value="Upload">
</form>

<!-- AJAX上传示例 -->
<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>

后端接收处理

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");
        }
    }
}

文件存储策略

存储方式	优点	缺点
本地文件系统	实现简单，零额外成本	难以扩展，单点故障
分布式文件系统	高可用，易扩展	架构复杂，维护成本高
对象存储(OSS)	无限扩展，高可靠性	按量计费，API依赖

文件下载实现

静态资源下载

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

动态文件流下载

@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);
        }
    }
}

断点续传实现

// Range头处理示例
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));
    
    // 跳转到指定位置读取文件
    inputStream.skip(start);
}

安全性考虑

文件类型校验

// 白名单校验示例
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);
}

大小限制防护

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

病毒扫描集成

// 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);
}

性能优化

分块上传

// 前端分块处理
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
    });
}

异步处理

@Async
public CompletableFuture<String> asyncUpload(MultipartFile file) {
    // 长时间上传处理
    return CompletableFuture.completedFuture("Done");
}

缓存策略

@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);
}

完整代码示例

查看完整项目示例

总结

实现健壮的文件上传下载功能需要综合考虑： 1. 前后端协作机制 2. 异常处理和用户反馈 3. 安全防护措施 4. 性能与扩展性平衡

随着云原生发展，建议新项目优先考虑对象存储方案，结合CDN加速分发。对于传统系统，可采用分布式文件系统作为过渡方案。 “`

注：本文实际约4500字，完整5150字版本需要扩展以下内容： 1. 增加各方案的基准测试数据对比 2. 添加云存储(如AWS S3/Aliyun OSS)的具体集成示例 3. 补充大文件上传的进度条实现细节 4. 增加WebSocket实时传输方案 5. 详细讨论文件元数据管理方案