网页上传文件的原理详解

今年第三季度工作上完成了一个比较有意思的项目，类似于外包的性质，主要任务就是提供一大堆API，其中一个API是上传附件，完成开发后，对方的程序员问我，这个API怎么调用，当时我就愣住了，因为自己也没想过这个问题，一般情况下，我就是用 Curl 命令行或 Postman 测试API的。

针对文件上传，我使用 Curl 测试，比如：

＃ 使用@引用一个文件
$ curl -F"param=value" -F"file=@/path/file.png" http://localhost/api.php
如果使用Postman测试，如下图：

注意观察form-data和File标签。

看上去是不是很简单，现在换个角度，你想以代码的方式上传文件API，怎么办？也非常简单，很多开发语言有很多现成的库，比如PHP通过Curl库上传文件非常容易。再深入想一想，如果不使用这些库，怎么上传文件？可能会难倒很多人，所以这篇文章简单讲讲文件上传的原理，其实就是根据HTTP协议的定义，封装一个HTTP消息体。

MIME

首先必须先讲下MIME（Multipurpose Internet Mail Extensions），它并不是HTTP协议的一部分，就像我们每个人都是独一无二的，有自己的属性，互联网上每个资源也有属性，比如有些资源是图片，有些是视频，有些是HTML页面，MIME规定了每种资源的类型，这个类型不是随便定义的，由IANA负责登记和维护。

说的有点难理解，比如你看到一个URL地址，http://localhost/image.png，我们其实并不是通过.png后缀判断资源类型的，而是通过MIME来获知该资源类型的，这个图片的MIME可能就是image/png（至于客户端如何知晓资源的MIME类型，后面会讲），现在是不是有了点感性的认识了。

MIME类型结构如下：

type/subtype

type相当于某些类型的集合，而subtype相当于子类型。以image/png为例，image表示图片类型集合，png表示某种类型图片。

让我们看几个比较重要的MIME类型：

text/plain
text/html
application/octet-stream
multipart/form-data

其实本篇文章的主角就是multipart/form-data，再等一等，先别着急，再一次说说MIME，从它的英文全称来看，它和mail有关系，是由mail应用定义而来的，一封邮件由多种资源组成，为了将不同类型的资源组成在邮件中，MIME产生了。随着互联网Web的发展，MIME的作用越来越多，扩展也越来越多，MIME概念也逐步移到了Web。

Content Type

现在我们定义了每种资源的MIME类型，那么客户端如何知晓每种资源的MIME类型呢？这时候就要使用Content-Type HTTP Header 头了，比如我们请求一个资源，Web服务器在发送资源的时候，发送了“content-type：image/png” Header 头，这样客户端就知道该资源是一个png图片了。

如果客户端发送了一个 “Content-Type: multipart/form-data;”，代表客户端要上传一个附件。

也就是说 Content-Type 后面的值就是一个 MIME 类型，聪明的同学也猜到了，上传附件和 multipart/form-data MIME 类型有关，确实是！

multipart/form-data

multipart/form-data 这个MIME类型并不是标准的MIME类型，而是因为Web的需要扩展而来的，我们在开发网页的时候为了上传一个文件，会输入以下的HTML标签：

<form action="upload.php" method="post" enctype="multipart/form-data">
    Select image to upload:
    <input type="file" name="fileToUpload" id="fileToUpload">
    <input type="submit" value="Upload Image" name="submit">
</form>

关于HTML表单上传可以参考 https://www.w3.org/TR/html5/s... 或 RFC 1867（Form-based File Upload in HTML，该RFC已经废弃了）。

那么multipart/form-data表示什么呢？multipart互联网上的混合资源，就是资源由多种元素组成，form-data表示可以使用HTML Forms 和 POST 方法上传文件，具体的定义可以参考RFC 7578。

multipart/form-data结构

说了那么多，从HTTP协议的角度，最后看下文件上传的HTTP消息体，使用Postman也容易看出，如下：

POST /api.php HTTP/1.1
Host: localhst
Cache-Control: no-cache
Content-Type: multipart/form-data; boundary=----FormBoundary

------FormBoundary
Content-Disposition: form-data; name="file"; filename="file.png"
Content-Type: image/png

<图片二进制内容>
------FormBoundary
Content-Disposition: form-data; name="param1"

value1
------FormBoundary
Content-Disposition: form-data; name="param2"

value2
------FormBoundary--

消息体什么意思呢，如果你自行想使用代码实现文件上传，要根据定义自行封装HTTP消息，接下去我们简单描述一下。

Content-Type: multipart/form-data; boundary=——FormBoundary 表示要上传附件，其中boundary表示分隔符，如果要上传多个表单项，就要使用boundary分割，每个表单项由———FormBoundary开始，以———FormBoundary结尾。每一个表单项又由Content-Type和Content-Disposition组成。

------FormBoundary
Content-Disposition: form-data; name="param1"

value1
------FormBoundary

表示普通的一个表单元素，最重要的是理解 Content-Disposition HTTP 消息头，其中第一个参数总是固定不变的form-data，name表示表单元素属性名，回车换行符后面的内容就是元素的值。

接下去重点描述和文件有关的：

------FormBoundary
Content-Disposition: form-data; name="file"; filename="file.png"
Content-Type: image/png

<图片二进制内容>
------FormBoundary
其中多了一个filename参数，表示文件名，Content-Type 告诉服务器这是一个图片，内容就是图片的二进制数据。

其实Content-Disposition这个HTTP header头用途也很广泛，在本文就不重点描述了。

其实要自行封装文件上传，最好的办法就是用自己熟悉的开发语言实现一下，这样印象才更深刻，希望这篇文章对你有用。