文件上传，8种场景

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  • 单文件上传：利用 input 元素的 accept 属性限制上传文件的类型、利用 JS 检测文件的类型及使用 Koa 实现单文件上传的功能；

  • 多文件上传：利用 input 元素的 multiple 属性支持选择多文件及使用 Koa 实现多文件上传的功能；

  • 目录上传：利用 input 元素上的 webkitdirectory 属性支持目录上传的功能及使用 Koa 实现目录上传并按文件目录结构存放的功能；

  • 压缩目录上传：在目录上传的基础上，利用 JSZip 实现压缩目录上传的功能；

  • 拖拽上传：利用拖拽事件和 DataTransfer 对象实现拖拽上传的功能；

  • 剪贴板上传：利用剪贴板事件和 Clipboard API 实现剪贴板上传的功能；

  • 大文件分块上传：利用 Blob.slice、SparkMD5 和第三方库 async-pool 实现大文件并发上传的功能；

  • 服务端上传：利用第三方库 form-data 实现服务端文件流式上传的功能。


一、单文件上传

对于单文件上传的场景来说，最常见的是图片上传的场景，所以我们就以图片上传为例，先来介绍单文件上传的基本流程。

1.1 前端代码

html

在以下代码中，我们通过 input 元素的 accept 属性限制了上传文件的类型。这里使用 image/* 限制只能选择图片文件，当然你也可以设置特定的类型，比如 image/png 或 image/png,image/jpeg。

<input id="uploadFile" type="file" accept="image/*" />
<button id="submit" onclick="uploadFile()">上传文件</button>

需要注意的是，虽然我们把 input 元素的 accept 属性设置为 image/png。但如果用户把 jpg/jpeg 格式的图片后缀名改为 .png，就可以成功绕过这个限制。要解决这个问题，我们可以通过读取文件中的二进制数据来识别正确的文件类型。

要查看图片对应的二进制数据，我们可以借助一些现成的编辑器，比如 Windows 平台下的 WinHex 或 macOS 平台下的 Synalyze It! Pro 十六进制编辑器。这里我们使用 Synalyze It! Pro 这个编辑器，来查看阿宝哥头像对应的二进制数据。

const uploadFileEle = document.querySelector("#uploadFile");

const request = axios.create({
  baseURL: "http://localhost:3000/upload",
  timeout: 60000, 
});

async function uploadFile() {
  if (!uploadFileEle.files.length) return;
  const file = uploadFileEle.files[0]; // 获取单个文件
  // 省略文件的校验过程，比如文件类型、大小校验
  upload({
    url: "/single",
    file,
  });
}

function upload({ url, file, fieldName = "file" }) {
  let formData = new FormData();
  formData.set(fieldName, file);
  request.post(url, formData, {
    // 监听上传进度
    onUploadProgress: function (progressEvent) {
      const percentCompleted = Math.round(
        (progressEvent.loaded * 100) / progressEvent.total
      );
      console.log(percentCompleted);
     },
  });
}

在以上代码中，我们先把读取的 File 对象封装成 FormData 对象，然后利用 Axios 实例的 post 方法实现文件上传的功能。 在上传前，通过设置请求配置对象的 onUploadProgress 属性，就可以获取文件的上传进度。

二、多文件上传

要上传多个文件，首先我们需要允许用户同时选择多个文件。要实现这个功能，我们可以利用 input 元素的 multiple 属性。跟前面介绍的 accept 属性一样，该属性也存在兼容性问题，具体如下图所示：

2.1 前端代码

html

相比单文件上传的代码，多文件上传场景下的 input 元素多了一个 multiple 属性：

<input id="uploadFile" type="file" accept="image/*" multiple />
<button id="submit" onclick="uploadFile()">上传文件</button>

js

在单文件上传的代码中，我们通过 uploadFileEle.files[0] 获取单个文件，而对于多文件上传来说，我们需要获取已选择的文件列表，即通过 uploadFileEle.files 来获取，它返回的是一个 FileList 对象。

async function uploadFile() {
  if (!uploadFileEle.files.length) return;
  const files = Array.from(uploadFileEle.files);
  upload({
    url: "/multiple",
    files,
  });
}

因为要支持上传多个文件，所以我们需要同步更新一下 upload 函数。对应的处理逻辑就是遍历文件列表，然后使用 FormData 对象的 append 方法来添加多个文件，具体代码如下所示：

function upload({ url, files, fieldName = "file" }) {
  let formData = new FormData();
  files.forEach((file) => {
    formData.append(fieldName, file);
  });
  request.post(url, formData, {
    // 监听上传进度
    onUploadProgress: function (progressEvent) {
      const percentCompleted = Math.round(
        (progressEvent.loaded * 100) / progressEvent.total
      );
      console.log(percentCompleted);
    },
  });
}

三、目录上传

可能你还不知道，input 元素上还有一个的 webkitdirectory 属性。当设置了 webkitdirectory 属性之后，我们就可以选择目录了。

<input id="uploadFile" type="file" accept="image/*" webkitdirectory />

当我们选择了指定目录之后，比如阿宝哥桌面上的 images 目录，就会显示以下确认框：

点击上传按钮之后，我们就可以获取文件列表。列表中的文件对象上含有一个 webkitRelativePath 属性，用于表示当前文件的相对路径。

3.1 前端代码

为了让服务端能按照实际的目录结构来存放对应的文件，在添加表单项时我们需要把当前文件的路径提交到服务端。此外，为了确保@koa/multer 能正确处理文件的路径，我们需要对路径进行特殊处理。即把 / 斜杠替换为 @ 符号。对应的处理方式如下所示：

function upload({ url, files, fieldName = "file" }) {
  let formData = new FormData();
  files.forEach((file, i) => {
    formData.append(
      fieldName, 
      files[i],
      files[i].webkitRelativePath.replace(///g, "@");
    );
  });
  request.post(url, formData); // 省略上传进度处理
}

四、压缩目录上传

在 JavaScript 如何在线解压 ZIP 文件？ 这篇文章中，介绍了在浏览器端如何使用 JSZip 这个库实现在线解压 ZIP 文件的功能。 JSZip 这个库除了可以解析 ZIP 文件之外，它还可以用来 创建和编辑 ZIP 文件。利用 JSZip 这个库提供的 API，我们就可以把目录下的所有文件压缩成 ZIP 文件，然后再把生成的 ZIP 文件上传到服务器。

4.1 前端代码

JSZip 实例上的 file(name, data [,options]) 方法，可以把文件添加到 ZIP 文件中。基于该方法我们可以封装了一个 generateZipFile 函数，用于把目录下的文件列表压缩成一个 ZIP 文件。以下是 generateZipFile 函数的具体实现：

function generateZipFile(
  zipName, files,
  options = { type: "blob", compression: "DEFLATE" }
) {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    const zip = new JSZip();
    for (let i = 0; i < files.length; i++) {
      zip.file(files[i].webkitRelativePath, files[i]);
    }
    zip.generateAsync(options).then(function (blob) {
      zipName = zipName || Date.now() + ".zip";
      const zipFile = new File([blob], zipName, {
        type: "application/zip",
      });
      resolve(zipFile);
    });
  });
}

在创建完 generateZipFile 函数之后，我们需要更新一下前面已经介绍过的 uploadFile 函数：

async function uploadFile() {
  let fileList = uploadFileEle.files;
  if (!fileList.length) return;
  let webkitRelativePath = fileList[0].webkitRelativePath;
  let zipFileName = webkitRelativePath.split("/")[0] + ".zip";
  let zipFile = await generateZipFile(zipFileName, fileList);
  upload({
    url: "/single",
    file: zipFile,
    fileName: zipFileName
  });
}
在以上的 uploadFile 函数中，我们会对返回的 FileList 对象进行处理，即调用 generateZipFile 函数来生成 ZIP 文件。此外，为了在服务端接收压缩文件时，能获取到文件名，我们为 upload 函数增加了一个 fileName 参数，该参数用于调用 formData.append 方法时，设置上传文件的文件名：
function upload({ url, file, fileName, fieldName = "file" }) {
  if (!url || !file) return;
  let formData = new FormData();
  formData.append(
    fieldName, file, fileName
  );
  request.post(url, formData); // 省略上传进度跟踪
}

五、拖拽上传

要实现拖拽上传的功能，我们需要先了解与拖拽相关的事件。比如 drag、dragend、dragenter、dragover 或 drop 事件等。这里我们只介绍接下来要用到的拖拽事件：

  • dragenter：当拖拽元素或选中的文本到一个可释放目标时触发；
  • dragover：当元素或选中的文本被拖到一个可释放目标上时触发（每100毫秒触发一次）；
  • dragleave：当拖拽元素或选中的文本离开一个可释放目标时触发；
  • drop：当元素或选中的文本在可释放目标上被释放时触发。

基于上面的这些事件，我们就可以提高用户拖拽的体验。比如当用户拖拽的元素进入目标区域时，对目标区域进行高亮显示。当用户拖拽的元素离开目标区域时，移除高亮显示。很明显当 drop 事件触发后，拖拽的元素已经放入目标区域了，这时我们就需要获取对应的数据。

那么如何获取拖拽对应的数据呢？这时我们需要使用 DataTransfer 对象，该对象用于保存拖动并放下过程中的数据。它可以保存一项或多项数据，这些数据项可以是一种或者多种数据类型。若拖动操作涉及拖动文件，则我们可以通过 DataTransfer 对象的 files 属性来获取文件列表。

介绍完拖拽上传相关的知识后，我们来看一下具体如何实现拖拽上传的功能。

5.1 前端代码

html

<div id="dropArea">
   <p>拖拽上传文件</p>
   <div id="imagePreview"></div>
</div>

css

#dropArea {
  width: 300px;
  height: 300px;
  border: 1px dashed gray;
  margin-bottom: 20px;
}
#dropArea p {
  text-align: center;
  color: #999;
}
#dropArea.highlighted {
  background-color: #ddd;
}
#imagePreview {
  max-height: 250px;
  overflow-y: scroll;
}
#imagePreview img {
  width: 100%;
  display: block;
  margin: auto;
}

js

为了让大家能够更好地阅读拖拽上传的相关代码，我们把代码拆成 4 部分来讲解：

1、阻止默认拖拽行为

const dropAreaEle = document.querySelector("#dropArea");
const imgPreviewEle = document.querySelector("#imagePreview");
const IMAGE_MIME_REGEX = /^image/(jpe?g|gif|png)$/i;

["dragenter", "dragover", "dragleave", "drop"].forEach((eventName) => {
   dropAreaEle.addEventListener(eventName, preventDefaults, false);
   document.body.addEventListener(eventName, preventDefaults, false);
});

function preventDefaults(e) {
  e.preventDefault();
  e.stopPropagation();
}

2、切换目标区域的高亮状态

["dragenter", "dragover"].forEach((eventName) => {
    dropAreaEle.addEventListener(eventName, highlight, false);
});
["dragleave", "drop"].forEach((eventName) => {
    dropAreaEle.addEventListener(eventName, unhighlight, false);
});

// 添加高亮样式
function highlight(e) {
  dropAreaEle.classList.add("highlighted");
}

// 移除高亮样式
function unhighlight(e) {
  dropAreaEle.classList.remove("highlighted");
}

3、处理图片预览

dropAreaEle.addEventListener("drop", handleDrop, false);

function handleDrop(e) {
  const dt = e.dataTransfer;
  const files = [...dt.files];
  files.forEach((file) => {
    previewImage(file, imgPreviewEle);
  });
  // 省略文件上传代码
}

function previewImage(file, container) {
  if (IMAGE_MIME_REGEX.test(file.type)) {
    const reader = new FileReader();
    reader.onload = function (e) {
      let img = document.createElement("img");
      img.src = e.target.result;
      container.append(img);
    };
    reader.readAsDataURL(file);
  }
}

4、文件上传

function handleDrop(e) {
  const dt = e.dataTransfer;
  const files = [...dt.files];
  // 省略图片预览代码
  files.forEach((file) => {
    upload({
      url: "/single",
      file,
    });
  });
}

const request = axios.create({
  baseURL: "http://localhost:3000/upload",
  timeout: 60000,
});

function upload({ url, file, fieldName = "file" }) {
  let formData = new FormData();
  formData.set(fieldName, file);
  request.post(url, formData, {
    // 监听上传进度
    onUploadProgress: function (progressEvent) {
      const percentCompleted = Math.round(
        (progressEvent.loaded * 100) / progressEvent.total
      );
      console.log(percentCompleted);
    },
  });
}

拖拽上传算是一个比较常见的场景，很多成熟的上传组件都支持该功能。其实除了拖拽上传外，还可以利用剪贴板实现复制上传的功能。

六、剪贴板上传

在介绍如何实现剪贴板上传的功能前，我们需要了解一下 Clipboard API。Clipboard 接口实现了 Clipboard API，如果用户授予了相应的权限，就能提供系统剪贴板的读写访问。在 Web 应用程序中，Clipboard API 可用于实现剪切、复制和粘贴功能。该 API 用于取代通过 document.execCommand API 来实现剪贴板的操作。

在实际项目中，我们不需要手动创建 Clipboard 对象，而是通过 navigator.clipboard 来获取 Clipboard 对象：

在获取 Clipboard 对象之后，我们就可以利用该对象提供的 API 来访问剪贴板，比如：

navigator.clipboard.readText().then(
  clipText => document.querySelector(".editor").innerText = clipText
);

以上代码将 HTML 中含有 .editor 类的第一个元素的内容替换为剪贴板的内容。如果剪贴板为空，或者不包含任何文本，则元素的内容将被清空。这是因为在剪贴板为空或者不包含文本时，readText 方法会返回一个空字符串。

要实现剪贴板上传的功能，可以分为以下 3 个步骤：

  • 监听容器的粘贴事件；
  • 读取并解析剪贴板中的内容；
  • 动态构建 FormData 对象并上传。

了解完上述步骤，接下来我们来分析一下具体实现的代码。

6.1 前端代码

html

<div id="uploadArea">
   <p>请先复制图片后再执行粘贴操作</p>
</div>

css

#uploadArea {
   width: 400px;
   height: 400px;
   border: 1px dashed gray;
   display: table-cell;
   vertical-align: middle;
}
#uploadArea p {
   text-align: center;
   color: #999;
}
#uploadArea img {
   max-width: 100%;
   max-height: 100%;
   display: block;
   margin: auto;
}

js

在以下代码中，我们使用 addEventListener 方法为 uploadArea 容器添加 paste 事件。在对应的事件处理函数中，我们会优先判断当前浏览器是否支持异步 Clipboard API。如果支持的话，就会通过 navigator.clipboard.read 方法来读取剪贴板中的内容。在读取内容之后，我们会通过正则判断剪贴板项中是否包含图片资源，如果有的话会调用 previewImage 方法执行图片预览操作并把返回的 blob 对象保存起来，用于后续的上传操作。

const IMAGE_MIME_REGEX = /^image/(jpe?g|gif|png)$/i;
const uploadAreaEle = document.querySelector("#uploadArea");

uploadAreaEle.addEventListener("paste", async (e) => {
  e.preventDefault();
  const files = [];
  if (navigator.clipboard) {
    let clipboardItems = await navigator.clipboard.read();
    for (const clipboardItem of clipboardItems) {
      for (const type of clipboardItem.types) {
        if (IMAGE_MIME_REGEX.test(type)) {
           const blob = await clipboardItem.getType(type);
           insertImage(blob, uploadAreaEle);
           files.push(blob);
         }
       }
     }
  } else {
      const items = e.clipboardData.items;
      for (let i = 0; i < items.length; i++) {
        if (IMAGE_MIME_REGEX.test(items[i].type)) {
          let file = items[i].getAsFile();
          insertImage(file, uploadAreaEle);
          files.push(file);
        }
      }
  }
  if (files.length > 0) {
    confirm("剪贴板检测到图片文件，是否执行上传操作？") 
      && upload({
           url: "/multiple",
           files,
         });
   }
});

若当前浏览器不支持异步 Clipboard API，则我们会尝试通过 e.clipboardData.items 来访问剪贴板中的内容。需要注意的是，在遍历剪贴板内容项的时候，我们是通过 getAsFile 方法来获取剪贴板的内容。

前面已经提到，当从剪贴板解析到图片资源时，会让用户进行预览，该功能是基于 FileReader API 来实现的，对应的代码如下所示：

function previewImage(file, container) {
  const reader = new FileReader();
  reader.onload = function (e) {
    let img = document.createElement("img");
    img.src = e.target.result;
    container.append(img);
  };
  reader.readAsDataURL(file);
}

当用户预览完成后，如果确认上传我们就会执行文件的上传操作。因为文件是从剪贴板中读取的，所以在上传前我们会根据文件的类型，自动为它生成一个文件名，具体是采用时间戳加文件后缀的形式：

function upload({ url, files, fieldName = "file" }) {
  let formData = new FormData();
  files.forEach((file) => {
    let fileName = +new Date() + "." + IMAGE_MIME_REGEX.exec(file.type)[1];
    formData.append(fieldName, file, fileName);
  });
  request.post(url, formData);
}

前面我们已经介绍了文件上传的多种不同场景，接下来我们来介绍一个 “特殊” 的场景 —— 大文件上传。

七、大文件分块上传

相信你可能已经了解大文件上传的解决方案，在上传大文件时，为了提高上传的效率，我们一般会使用 Blob.slice 方法对大文件按照指定的大小进行切割，然后通过多线程进行分块上传，等所有分块都成功上传后，再通知服务端进行分块合并。具体处理方案如下图所示：

因为在 JavaScript 中如何实现大文件并发上传？ 这篇文章中，阿宝哥已经详细介绍了大文件并发上传的方案，所以这里就不展开介绍了。我们只回顾一下大文件并发上传的完整流程：

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