文件的上传和下载，是非常常见的功能。很多的系统中，或者软件中都经常使用文件的上传和下载。比如：QQ 头像，就使用了上传。邮箱中也有附件的上传和下载功能。OA 系统中审批有附件材料的上传
一、上传原理和代码分析。
上传：我们把需要上传的资源，发送给服务器，在服务器上保存下来。
下载：下载某一个资源时，将服务器上的该资源发送给浏览器。
难点：服务器端获取资源时比较麻烦，
浏览器端
1、要有一个 form 标签，method=post 请求
2、form 标签的 encType 属性值必须为 multipart/form-data 值
3、在 form 标签中使用 input type=file 添加上传的文件
注意：enctype=multipart/form-data：该属性表明发送的请求体的内容是多表单元素的，通俗点讲，就是有各种各样的数据，可能有二进制数据，也可能有表单数据，等等，所以使用该属性也进行其区分，发送的格式如下(使用火狐中的Firebug插件进行捕捉的信息。)
文件上传，HTTP 协议的说明
服务器端
编写服务器代码（Servlet 程序）接收，处理上传的数据。
如果不使用commons-fileupload插件来帮我们处理上传后的数据而让我们自己手动处理的话，也是可以的，但是十分麻烦，因为我们需要将所有的请求体获取到，然后通过字符串的分割，通过boundary这个属性进行分割，然后一步步获取到我们想要的数据。
commons-fileupload.jar 常用 API 介绍说明
commons-fileupload.jar 需要依赖 commons-io.jar 这个包，所以两个包我们都要引入。
第一步，就是需要导入两个 jar 包：
commons-fileupload-1.2.1.jar
commons-io-1.4.jar
commons-fileupload.jar 和 commons-io.jar 包中，我们常用的类有哪些？
ServletFileUpload 类，用于解析上传的数据。
FileItem 类，表示每一个表单项。
boolean ServletFileUpload.isMultipartContent(HttpServletRequest request);
判断当前上传的数据格式是否是多段的格式。
public List
解析上传的数据
boolean FileItem.isFormField()
判断当前这个表单项，是否是普通的表单项。还是上传的文件类型。
true 表示普通类型的表单项
false 表示上传的文件类型
String FileItem.getFieldName()
获取表单项的 name 属性值
String FileItem.getString()
获取当前表单项的值。
String FileItem.getName();
获取上传的文件名
void FileItem.write( file );
将上传的文件写到 参数 file 所指向抽硬盘位置 。
// 工厂
4 FileItemFactory fileItemFactory = new DiskFileItemFactory();
5
6 //2 核心类
7 ServletFileUpload servletFileUpload = new ServletFileUpload(fileItemFactory);
8
9 //3 解析request ,List存放 FileItem （表单元素的封装对象，一个<input>对应一个对象）
10 List<FileItem> list = servletFileUpload.parseRequest(request);
11
12 //4 遍历集合获得数据
13 for (FileItem fileItem : list) {
14 if(fileItem.isFormField()){
15 // 5 是否为表单字段（普通表单元素）
16 //5.1.表单字段名称
17 String fieldName = fileItem.getFieldName();
18 System.out.println(fieldName);
19 //5.2.表单字段值
20 String fieldValue = fileItem.getString(); //中文会出现乱码
21 System.out.println(fieldValue);
22 } else {
23 //6 上传字段（上传表单元素）
24 //6.1.表单字段名称 fileItem.getFieldName();
25 //6.2.上传文件名
26 String fileName = fileItem.getName();
27 // * 兼容浏览器， IE ： C:\Users\xxx\Desktop\abc.txt ; 其他浏览器 ： abc.txt
28 fileName = fileName.substring(fileName.lastIndexOf("\\") + 1);
29 System.out.println(fileName); //上传的文件名会中文乱码，
30 //6.3.上传内容
31 InputStream is = fileItem.getInputStream(); //获得输入流，
32 String parentDir = this.getServletContext().getRealPath("/WEB-INF/upload");
33 File file = new File(parentDir,fileName);
34 if(! file.getParentFile().exists()){ //父目录不存在
35 file.getParentFile().mkdirs(); //mkdirs():创建文件夹，如果上级目录没有的话，也一并创建出来。
36 }
37 FileOutputStream out = new FileOutputStream(file);
38 byte[] buf = new byte[1024];
39 int len = -1;
40 while( (len = is.read(buf)) != -1){
41 out.write(buf, 0, len);
42 }
43
44 //关闭
45 out.close();
46 is.close();
47 }
48 }
49
50 } catch (Exception e) {
51 e.printStackTrace();
52
53 throw new RuntimeException(e);
54
55 }
其中需要注意的是流的操作，和File类的操作，mkdirs()和mkdir()的区别是什么？它们都是用来创建文件夹的，区别在mkdirs能创建多级目录，而mkdir()只能创建当前的文件夹，如果发现上一层目录并还没有创建时，它也会无动于衷，什么也不干，也就不能创建当前文件夹，必须先要创建了上一级文件夹才可以。
上面还有很多的问题需要解决，比如上传文件名的乱码问题，比如单表内容的乱码问题，比如上传文件同名问题，如果上传的文件很大，该如何进行处理，比如，放在同一级目录下的文件过多如何处理。每次都自己手动写输出流，将内容存到指定位置，太过麻烦，等等问题，现在写一个加强版，在解决上面所有的问题。
上传文件名乱码问题：使用servletFileUpload.setHeaderEncoding("UTF-8");或者request.setCharacterEncoding("UTF-8")都可以
表单内容乱码问题：使用getString("utf-8")即可，也就是在获取内容时，就可以设置码表。
上传文件同名问题：使用UUID.randomUUID().toString().replace("-", "").获得一个独一无二的32位数字
使用FileUtils.copyInputStreamToFile(is, file);来将内容输出到指定路径文件中去，mkdirs() 自动创建目录
同一级目录下的文件过多问题：创建多级目录，通过文件名的hashcode的值，hashCode为int型，占4个字节，一个字节占8位，也就是占32位，将其分组，4位4位一组，就能分8组，每一次代表一层目录，也就能够分8层目录，每一层中，又可以创建16种不同的文件夹。这样算下来，就能有很多很多个文件夹了，每个文件夹下面都可以存很多文件，看我们的业务需求，来决定要创建几层目录，就从hashcode中拿几组数据出来。原理图如下
1 public class StringUtils {
2
3 /**
4 * 生成二级目录
5 * @param fileName abc.txt
6 * @return /4/5
7 */
8 public static String getDir(String fileName) {
9 //1 hashCode值
10 int hashCode = fileName.hashCode();
11 System.out.println(hashCode);
12 //2 第一层 0xf表示15的16进制数。
13 int dir1 = hashCode & 0xf;
14 //3 第二层目录
15 int dir2 = hashCode >>> 4 & 0xf;
16
17 //4 拼写
18 return "/" + dir1 + "/" + dir2;
19 }
20
21 public static void main(String[] args) {
22 System.out.println(getDir("abc.txt"));
23 }
24
25 }
上传代码
public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
2 throws ServletException, IOException {
3 try {
4
5 //0.5 检查是否支持文件上传 ,检查请求头Content-Type : multipart/form-data
6 if(!ServletFileUpload.isMultipartContent(request)){
7 throw new RuntimeException("不要得瑟，没用");
8 }
9
10 //1 工厂
11 DiskFileItemFactory fileItemFactory = new DiskFileItemFactory();
12 // 1.1 设置是否生产临时文件临界值。大于2M生产临时文件。保证：上传数据完整性。
13 fileItemFactory.setSizeThreshold(1024 * 1024 * 2); //2MB
14 // 1.2 设置临时文件存放位置
15 // * 临时文件扩展名 *.tmp ，临时文件可以任意删除。
16 String tempDir = this.getServletContext().getRealPath("/temp");
17 fileItemFactory.setRepository(new File(tempDir));
18
19 //2 核心类
20 ServletFileUpload servletFileUpload = new ServletFileUpload(fileItemFactory);
21 // 2.1 如果使用无参构造 ServletFileUpload() ，手动设置工厂
22 //servletFileUpload.setFileItemFactory(fileItemFactory);
23 // 2.2 单个上传文件大小
24 //servletFileUpload.setFileSizeMax(1024*1024 * 2); //2M
25 // 2.3 整个上传文件总大小
26 //servletFileUpload.setSizeMax(1024*1024*10); //10M
27 // 2.4 设置上传文件名的乱码
28 // * 首先使用 setHeaderEncoding 设置编码
29 // * 如果没有设置将使用请求编码 request.setCharacterEncoding("UTF-8")
30 // * 以上都没有设置，将使用平台默认编码
31 servletFileUpload.setHeaderEncoding("UTF-8");
32 // 2.5 上传文件进度，提供监听器进行监听。
33 servletFileUpload.setProgressListener(new MyProgressListener());
34
35
36 //3 解析request ,List存放 FileItem （表单元素的封装对象，一个<input>对应一个对象）
37 List<FileItem> list = servletFileUpload.parseRequest(request);
38
39 //4 遍历集合获得数据
40 for (FileItem fileItem : list) {
41 // 判断
42 if(fileItem.isFormField()){
43 // 5 是否为表单字段（普通表单元素）
44 //5.1.表单字段名称
45 String fieldName = fileItem.getFieldName();
46 System.out.println(fieldName);
47 //5.2.表单字段值 ， 解决普通表单内容的乱码
48 String fieldValue = fileItem.getString("UTF-8");
49 System.out.println(fieldValue);
50 } else {
51 //6 上传字段（上传表单元素）
52 //6.1.表单字段名称 fileItem.getFieldName();
53 //6.2.上传文件名
54 String fileName = fileItem.getName();
55 // * 兼容浏览器， IE ： C:\Users\liangtong\Desktop\abc.txt ; 其他浏览器 ： abc.txt
56 fileName = fileName.substring(fileName.lastIndexOf("\\") + 1);
57 // * 文件重名
58 fileName = UUID.randomUUID().toString().replace("-", "") + fileName;
59 // * 单个文件夹文件个数过多？
60 String subDir = StringUtils.getDir(fileName);
61
62 System.out.println(fileName);
63 //6.3.上传内容
64 InputStream is = fileItem.getInputStream();
65 String parentDir = this.getServletContext().getRealPath("/WEB-INF/upload");
66 File file = new File(parentDir + subDir,fileName);
67
68 // 将指定流 写入 到 指定文件中 -- mkdirs() 自动创建目录
69 FileUtils.copyInputStreamToFile(is, file);
70
71 //7删除临时文件
72 fileItem.delete();
73 }
74 }
75
76 } catch (Exception e) {
77 e.printStackTrace();
78
79 throw new RuntimeException(e);
80
81 }
82 }
其中如果需要做上传的进度条时，就可以使用监听器来进行监听上传数据的进度，实现ProgressListener即可。
总结上传：
其实理解了也不是很难，就是上传文件后的处理比较麻烦，各种小问题，存储过程最为麻烦。
1、创建工厂类
2、使用核心类，
3、解析request请求，
4、遍历请求体的内容，将上传内容和普通表单内容都获取出来
5、获取到上传内容时，对其存储位置进行设置
其中很多细节问题都在上面已经说清楚了，代码中也有很多注释。
二、下载原理和代码实现
下载的常用 API 说明：
response.getOutputStream();
servletContext.getResourceAsStream();
servletContext.getMimeType();
response.setContentType();
response.setHeader("Content-Disposition", "attachment; fileName=1.jpg");
这个响应头告诉浏览器。这是需要下载的。而 attachment 表示附件，也就是下载的一个文件。fileName=后面，
表示下载的文件名。
完成上面的两个步骤，下载文件是没问题了。但是如果我们要下载的文件是中文名的话。你会发现，下载无法正确
显示出正确的中文名。
原因是在响应头中，不能包含有中文字符，只能包含 ASCII 码。
1、设置响应头，让浏览器知道应该下载，而不是解析
response.setHeader("content-disposition", "attachment;filename=" +fileName); //设置content-disposition响应头
2、获取输入流，指向需要下载的文件
InputStream is = this.getServletContext().getResourceAsStream("/download/1.jpg");
3、获取输出流，将其文件传到浏览器端
ServletOutputStream out = response.getOutputStream();
4、使用IOUtils.copy(is，out);直接将输入流和输出流传进去，就会帮我们把输出流读到的内容通过输出流输出到浏览器。内部实现原理应该就如下所示
int b = -1;
byte[] bf = new byte[1024];
while((b=is.read(bf)) != -1){
out.write(bf,0,b);
}
文件下载示例：
@Override
protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException,
IOException {
// 1、获取要下载的文件名
String downloadFileName = "2.jpg";
// 2、读取要下载的文件内容 (通过 ServletContext 对象可以读取)
ServletContext servletContext = getServletContext();
// 获取要下载的文件类型
String mimeType = servletContext.getMimeType("/file/" + downloadFileName);
System.out.println("下载的文件类型：" + mimeType);
// 4、在回传前，通过响应头告诉客户端返回的数据类型
resp.setContentType(mimeType);
// 5、还要告诉客户端收到的数据是用于下载使用（还是使用响应头）
// Content-Disposition 响应头，表示收到的数据怎么处理
// attachment 表示附件，表示下载使用
// filename= 表示指定下载的文件名
resp.setHeader("Content-Disposition", "attachment; filename=" + downloadFileName);
/**
* /斜杠被服务器解析表示地址为 http://ip:prot/工程名/ 映射 到代码的 Web 目录
*/
InputStream resourceAsStream = servletContext.getResourceAsStream("/file/" +
downloadFileName);
// 获取响应的输出流
OutputStream outputStream = resp.getOutputStream();
// 3、把下载的文件内容回传给客户端
// 读取输入流中全部的数据，复制给输出流，输出给客户端
IOUtils.copy(resourceAsStream,outputStream);
}
附件中文名乱码问题解决方案：
先说解决办法：
URLEncoder解决所有浏览器附件中文件名问题。
@Override
protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
//String filename=request.getParameter("filename");
String userAgent = request.getHeader("User-Agent");
String fileName="2922Ö中文";
String encodedFileName=fileName;
//String encodedFileName=URLEncoder.encode(fileName, "UTF-8");
// if (userAgent.contains("MSIE")||userAgent.contains("Trident") || userAgent.contains("Chrome") || userAgent.contains("Firefox")) {
// encodedFileName = URLEncoder.encode(fileName, "UTF-8");
// }
encodedFileName = new String(fileName.getBytes("UTF-8"),"ISO-8859-1");
//encodedFileName = new String(fileName.getBytes("gbk"),"iso-8859-1");
System.out.println(encodedFileName);
//String folder="/download/";
System.out.println("hello");
String ua = request.getHeader("User-Agent");
// 判断是否是火狐浏览器
if (userAgent.contains("Edg") || userAgent.contains("MSIE")||userAgent.contains("Trident") || userAgent.contains("Chrome") || userAgent.contains("Firefox")) {
// 使用下面的格式进行 BASE64 编码后
String str = "attachment; fileName=" + "=?utf-8?B?"
+ new BASE64Encoder().encode("中文14.jpg".getBytes("utf-8")) + "?=";
// 设置到响应头中
//response.setHeader("Content-Disposition", str);
} else {
// 把中文名进行 UTF-8 编码操作。
String str = "attachment; fileName=" + URLEncoder.encode("中文14.jpg", "UTF-8");
// 然后把编码后的字符串设置到响应头中
//response.setHeader("Content-Disposition", str);
}
//response.addHeader("Content-Type", "application/octet-stream");
response.addHeader("Content-Disposition", "attachment;filename=" +encodedFileName);
// response.setHeader("Content-disposition", String.format("attachment; filename=\"%s.png\"; filename*=utf-8''%s.png", encodedFileName, encodedFileName));
InputStream is = getServletContext().getResourceAsStream("/download/123.png");
System.out.println(is);
ServletOutputStream out = response.getOutputStream();
System.out.println(out);
int b ;
byte[] bf = new byte[1024];
while((b=is.read(bf)) != -1){
out.write(bf,0,b);
}
}
}
下面是一种测试，也有中规范里面的解决办法
response.setHeader("Content-disposition", String.format("attachment; filename=\"%s.txt\"; filename*=utf-8''%s.txt", encodedFileName, encodedFileName));//为了兼容 IE6，原始文件名必须包含英文扩展名！
Content-Disposition: attachment;
filename="$encoded_fname";
filename*=utf-8''$encoded_fname
其中， $encoded_fname 指的是将 UTF-8 编码的原始文件名按照 RFC 3986 进行百分号编码（percent encoding）后得到的（ PHP 中使用 rawurlencode() 函数）。这几行也可以合并为一行（推荐使用一个空格隔开）。
另外，为了兼容 IE6 ，请保证原始文件名必须包含英文扩展名！
Historically, HTTP has allowed field content with text in the ISO-8859-1 charset [ISO-8859-1], supporting other charsets only through use of [RFC2047] encoding. In practice, most HTTP header field values use only a subset of the US-ASCII charset [USASCII]. Newly defined header fields SHOULD limit their field values to US-ASCII octets. A recipient SHOULD treat other octets in field content (obs-text) as opaque data.
从历史上看，HTTP 允许包含 ISO-8859-1 字符集 [ISO-8859-1] 中的文本的字段内容，仅通过 [RFC2047] 编码支持其他字符集。实际上，大多数 HTTP 标头字段值仅使用 US-ASCII 字符集 [USASCII] 的子集。新定义的标头字段应限制其字段值为 US-ASCII 八位字节。收件人应将字段内容（obs-text）中的其他八位字节视为不透明数据。（纯机器翻译）