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本篇概览
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本章我们来一起阅读和分析SpringMVC的部分源码，看看收到POST请求中的二进制文件后，SpingMVC框架是如何处理的；
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使用了SpringMVC框架的web应用中，接收上传文件时，一般分以下三步完成：
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在spring配置文件中配置一个bean：
<bean id="multipartResolver"
class="org.springframework.web.multipart.commons.CommonsMultipartResolver">
<property name="defaultEncoding" value="utf-8" />
<property name="maxUploadSize" value="10485760000" />
<property name="maxInMemorySize" value="40960" />
</bean>
- pom.xml中添加apache的commons-fileupload库的依赖：
<dependency>
<groupId>commons-fileupload</groupId>
<artifactId>commons-fileupload</artifactId>
<version>1.3.x</version>
</dependency>
- 开发业务Controller的响应方法，以下代码是将POST的文件存储到应用所在的电脑上：
@RequestMapping(value="/upload",method= RequestMethod.POST)
public void upload(HttpServletRequest request,
HttpServletResponse response,
@RequestParam("comment") String comment,
@RequestParam("file") MultipartFile file) throws Exception {
logger.info("start upload, comment [{}]", comment);
if(null==file || file.isEmpty()){
logger.error("file item is empty!");
responseAndClose(response, "文件数据为空");
return;
}
//上传文件路径
String savePath = request.getServletContext().getRealPath("/WEB-INF/upload");
//上传文件名
String fileName = file.getOriginalFilename();
logger.info("base save path [{}], original file name [{}]", savePath, fileName);
//得到文件保存的名称
fileName = mkFileName(fileName);
//得到文件保存的路径
String savePathStr = mkFilePath(savePath, fileName);
logger.info("real save path [{}], real file name [{}]", savePathStr, fileName);
File filepath = new File(savePathStr, fileName);
//确保路径存在
if(!filepath.getParentFile().exists()){
logger.info("real save path is not exists, create now");
filepath.getParentFile().mkdirs();
}
String fullSavePath = savePathStr + File.separator + fileName;
//存本地
file.transferTo(new File(fullSavePath));
logger.info("save file success [{}]", fullSavePath);
responseAndClose(response, "Spring MVC环境下，上传文件成功");
}
- 如上所示，方法入参中的MultipartFile就是POST的文件对应的对象，调用file.transferTo方法即可将上传的文件创建到业务所需的位置；
三个疑问
- 虽然业务代码简单，以上几步即可完成对上传文件的接收和处理，但是有几个疑问想要弄清楚：
- 为什么要配置名为multipartResolver的bean；
- 为什么要依赖apache的commons-fileupload库；
- 从客户端的POST到Controller中的file.transferTo方法调用，具体做了哪些文件相关的操作？
- 接下来我们就一起来看看SpringMVC的源码，寻找这几个问题的答案；
Spring版本
- 本文涉及的Spring相关库，例如spring-core、spring-web、spring-webmvc等，都是4.0.2.RELEASE版本；
SpringMVC源码
- 先来看下入口类DispatcherServlet的源码，在应用初始化的时候会调用initMultipartResolver方法：
this.multipartResolver = context.getBean(MULTIPART_RESOLVER_BEAN_NAME, MultipartResolver.class);
...
- 所以，如果配置了名为multipartResolver的bean，就会DispatcherServlet的multipartResolver保存下来；
- 再来看一下处理POST请求时候的调用链：
FrameworkServlet.doPost
->
FrameworkServlet.processRequest
->
DispatcherServlet.doService
->
DispatcherServlet.doDispatch
->
DispatcherServlet.checkMultipart
->
multipartResolver.resolveMultipart(request)
- 因此，应用收到上传文件的请求时，最终会调用multipartResolver.resolveMultipart；
第一个疑问已经解开：SpringMVC框架在处理POST请求时，会使用名为multipartResolver的bean来处理文件；
- CommonsMultipartResolver.resolveMultipart方法中会调用parseRequest方法，我们看parseRequest方法的源码：
String encoding = this.determineEncoding(request);
FileUpload fileUpload = this.prepareFileUpload(encoding);
try {
List<FileItem> fileItems = ((ServletFileUpload)fileUpload).parseRequest(request);
return this.parseFileItems(fileItems, encoding);
} catch (SizeLimitExceededException var5) {
throw new MaxUploadSizeExceededException(fileUpload.getSizeMax(), var5);
} catch (FileUploadException var6) {
throw new MultipartException("Could not parse multipart servlet request", var6);
}
- 从以上代码可以发现，在调用prepareFileUpload方法的时候，相关的fileItemFactory和fileUpload对象都已经是commons-fileupload库中定义的类型了，并且最终还是调用由commons-fileupload库中的ServletFileUpload.parseRequest方法负责解析工作，构建FileItem对象； 第二个疑问已经解开：SpringMVC框架在处理POST请求时，本质是调用commons-fileupload库中的API来处理的；
- 继续关注CommonsMultipartResolver.parseRequest方法，里面调用了ServletFileUpload.parseRequest方法，最终由FileUploadBase.parseRequest方法来处理：
public List<FileItem> parseRequest(RequestContext ctx)
throws FileUploadException {
List<FileItem> items = new ArrayList<FileItem>();
boolean successful = false;
try {
FileItemIterator iter = getItemIterator(ctx);
FileItemFactory fac = getFileItemFactory();
if (fac == null) {
throw new NullPointerException("No FileItemFactory has been set.");
}
while (iter.hasNext()) {
final FileItemStream item = iter.next();
// Don't use getName() here to prevent an InvalidFileNameException.
final String fileName = ((FileItemIteratorImpl.FileItemStreamImpl) item).name;
FileItem fileItem = fac.createItem(item.getFieldName(), item.getContentType(),
item.isFormField(), fileName);
items.add(fileItem);
try {
Streams.copy(item.openStream(), fileItem.getOutputStream(), true);
} catch (FileUploadIOException e) {
throw (FileUploadException) e.getCause();
} catch (IOException e) {
throw new IOFileUploadException(format("Processing of %s request failed. %s",
MULTIPART_FORM_DATA, e.getMessage()), e);
}
final FileItemHeaders fih = item.getHeaders();
fileItem.setHeaders(fih);
}
successful = true;
return items;
} catch (FileUploadIOException e) {
throw (FileUploadException) e.getCause();
} catch (IOException e) {
throw new FileUploadException(e.getMessage(), e);
} finally {
if (!successful) {
for (FileItem fileItem : items) {
try {
fileItem.delete();
} catch (Throwable e) {
// ignore it
}
}
}
}
}
- 重点关注这一段：Streams.copy(item.openStream(), fileItem.getOutputStream(), true);，这是一次流的拷贝，将提交文件的inputstrem写入到一个outputstream，我们再看看getOutputStream方法的源码：
public OutputStream getOutputStream()
throws IOException {
if (dfos == null) {
File outputFile = getTempFile();
dfos = new DeferredFileOutputStream(sizeThreshold, outputFile);
}
return dfos;
}
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原来如此，会准备一个临时文件，上传的文件通过流拷贝写入到临时文件中了； 等一下，事情没那么简单！！！
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上面的代码中并没有直接返回文件对象outputFile，而是创建了一个DeferredFileOutputStream对象，这是个什么东西？另外sizeThreshold这个参数是干啥用的？
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为了搞清楚上面两个问题，我们从Streams.copy方法开始看吧： a. Streams.copy方法的关键代码如下：
for (;;) {
int res = in.read(buffer);
if (res == -1) {
break;
}
if (res > 0) {
total += res;
if (out != null) {
out.write(buffer, 0, res);
}
}
}
- 上述代码表明，steam的copy过程中会调用OutputStream的write方法；
b. DeferredFileOutputStream类没有write方法，去看它的父类DeferredFileOutputStream的write方法：
public void write(byte b[]) throws IOException
{
checkThreshold(b.length);
getStream().write(b);
written += b.length;
}
- 先调用checkThreshold方法，检查已写入长度加上即将写入的长度是否达到threshold值，如果达到就会将thresholdExceeded设置为true，并调用thresholdReached方法；
c. thresholdReached方法源码如下：
protected void thresholdReached() throws IOException
{
if (prefix != null) {
outputFile = File.createTempFile(prefix, suffix, directory);
}
FileOutputStream fos = new FileOutputStream(outputFile);
memoryOutputStream.writeTo(fos);
currentOutputStream = fos;
memoryOutputStream = null;
}
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真相大白：threshold是一个阈值，如果文件比threshold小，就将文件存入内存，如果文件比threshold大就写入到磁盘中去，这显然是个处理文件时的优化手段；
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注意这一行代码：currentOutputStream = fos;，原本currentOutputStream是基于内存的ByteArrayOutputStream，如果超过了threshold，就改为基于文件的FileOutputStream对象，后续再执行getStream().write(b)的时候，就不再写入到内存，而是写入到文件了；
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我们再回到主线：CommonsMultipartResolver，这里FileItem对象在parseFileItems方法中经过处理，被放入了CommonsMultipartFile对象中，再被放入MultipartParsingResult对象中，最后被放入DefaultMultipartHttpServletRequest对象中，返回到DispatcherServlet.doDispatch方法中，然后传递到业务的controller中处理；
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业务Controller的响应方法中，调用了file.transferTo方法将临时文件写入到业务指定的文件中，transferTo方法中有一行关键代码：this.fileItem.write(dest);，我们打开DiskFileItem类，看看这个write方法的源码：
public void write(File file) throws Exception {
if (isInMemory()) {
FileOutputStream fout = null;
try {
fout = new FileOutputStream(file);
fout.write(get());
} finally {
if (fout != null) {
fout.close();
}
}
} else {
File outputFile = getStoreLocation();
if (outputFile != null) {
// Save the length of the file
size = outputFile.length();
/*
* The uploaded file is being stored on disk
* in a temporary location so move it to the
* desired file.
*/
if (!outputFile.renameTo(file)) {
BufferedInputStream in = null;
BufferedOutputStream out = null;
try {
in = new BufferedInputStream(
new FileInputStream(outputFile));
out = new BufferedOutputStream(
new FileOutputStream(file));
IOUtils.copy(in, out);
} finally {
if (in != null) {
try {
in.close();
} catch (IOException e) {
// ignore
}
}
if (out != null) {
try {
out.close();
} catch (IOException e) {
// ignore
}
}
}
}
} else {
/*
* For whatever reason we cannot write the
* file to disk.
*/
throw new FileUploadException(
"Cannot write uploaded file to disk!");
}
}
}
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如上所示，依然是对DeferredFileOutputStream对象的操作，如果数据在内存中，就写入到指定文件，否则就尝试将临时文件rename为指定文件，如果rename失败，就会读取临时文件的二进制流，再写到指定文件上去；
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另外，DiskFileItem中出现的cachedContent对象，其本身也就是DeferredFileOutputStream的内存数据；
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至此，第三个疑问也解开了：- 上传的文件如果小于指定的阈值，就会被保存在内存中，否则就存在磁盘上，留给业务代码用，业务代码在使用时通过CommonsMultipartFile对象来操作；
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似乎又有一个疑问了：这些临时文件存在内存或者磁盘上，什么时候清理呢，不清理岂不是越来越多？
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在DispatcherServlet.doDispatch方法中，有这么一段：
finally {
if (asyncManager.isConcurrentHandlingStarted()) {
// Instead of postHandle and afterCompletion
mappedHandler.applyAfterConcurrentHandlingStarted(processedRequest, response);
return;
}
// Clean up any resources used by a multipart request.
if (multipartRequestParsed) {
cleanupMultipart(processedRequest);
}
}
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关键代码是cleanupMultipart(processedRequest);，进去跟踪发现会调用CommonsFileUploadSupport.cleanupFileItems方法，最终调用DiskFileItem.delete方法，将临时文件清理掉；
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至此SpringMVC源码分析就结束了，接下来列出一些web应用的源码，作为可能用到的参考信息；
demo源码下载
- 文中提到的demo工程，您可以在GitHub下载，地址和链接信息如下表所示：
| 名称 | 链接 | 备注 |
|---|---|---|
| 项目主页 | https://github.com/zq2599/blog_demos | 该项目在GitHub上的主页 |
| git仓库地址(https) | https://github.com/zq2599/blog_demos.git | 该项目源码的仓库地址，https协议 |
| git仓库地址(ssh) | git@github.com:zq2599/blog_demos.git | 该项目源码的仓库地址，ssh协议 |
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这个git项目中有多个目录，本次所需的资源放在springmvcfileserver，如下图红框所示：
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如果您想了解如何POST二进制文件到服务端，请下载uploadfileclient这个文件夹下的客户端demo工程，如下图红框所示：
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如果您不想让SpringMVC处理上传的文件，而是自己去调用apache的commons-fileupload库来做些更复杂的操作，您可以参考fileserverdemo这个文件夹下的demo工程，如下图红框所示：
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如果您的应用是基于springboot的，实现文件服务可以参考springbootfileserver这个文件夹下的demo工程，如下图红框所示：
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至此，本次阅读和分析实战已全部完成，在您学习和理解SpringMVC框架的过程中，希望本文能对您有所帮助，如果发现文中有错误，也真诚的期待您能留下意见；
