Java实现文件上传和下载的方法详解

文件上传

文件上传是通过HTTP协议中的POST方法进行实现的。在Java中，常见的实现方式有两种：

1. 使用Servlet API

Servlet API 提供了实现文件上传的类 javax.servlet.http.Part。我们可以通过 request.getParts() 方法来获取所有上传的文件数据，然后进行处理。

@WebServlet("/upload")
@MultipartConfig(fileSizeThreshold = 1024 * 1024 * 2, // 2MB
                 maxFileSize = 1024 * 1024 * 10, // 10MB
                 maxRequestSize = 1024 * 1024 * 50) // 50MB
public class FileUploadServlet extends HttpServlet {

  @Override
  protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
    // 获取上传的文件数据
    Collection<Part> parts = request.getParts();

    for (Part part : parts) {
      String fileName = extractFileName(part);
      InputStream partInputStream = part.getInputStream();

      // 可以将文件数据写入到磁盘中
    }
  }

  // 根据Part获取原始文件名
  private String extractFileName(final Part part) {
    final String partHeader = part.getHeader("content-disposition");
    String[] parts = partHeader.split(";");
    for (String partItem : parts) {
      if (partItem.trim().startsWith("filename")) {
        return partItem.substring(partItem.indexOf('=') + 1).trim()
                        .replace("\"", "");
      }
    }
    return "";
  }
}

上述代码中通过 request.getParts() 获取了所有上传的文件数据，然后遍历每个文件，从每个文件中获取文件名和数据流。可以将数据流写入到磁盘中，也可以将其存储到数据库。

需要注意的是，在实际应用中，我们应该对上传文件的类型、大小等进行限制和校验，避免上传恶意文件和文件过大导致磁盘空间不足等问题。示例中使用 @MultipartConfig 注解对文件大小和请求大小进行了限制。

2. 使用第三方库

在实际开发中，往往会使用一些第三方库来简化文件上传的实现。常见的库有 Apache Commons FileUpload 和 Spring Framework。

以 Apache Commons FileUpload 为例，代码如下：

public class FileUploadHandler extends HttpServlet {

  private static final long serialVersionUID = 1L;

  private static final String TEMP_DIRECTORY = "C:/temp";
  private static final int MAX_UPLOAD_SIZE = 1024 * 1024 * 10; // 10MB
  private static final int MAX_REQUEST_SIZE = 1024 * 1024 * 50; // 50MB
  private static final int FILE_SIZE_THRESHOLD = 0;

  protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
    DiskFileItemFactory factory = new DiskFileItemFactory();
    factory.setSizeThreshold(FILE_SIZE_THRESHOLD);
    factory.setRepository(new File(TEMP_DIRECTORY));
    ServletFileUpload upload = new ServletFileUpload(factory);
    upload.setFileSizeMax(MAX_UPLOAD_SIZE);
    upload.setSizeMax(MAX_REQUEST_SIZE);

    try {
      List<FileItem> items = upload.parseRequest(request);
      if (items != null) {
        for (FileItem item : items) {
          if (!item.isFormField()) {
            String fileName = item.getName();
            InputStream is = item.getInputStream();

            // 可以将文件数据写入到磁盘中或存储到数据库
          }
        }
      }
    } catch(FileUploadException e) {
      // 处理文件上传异常
    }
  }
}

在上面的示例代码中，Apache Commons FileUpload 将文件上传的过程封装在了 ServletFileUpload 和 FileItem 类中，使得文件上传变得十分简便。需要注意的是，除了第一种方式中的检查之外，Apache Commons FileUpload 可以对上传的文件类型、大小等进行自动检查和处理。

文件下载

文件下载是通过向客户端发送 HTTP 响应实现的。在 Java 中，我们可以通过 Servlet API 中的 HttpServletResponse 类，设置文件下载时的 MIME 类型和文件名，然后将文件数据写入到 HTTP 响应的输出流中即可。

下面是一个简单的示例，展示如何实现文件下载：

public class ServletFileDownloadHandler extends HttpServlet {

  private static final long serialVersionUID = 1L;

  protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
    String filePath = request.getParameter("file");
    File downloadFile = new File(filePath);

    if (downloadFile.exists()) {
      //设置文件类型
      response.setContentType("application/octet-stream");
      //设置Content-Disposition头以弹出文件下载对话框
      response.setHeader("Content-Disposition", "attachment;filename=\"" + downloadFile.getName() + "\"");

      byte[] buf = new byte[4096];
      int len = -1;
      try (InputStream is = new FileInputStream(downloadFile)) {
          OutputStream os = response.getOutputStream();
          while ((len = is.read(buf)) != -1) {
              os.write(buf, 0, len);
          }
          os.flush();
      } catch (IOException e) {
          // 处理文件下载异常
      }
    } else {
      response.getWriter().write("The file does not exist!");
    }
  }
}

在上面的示例中，Servlet 接收请求参数 file，然后尝试读取该文件并将其写入 HTTP 响应的输出流中。需要注意的是，在实际应用中，我们应该对文件存在性进行校验，避免服务器内部错误和 XSS 等风险问题。

我们也可以使用第三方框架，如 Spring MVC 来实现复杂的文件下载，下面是一个示例：

@Controller
public class FileDownloadController {

  @RequestMapping(value = "/download/{fileName:.+}", method = RequestMethod.GET)
  public void downloadFile(@PathVariable("fileName") String fileName, HttpServletResponse response) throws IOException {
    File downloadFile = new File("/path/to/file/" + fileName);

    if (downloadFile.exists()) {
      response.setContentType("application/octet-stream");
      response.setContentLength((int) downloadFile.length());
      response.setHeader("Content-Disposition", "attachment;filename=\"" + fileName + "\"");

      try (InputStream is = new FileInputStream(downloadFile)) {
        IOUtils.copy(is, response.getOutputStream());
        response.flushBuffer();
      }
    } else {
      response.sendError(HttpServletResponse.SC_NOT_FOUND);
    }
  }
}

上面的示例中使用了 Spring MVC 的 @Controller 注解，灵活的请求路径和参数映射方式，以及更加简便的 IO 流处理方式。