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>1.3.1</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：
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为什么要配置名为 multipartResolver 的 bean；
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为什么要依赖 apache 的 commons-fileupload 库；
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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);
...
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所以，如果配置了名为 multipartResolver 的 bean，就会 DispatcherServlet 的 multipartResolver 保存下来；
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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);
}
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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；
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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；</fotn>
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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：
image.png
- 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：
image.png
- 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：
image.png
- 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：
image.png
- 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：
image.png
- 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；
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