补习系列-springboot-mime类型处理
目标
- 了解http常见的mime类型定义；
- 如何使用springboot 处理json请求及响应；
- 如何使用springboot 处理 xml请求及响应；
- http参数的获取及文件上传下载；
- 如何获得原始请求的字节流；
6.了解springboot 如何实现内容转换；
一、关于MIME
MIME的全称是Multipurpose Internet Mail Extensions，即多用途互联网邮件扩展，尽管读起来有些拗口，但大多数人可能都知道，
这是HTTP协议中用来定义文档性质及格式的标准。IETF RFC 6838，对HTTP传输内容类型进行了全面定义。
而IANA(互联网号码分配机构)是负责管理所有标准MIME类型的官方机构。可以在这里)找到所有的标准MIME
服务器通过MIME告知响应内容类型，而浏览器则通过MIME类型来确定如何处理文档；
因此为传输内容(文档、图片等)设置正确的MIME非常重要。
通常Server会在HTTP响应中设置Content-Type，如下面的响应：
HTTP/1.1 200 OK
Server: Golfe2
Content-Length: 233
Content-Type: application/html
Date: Sun, 28 Dec 2018 02:55:19 GMT
这表示服务端将返回html格式的文档，而同样客户端也可以在HTTP请求中设置Content-Type以告知服务器当前所发送内容的格式。
如下面的请求体：
POST / HTTP/1.1
Host: localhost:8000
User-Agent: Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10.9; rv:50.0) Gecko/20100101 Firefox/50.0
Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,*/*;q=0.8
Connection: keep-alive
Content-Type: application/json
Content-Length: 465
这表示客户端会发送application/json格式的数据到服务端，同时应该注意到Accept请求头，这个选项用于告知服务器应该返回什么样的数据格式(由客户端接收并完成解析)。
MIME的格式
type/subtype
这是一个两级的分类，比较容易理解，第一级分类通常包含：
| 类型 | 描述 |
|---|---|
| text | 普通文本 |
| image | 某种图像 |
| audio | 某种音频文件 |
| video | 某种视频文件 |
| application | 应用数据 |
| multi-part | 复合内容 |
而二级类型则非常多，以下是一些常用的MIME：
| MIME | 描述 |
|---|---|
| audio/wav | wave音频流媒体文件 |
| audio/webm | webm 音频文件格式 |
| audio/ogg | ogg多媒体文件格式的音频文件 |
| audio/mpeg | mpeg多媒体文件格式的音频文件 |
| image/gif | gif图片 |
| image/jpeg | jpeg图片 |
| image/png | png图片 |
| image/svg+xml | svg矢量图片 |
| application/json | json格式 |
| application/xml | xml格式 |
| application/xhtml+xml | 扩展html格式 |
| application/x-www-form-urlencoded | 表单url内容编码 |
| application/octet-stream | 二进制格式 |
| application/pdf | pdf文档 |
| application/atom+xml | atom订阅feed流 |
| multipart/form-data | 多文档格式 |
| text/plain | 普通文本 |
| text/html | html文档 |
| text/css | css文件 |
| text/javascript | javascript文件 |
| text/markdown | markdown文档 |
| video/mpeg | mpeg多媒体视频文件 |
| video/quicktime | mov多媒体视频文件 |
接下来，看看springboot如何实现几个常见类型格式的处理。
二、springboot-json处理
先看看这样一段代码：
@ResponseBody
@PostMapping(value = "/json", consumes= { MediaType.APPLICATION_JSON_UTF8_VALUE }, produces="application/json;charset=UTF-8")
public Map<String, Object> jsonIO(@RequestBody Map<String, Object> jsonData) {
Map<String, Object> resultData = new HashMap<>(jsonData);
resultData.put("resultCode", UUID.randomUUID().toString());
return resultData;
}
这是一个Controller层的方法定义，其中@PostMapping将该方法映射到/json路径的POST方法。
- consumes = { MediaType.APPLICATION_JSON_UTF8_VALUE } 指定了该方法仅处理application/json的内容格式
- produces="application/json;charset=UTF-8" 则表示会在响应头中指定Content-Type=application/json;charset=UTF-8
- @RequestBody 指定了将请求的输入通过Json转换为DTO
- @ResponseBody 指定将响应对象转换为Json格式输出
通过观察请求响应，我们会得到以下的结果：
====> Request:
Content-Type=application/json;
{
"key": "value"
}
====> Response:
Content-Type=application/json;charset=UTF-8
{
"resultCode": "1ec407e1-d753-4439-b31c-bb7e888aa6a2",
"key": "value"
}
使用Postman工具进行调试，可以非常直观的获得想要的信息，点击这里可以下载
异常情况
如果，请求的内容格式不是json，而是其他的如application/x-www-form-urlencoded呢？
放心，框架会返回如下面的错误：
{
"timestamp": 1530626924715,
"status": 415,
"error": "Unsupported Media Type",
"exception": "org.springframework.web.HttpMediaTypeNotSupportedException",
"message": "Content type 'application/x-www-form-urlencoded' not supported",
"path": "/content/json"
}
三、springboot-xml处理
如上，通过springboot框架，我们快速实现了Json格式的输入输出。
那么，如何实现xml格式的处理呢？xml格式主要用于soap、rpc等领域，为了实现xml数据的序列化，我们需要添加jackson-xml依赖包
<!-- support for xml bean -->
<dependency>
<groupId>com.fasterxml.jackson.dataformat</groupId>
<artifactId>jackson-dataformat-xml</artifactId>
<version>2.8.6</version>
</dependency>
接下来，声明一个Controller方法
@PostMapping(value = "/xml", consumes = {
MediaType.APPLICATION_XML_VALUE }, produces = MediaType.APPLICATION_XML_VALUE)
@ResponseBody
public ParamData xmlIO(@RequestBody ParamData data) {
data.setAge(data.getAge() + 1);
return data;
}
这次，我们指定了consumes、produces都是application/xml，通过@RequestBody、@ResponseBody注解之后，
springboot框架会自动根据需求的内容格式进行转换。
这里的ParamData是一个简单的Pojo类：
public static class ParamData {
private String name;
private int age;
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
}
通过真实的请求-响应观测，我们得到如下的结果：
====> Request:
Content-Type=application/xml;
<ParamData>
<name>Jim</name>
<age>1</age>
</ParamData>
====> Response:
Content-Type=application/xml;charset=UTF-8
<ParamData>
<name>Jim</name>
<age>2</age>
</ParamData>
BTW，springboot 完成自动类型转换是通过内容协商实现的，相关的接口为ContentNegotiationManager。
默认情况下，对于声明了consumes及produce属性的方法，会按照声明的值进行处理，否则格式的转换会根据请求中的Content-Type、Accept头部来进行判断。
此外，实现请求/响应内容到DTO转换功能的是HttpMessageConverter接口。
准确说，内容转换是由springmvc框架提供，而springboot是一个整合模块的脚手架
四、http参数处理
对于普通的表单请求参数处理，我们通常有两种方式：
- 通过方法参数映射
@PostMapping(value = "/form", consumes = {
MediaType.APPLICATION_FORM_URLENCODED_VALUE }, produces = MediaType.TEXT_PLAIN_VALUE)
@ResponseBody
public String form(@RequestParam("name") String name, @RequestParam("age") int age) {
return String.format("Welcome %s, you are %d years old", name, age);
}
- 通过参数绑定
@PostMapping(value = "/form1", consumes = {
MediaType.APPLICATION_FORM_URLENCODED_VALUE }, produces = MediaType.TEXT_PLAIN_VALUE)
@ResponseBody
public String form1(ParamData data) {
return String.format("Welcome %s, you are %d years old. Bye", data.getName(), data.getAge());
}
form表单的请求内容格式为application/x-www-form-urlencoded,
一个请求的样例如下：
====>Request:
Content-Length →40
Content-Type →text/plain;charset=UTF-8
Date →Mon, 16 Jul 2018 13:50:14 GMT
name=Lilei
age=11
====>Response:
Content-Length →40
Content-Type →text/plain;charset=UTF-8
Date →Mon, 16 Jul 2018 13:50:14 GMT
Welcome Lilei, you are 11 years old. Bye
五、文件上传下载
对于文件上传，我们需要将请求声明为multipart/form-data格式，一个文件上传的请求样例如下：
POST / HTTP/1.1
Host: localhost:8000
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/65.0.3325.181 Safari/537.36
Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,*/*;q=0.8
Accept-Language: en-US,en;q=0.5
Accept-Encoding: gzip, deflate
Connection: keep-alive
Upgrade-Insecure-Requests: 1
Content-Type: multipart/form-data; boundary=---------------------------8721656041911415653955004498
Content-Length: 465
-----------------------------8721656041911415653955004498
Content-Disposition: form-data; name="name"
Test
-----------------------------8721656041911415653955004498
Content-Disposition: form-data; name="file"; filename="flower.jpg"
Content-Type: image/jpeg
....
-----------------------------8721656041911415653955004498--
参照以下的代码可以实现简单的文件上传处理：
@PostMapping(value = "file", consumes = {
MediaType.MULTIPART_FORM_DATA_VALUE }, produces = MediaType.TEXT_PLAIN_VALUE)
@ResponseBody
public String file(@RequestParam("name") String name, @RequestParam("file") MultipartFile file) {
logger.info("file receive {}", name);
if (file.isEmpty()) {
return "No File";
}
String fileName = file.getOriginalFilename();
File root = new File("D:/temp");
if (!root.isDirectory()) {
root.mkdirs();
}
try {
file.transferTo(new File(root, name));
return String.format("Upload to %s", fileName);
} catch (IllegalStateException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
return "Upload Failed";
}
这个例子非常简单，通过声明@RequestParam注解获得MultipartFile 对象，在获得上传文件后存储到服务器本地目录。
当然，在真实的项目应用中你需要做的更多，比如文件的大小、类型校验，将文件进行压缩或将文件存放到大容量、高稳定性的分布式文件存储系统等等。
这里不多啰嗦了，关于文件下载，可以通过以下的方法实现：
@GetMapping(path = "/download")
public ResponseEntity<Resource> download(@RequestParam("name") String name) throws IOException {
File file = new File("D:/temp", name);
Path path = Paths.get(file.getAbsolutePath());
ByteArrayResource resource = new ByteArrayResource(Files.readAllBytes(path));
return ResponseEntity.ok().header("Content-Disposition", "attachment;fileName=" + name)
.contentLength(file.length()).contentType(MediaType.APPLICATION_OCTET_STREAM).body(resource);
}
聪明的读者一定会发现，除了将文件内容作为输出之外，我们还为响应添加两个header：
- Content-Type:application/octet-stream，这表示响应的文档是未知的二进制数据，大多数情况下浏览器会直接下载；
- Content-Disposition →attachment;fileName=test.jpg，表示文档应该作为附件保存，并名称为test.jpg。
六、获得原始字节流
在某些情况下，你可能需要获得原始的请求字节流，比如实现内容的过滤，或者为了完成制作自己的RPC接口。
在springboot中获得字节流非常简单，从Servlet API的定义中可以发现，直接通过HttpServletRequest对象便可以获取一个InputStream。
在我们定义的Controller方法中，还可以直接声明流类型的参数以获取数据。
@PostMapping(value = "/data", produces = MediaType.TEXT_PLAIN_VALUE)
@ResponseBody
public String rawIO(InputStream dataStream) throws Exception {
return IOUtils.toString(dataStream, "UTF-8");
}
然而，如果这么做了，你可能会遇到一些麻烦：
当请求头中Content-Type=application/x-www-form-urlencoded 时，你会获得一个空的InputStream！
笔者曾经在制作代理服务器的时候遇到了这个问题，经过一番查阅，发现问题的原因在于：
按照Servlet规范，如果同时满足下列条件，则请求体(Entity)中的表单数据，将被填充到request的parameter集合中(导致inputstream为空)。
1 这是一个HTTP/HTTPS请求
2 请求方法是POST
3 请求的类型Content-Type=application/x-www-form-urlencoded
4 Servlet调用了getParameter系列方法
springboot框架内置了HiddenHttpMethodFilter，用于支持浏览器form表单无法支持put/delete等请求方法的问题。
在Filter的实现中发现存在如下代码：
if ("POST".equals(request.getMethod()) && request.getAttribute(WebUtils.ERROR_EXCEPTION_ATTRIBUTE) == null) {
String paramValue = request.getParameter(this.methodParam);
if (StringUtils.hasLength(paramValue)) {
requestToUse = new HttpMethodRequestWrapper(request, paramValue);
}
}
由于getParameter被提前调用，导致后续获取InputStream为空。
该问题的解决方法是实现HttpServletRequest的代理，事先将InputStream保存起来供多次使用，通过高优先级的过滤器提前将Request对象置换可达到目的。
由于篇幅限制这里不做展开。感兴趣的可以参考这里获得更多信息。
参考文档
mozilla开发手册-MIME
springboot-requestmapping usage
JavaServlet3.1规范笔记
ServletRequest-InputStream多次获取
小结
HTTP协议中定义了MIME标准，以实现传输内容格式的识别及转换。
本文介绍了常见的MIME类型，并结合springboot框架的代码样例，讲述如何完成Json/xml/字节流等常见类型的内容处理。
对于Http参数、文件的上传下载提供了简单代码示例，读者在充分了解用法之后可以进一步完善，并应用到实际的项目中去。
最后，欢迎继续关注"美码师的补习系列-springboot篇" ，期待更多精彩内容-
