Java Web文件上传原理分析(不借助开源fileupload上传jar包)

最近在面试IBM时，面试官突然问到：如果让你自己实现一个文件上传，你的代码要如何写，不借助其他开源的文件上传jar包？
这一问，我楞了。现在开源MVC框架满天飞，大部分的框架像Struts2都会自动的把你上传的文件封装成Action的属性。几乎没有人自己去分析请求流数据，然后获取文件数据的。

总结下文件上传的几种实现：
一、像Struts2这样的框架自动将你上传的文件封装到Action的属性中，在配置文件里面你只需要指定文件上传的临时目录即可。

二、借助Apache的common-fileupload组件，实现文件上传。让开源组件帮你自动分析请求流数据，核心代码如下，详细的请参考http://morfil.iteye.com/blog/66945：

public void doPost(HttpServletRequest request,HttpServletResponse response)  throws IOException, ServletException   
{   
    try {   
        DiskFileUpload fu = new DiskFileUpload();   
        // 设置最大文件尺寸，这里是4MB   
        fu.setSizeMax(4194304);   
        // 设置缓冲区大小，这里是4kb   
        fu.setSizeThreshold(4096);   
        // 设置临时目录：   
        fu.setRepositoryPath(tempPath);   
  
        // 得到所有的文件：   
        List fileItems = fu.parseRequest(request);
        Iterator i = fileItems.iterator();   
        // 依次处理每一个文件：   
        while(i.hasNext()) {   
            FileItem fi = (FileItem)i.next();   
            // 获得文件名，这个文件名包括路径：   
            String fileName = fi.getName();   
            // 在这里可以记录用户和文件信息   
            // ...   
            // 写入文件，暂定文件名为a.txt，可以从fileName中提取文件名：   
            fi.write(new File(uploadPath + "a.txt"));   
        }   
    }   
    catch(Exception e) {   
        // 可以跳转出错页面   
    }   
} 

三、Servlet 3.0通过@MultipartConfig(location = "/home/yongboy/tmp/", maxFileSize = 1024 * 1024 * 10)和@WebServlet("/upload")注解也可以实现文件上传，核心代码如下，详情请见http://www.blogjava.net/yongboy/archive/2011/01/15/346202.html：

/**
 * 上传文件测试 location为临时文件保存路径
 * 
 * @author yongboy
 * @date 2011-1-13
 * @version 1.0
 */
@MultipartConfig(location = "/home/yongboy/tmp/", maxFileSize = 1024 * 1024 * 10)
@WebServlet("/upload")
public class UploadFileAction extends HttpServlet {
 private static final long serialVersionUID = 92166165626L;
 private static final Log log = LogFactory.getLog(UploadFileAction.class);
 // 得到注解信息
 private static final MultipartConfig config;

 static {
  config = UploadFileAction.class.getAnnotation(MultipartConfig.class);
 }

 protected void doGet(HttpServletRequest request,
   HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
  request.getRequestDispatcher("/upload.jsp").forward(request, response);
 }

 protected void doPost(HttpServletRequest request,
   HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
  // 为避免获取文件名称时出现乱码
  request.setCharacterEncoding("UTF-8");

  Part part = null;
  try {
   // <input name="file" size="50" type="file" />
   part = request.getPart("file");
  } catch (IllegalStateException ise) {
   // 上传文件超过注解所标注的maxRequestSize或maxFileSize值
   if (config.maxRequestSize() == -1L) {
    log.info("the Part in the request is larger than maxFileSize");
   } else if (config.maxFileSize() == -1L) {
    log.info("the request body is larger than maxRequestSize");
   } else {
    log.info("the request body is larger than maxRequestSize, or any Part in the request is larger than maxFileSize");
   }

   forwardErrorPage(request, response, "上传文件过大，请检查输入是否有误！");
   return;
  } catch (IOException ieo) {
   // 在接收数据时出现问题
   log.error("I/O error occurred during the retrieval of the requested Part");
  } catch (Exception e) {
   log.error(e.toString());
   e.printStackTrace();
  }

  if (part == null) {
   forwardErrorPage(request, response, "上传文件出现异常，请检查输入是否有误！");
   return;
  }
  
  // 得到文件的原始名称，eg ：测试文档.pdf
  String fileName = UploadUtils.getFileName(part);

  log.info("contentType : " + part.getContentType());
  log.info("fileName : " + fileName);
  log.info("fileSize : " + part.getSize());
  log.info("header names : ");
  for (String headerName : part.getHeaderNames()) {
   log.info(headerName + " : " + part.getHeader(headerName));
  }

  String saveName = System.currentTimeMillis() + "."
    + FilenameUtils.getExtension(fileName);

  log.info("save the file with new name : " + saveName);

  // 因在注解中指定了路径，这里可以指定要写入的文件名
  // 在未执行write方法之前，将会在注解指定location路径下生成一临时文件
  part.write(saveName);

  request.setAttribute("fileName", fileName);
  request.getRequestDispatcher("/uploadResult.jsp").forward(request,
    response);
 }

 private void forwardErrorPage(HttpServletRequest request,
   HttpServletResponse response, String errMsg)
   throws ServletException, IOException {
  request.setAttribute("errMsg", errMsg);

  request.getRequestDispatcher("/upload.jsp").forward(request, response);
 }
}

获取上传文件名：

 /**
  * 如何得到上传的文件名, API没有提供直接的方法，只能从content-disposition属性中获取
  * 
  * @param part
  * @return
  */
 protected static String getFileName(Part part) {
  if (part == null)
   return null;

  String fileName = part.getHeader("content-disposition");
  if (StringUtils.isBlank(fileName)) {
   return null;
  }

  return StringUtils.substringBetween(fileName, "filename=\"", "\"");
 }

四、就是自己去解析请求流数据，当然现在没有人会傻到还去自己做这种事情。这里我们只是了解下Apache的那帮牛人是怎么做到文件上传的。

首先我们先分析文件上传HTTP请求头：

一、文件上传Http请求Request截图：

贴个文字版的，里面的数据我使用谷歌浏览器截获的，方便大家拷贝
Request URL:http://127.0.0.1/dbm2-web/flowmgmt/FlowMgmtAction/uploadFile.go
Request Method:POST
Status Code:200 OK
Request Headers             view source
   Accept:text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,*/*;q=0.8
   Accept-Charset:GBK,utf-8;q=0.7,*;q=0.3
   Accept-Encoding:gzip,deflate,sdch
   Accept-Language:zh-CN,zh;q=0.8
   Cache-Control:max-age=0
   Connection:keep-alive
   Content-Length:54738
   Content-Type:multipart/form-data; boundary=----      WebKitFormBoundaryhQslmBE7nbTLTJzD
   Cookie:JSESSIONID=1ge6jxgy4s166bzms8og4j7us
   Host:127.0.0.1
   Origin:http://127.0.0.1
   Referer:http://127.0.0.1/dbm2-web/page/modules/flowmgmt/main.jsp
   User-Agent:Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1) AppleWebKit/537.1 (KHTML, like Gecko)    Chrome/21.0.1163.0 Safari/537.1
Request Payload
   ------WebKitFormBoundaryhQslmBE7nbTLTJzD
   Content-Disposition: form-data; name="field1"; filename="exportFlow-4113.fd"
   Content-Type: application/octet-stream


   ------WebKitFormBoundaryhQslmBE7nbTLTJzD--
Response Headers             view source
   Expires:Thu, 01-Jan-1970 00:00:00 GMT
   Server:Jetty(7.3.1.v20110307)
   Set-Cookie:JSESSIONID=oyklz60lg9aq1dn127p62ki0t;Path=/dbm2-web
   Transfer-Encoding:chunked


从上述结构上我们可以知道，文件上传的Content-Type为multipart/form-data; boundary=----WebKitFormBoundaryhQslmBE7nbTLTJzD，而普通的form表单的Content-Type为application/x-www-form-urlencoded。因此，我们可以利用HttpServletRequest的request.getHeaderNames()方法和request.getHeaders(headName)方法得到请求头Headers中的Content-Type数据，然后根据Content-Type数据中是否包含multipart/form-data来区分请求是否为文件上传请求。其中boundary为文件数据的分隔符，用于区分上传多个文件。详细介绍请见http://yefeng.iteye.com/blog/315847


了解请求头的结构后，我们看看如何用程序去得到普通请求和文件上传请求的数据
http://blog.csdn.net/liuyar/article/details/6202331

二、文件上传Http请求Response截图：


三、文件上传Http请求Cookies截图：