스프링 MVC 2편 - 백엔드 웹 개발 활용 기술 정리(5)

Jim·2023년 7월 23일
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스프링

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11. 파일 업로드

1. 파일 업로드 소개

일반적으로 사용하는 HTML Form을 통한 파일 업로드를 이해하려면 먼저 폼을 전송하는 다음 두 가지 방식의 차이를 이해해야 한다.

HTML 폼 전송 방식

  • application/x-www-form-urlencoded
  • multipart/form-data

application/x-www-form-urlencoded 방식

  • application/x-www-form-urlencoded 방식은 HTML 폼 데이터를 서버로 전송하는 가장 기본적인 방법이다. Form 태그에 별도의 enctype 옵션이 없으면 웹 브라우저는 요청 HTTP 메시지의 헤더에 다음 내용을 추가한다.
    • Content-Type: application/x-www-form-urlencoded
  • 폼에 입력한 전송할 항목을 HTTP Body에 문자로 username=kim&age=20와 같이 &로 구분해서 전송한다.
  • 파일을 업로드 하려면 파일은 문자가 아니라 바이너리 데이터를 전송해야 한다. 문자를 전송하는 이 방식으로 파일을 전송하기는 어렵다. 또 문제는, 보통 폼을 전송할 때 파일만 전송하는 것이 아니다. 예를 들어, 이름과 나이도 전송해야 하고, 첨부파일도 함께 전송해야 할 수도 있다. 이름과 나이는 문자로 전송하고, 첨부파일은 바이너리로 전송해야 한다. 즉, 문자와 바이너리를 동시에 전송해야 한다.

multipart/form-data 방식

  • 이 방식을 사용하려면 Form 태그에 별도의 enctype="multipart/form-data"를 지정해야 한다.
  • multipart/form-data 방식은 다른 종류의 여러 파일과 폼의 내용을 함께 전송할 수 있다.
  • 폼의 입력 결과로 생성된 HTTP 메시지를 보면 각각의 전송 항목이 구분 되어있다. Content-Disposition이라는 항목별 헤더가 추가되어 있고 여기에 부가 정보가 있다. 예제에서는 username, age, file1이 각각 분리되어 있고, 폼의 일반 데이터는 각 항목별로 문자가 전송되고, 파일의 경우 파일 이름과 Content-Type이 추가되고 바이너리 데이터가 전송된다. multipart/form-data는 이렇게 각각의 항목을 구분해서, 한번에 전송하는 것이다.

2. 서블릿과 파일 업로드1

ServletUploadControllerV1

@Slf4j
@Controller
@RequestMapping("/servlet/v1")
public class ServletUploadControllerV1 {

    @GetMapping("/upload")
    public String newFile() {
        return "upload-form";
    }

    @PostMapping("/upload")
    public String saveFileV1(HttpServletRequest request) 
    								throws ServletException, IOException {
        log.info("request={}", request);

        String itemName = request.getParameter("itemName");
        log.info("itemName={}", itemName);

        Collection<Part> parts = request.getParts();
        log.info("parts={}", parts);

        return "upload-form";
    }
}
  • request.getParts() : multipart/form-data 전송 방식에서 각각 나누어진 부분을 받아서 확인할 수 있다.

upload-form.html

<form th:action method="post" enctype="multipart/form-data">
    <ul>
        <li>상품명 <input type="text" name="itemName"></li>
        <li>파일<input type="file" name="file" ></li>
    </ul>
    <input type="submit"/>
</form>
  • HTTP 요청 메시지 확인 위해 application.properties에 다음 추가
    logging.level.org.apache.coyote.http11=debug
//결과 로그
Content-Type: multipart/form-data; boundary=----xxxx

------xxxx
Content-Disposition: form-data; name="itemName"

Spring
------xxxx
Content-Disposition: form-data; name="file"; filename="test.data"
Content-Type: application/octet-stream

sdklajkljdf...

멀티파트 사용 옵션

  • 업로드 사이즈 제한
    • spring.servlet.multipart.max-file-size=1MB
    • spring.servlet.multipart.max-request-size=10MB
    • 큰 파일을 무제한 업로드하게 둘 수는 없으므로 업로드 사이즈를 제한할 수 있다.
    • 사이즈를 넘으면 예외(SizeLimitExceededException)가 발생한다.
    • max-file-size: 파일 하나의 최대 사이즈, 기본 1MB
    • max-request-size: 멀티파트 요청 하나에 여러 파일을 업로드 할 수 있는데, 그 전체 합이다. 기본 10MB
  • spring.servlet.multipart.enabled 끄기
    • spring.servlet.multipart.enabled=false
    • 멀티파트는 일반적인 폼 요청이 application/x-www-form-urlencoded보다 훨씬 복잡하다. spring.servlet.multipart.enabled 옵션을 끄면 서블릿 컨테이너는 멀티파트와 관련된 처리를 하지 않는다. 그래서 아래의 결과 로그를 보면 request.getParameter("itemName"), request.getParts()의 결과가 비어있다.
//결과 로그
request=org.apache.catalina.connector.RequestFacade@xxx
itemName=null
parts=[]
  • spring.servlet.multipart.enabled 켜기
    • spring.servlet.multipart.enabled=true (기본 true)
    • request.getParameter("itemName")의 결과도 잘 출력되고, request.getParts()에도 요청한 두가지 멀티파트의 부분 데이터가 포함된 것을 확인할 수 있다. 이 옵션을 켜면 복잡한 멀티파트 요청을 처리해서 사용할 수 있게 제공한다.
    • 아래 로그를 보면 HttpServletRequest 객체가 RequestFacade -> StandardMultipartHttpServletRequest로 변한 것을 확인할 수 있다.
//결과 로그
request=org.springframework.web.multipart.support.StandardMultipartHttpServletR
equest
itemName=Spring
parts=[ApplicationPart1, ApplicationPart2]

참고

  • spring.servlet.multipart.enabled 옵션을 켜면 스프링의 DispatcherServlet에서 멀티파트 리졸버(MultipartResolver)를 실행한다.
  • 멀티파트 리졸버는 멀티파트 요청인 경우 서블릿 컨테이너가 전달하는 일반적인 HttpServletRequestMultipartHttpServletRequest로 변환해서 반환한다.
  • MultipartHttpServletRequestHttpServletRequest의 자식 인터페이스이고, 멀티파트와 관련된 추가 기능을 제공한다.
  • 스프링이 제공하는 기본 멀티파트 리졸버는 MultipartHttpServletRequest 인터페이스를 구현한 StandardMultipartHttpServletReqeust를 반환한다.
  • 이제 컨트롤러에서 HttpServletRequest대신에 MultipartHttpServletRequest를 주입받을 수 있는데, 이것을 사용하면 멀티파트와 관련된 여러가지 처리를 편리하게 할 수 있다. 그런데 이후 설명할 MultipartFile이라는 것을 사용하는 것이 더 편하기 때문에 MultipartHttpServletRequest를 잘 사용하지는 않는다.

3. 서블릿과 파일 업로드2

서블릿이 제공하는 Part에 대해 알아보고 실제 파일도 서버에 업로드 해보자.

파일 업로드 경로

  • file.dir=파일 업로드 경로 (application.properties)
    • file.dir=/Users/Jim/study/file/
    • 윈도우의 경우 file.dir=C:/Users/Jim/study/file/

ServletUploadControllerV2

@Slf4j
@Controller
@RequestMapping("/servlet/v2")
public class ServletUploadControllerV2 {

    @Value("${file.dir}")
    private String fileDir;

    @GetMapping("/upload")
    public String newFile() {
        return "upload-form";
    }

    @PostMapping("/upload")
    public String saveFileV1(HttpServletRequest request) 
    							throws ServletException, IOException {
        log.info("request={}", request);

        String itemName = request.getParameter("itemName");
        log.info("itemName={}", itemName);

        Collection<Part> parts = request.getParts();
        log.info("parts={}", parts);

        for (Part part : parts) {
            log.info("==== PART ====");
            log.info("name={}", part.getName());
            Collection<String> headerNames = part.getHeaderNames();
            for (String headerName : headerNames) {
                log.info("header {}: {}", headerName, part.getHeader(headerName));
            }
            //편의 메서드
            //content-disposition; filename
            log.info("submittedFilename={}", part.getSubmittedFileName());
            log.info("size={}", part.getSize()); //part body size

            //데이터 읽기
            InputStream inputStream = part.getInputStream();
            String body = StreamUtils.copyToString(inputStream,
            										StandardCharsets.UTF_8);
            log.info("body={}", body);

            //파일에 저장하기
            if (StringUtils.hasText(part.getSubmittedFileName())) {
                String fullPath = fileDir + part.getSubmittedFileName();
                log.info("파일 저장 fullPath={}", fullPath);
                part.write(fullPath);
            }
            inputStream.close();
        }

        return "upload-form";
    }
}
  • 멀티파트 형식은 전송 데이터를 하나하나 각각 부분(Part)으로 나누어 전송한다. parts에는 이렇게 나누어진 데이터가 각각 담긴다.
  • 서블릿이 제공하는 Part는 멀티파트 형식을 편리하게 읽을 수 있는 다양한 메서드를 제공한다.
    • part.getSubmittedFileName(): 클라이언트가 전달한 파일명
    • part.getInputStream(): Part의 전송 데이터를 읽을 수 있다.
    • part.write(...): Part를 통해 전송된 데이터를 저장할 수 있다.
//결과 로그
==== PART ====
name=itemName
header content-disposition: form-data; name="itemName"
submittedFileName=null
size=7
body=상품A
==== PART ====
name=file
header content-disposition: form-data; name="file"; filename="스크린샷.png"
header content-type: image/png
submittedFileName=스크린샷.png
size=112384
body=qwlkjek2ljlese...
파일 저장 fullPath=/Users/kimyounghan/study/file/스크린샷.png
  • http://localhost:8080/servlet/v2/upload 에서 다음 내용을 전송했다.
    • itemName: 상품A
    • file: 스크린샷.png
  • 파일 저장 경로에 가보면 실제 파일이 저장된 것을 확인할 수 있다.
  • 큰 용량의 파일 업로드를 테스트 할 때는 로그가 너무 많이 남아서 다음 옵션을 끄는 것이 좋다.
    logging.level.org.apache.coyote.http11=debug
  • 다음 부분도 파일의 바이너리 데이터를 모두 출력하므로 끄는 것이 좋다.
    log.info("body={}", body);

정리

  • 서블릿이 제공하는 Part는 편하기는 하지만, HttpServletRequest를 사용해야 하고, 추가로 파일 부분만 구분하려면 여러가지 코드를 넣어야 한다. 이번에는 스프링이 이 부분을 얼마나 편리하게 제공하는지 확인해보자.

4. 스프링과 파일 업로드

스프링은 MultipartFile이라는 인터페이스로 멀티파트 파일을 매우 편리하게 지원한다.

SpringUploadController

@Slf4j
@Controller
@RequestMapping("/spring")
public class SpringUploadController {

    @Value("${file.dir}")
    private String fileDir;

    @GetMapping("/upload")
    public String newFile() {
        return "upload-form";
    }

    @PostMapping("/upload")
    public String saveFile(@RequestParam String itemName,
                           @RequestParam MultipartFile file, HttpServletRequest request) throws IOException {

        log.info("request={}", request);
        log.info("itemName={}", itemName);
        log.info("multipartFile={}", file);

        if (!file.isEmpty()) {
            String fullPath = fileDir + file.getOriginalFilename();
            log.info("파일 저장 fullPath={}", fullPath);
            file.transferTo(new File(fullPath));
        }

        return "upload-form";
    }
}
  • @RequestParam MultipartFile file
    • 업로드하는 HTML Form의 name에 맞추어 @RequestParam을 적용하면 된다.
  • 추가로 @ModelAttribute에서도 MultipartFile을 동일하게 사용할 수 있다.
  • MultipartFile 주요 메서드
    • file.getOriginalFilename(): 업로드 파일 명
    • file.transferTo(...): 파일 저장
//실행 로그
request=org.springframework.web.multipart.support.StandardMultipartHttpServletR
equest@5c022dc6
itemName=상품A
multipartFile=org.springframework.web.multipart.support.StandardMultipartHttpSe
rvletRequest$StandardMultipartFile@274ba730
파일 저장 fullPath=/Users/kimyounghan/study/file/스크린샷.png

5. 예제로 구현하는 파일 업로드, 다운로드

요구사항

  • 상품을 관리
    • 상품 이름
    • 첨부파일 하나
    • 이미지 파일 여러개
  • 첨부파일을 업로드 다운로드 할 수 있다.
  • 업로드한 이미지를 웹 브라우저에서 확인할 수 있다.

Item - 상품 도메인

@Data
public class Item {

    private Long id;
    private String itemName;
    private UploadFile attachFile;
    private List<UploadFile> imageFiles;

}

ItemRepository - 상품 리포지토리

@Repository
public class ItemRepository {

    private final Map<Long, Item> store = new HashMap<>();
    private long sequence = 0L;

    public Item save(Item item) {
        item.setId(++sequence);
        store.put(item.getId(), item);
        return item;
    }

    public Item findById(Long id) {
        return store.get(id);
    }
}

UploadFile - 업로드 파일 정보 보관

@Data
public class UploadFile {

    private String uploadFileName;
    private String storeFileName;

    public UploadFile(String uploadFileName, String storeFileName) {
        this.uploadFileName = uploadFileName;
        this.storeFileName = storeFileName;
    }
}
  • uploadFileName: 고객이 업로드한 파일명
  • storeFileName: 서버 내부에서 관리하는 파일명

FileStore - 파일 저장과 관련된 업무 처리

@Component
public class FileStore {

    @Value("${file.dir}")
    private String fileDir;

    public String getFullPath(String fileName) {
        return fileDir + fileName;
    }

    public List<UploadFile> storeFiles(List<MultipartFile> multipartFiles) 
    													throws IOException {
        List<UploadFile> storeFileResult = new ArrayList<>();
        for (MultipartFile multipartFile : multipartFiles) {
            if (!multipartFile.isEmpty()) {
                storeFileResult.add(storeFile(multipartFile));
            }
        }
        return storeFileResult;
    }

    public UploadFile storeFile(MultipartFile multipartFile) throws IOException {
        if (multipartFile.isEmpty()) {
            return null;
        }

        String originalFilename = multipartFile.getOriginalFilename();
        String storeFileName = createStoreFileName(originalFilename);
        multipartFile.transferTo(new File(getFullPath(storeFileName)));
        return new UploadFile(originalFilename, storeFileName);
    }

    private String createStoreFileName(String originalFilename) {
        String uuid = UUID.randomUUID().toString();
        String ext = extractExt(originalFilename);
        return uuid + "." + ext;
    }

    private String extractExt(String originalFilename) {
        int pos = originalFilename.lastIndexOf(".");
        return originalFilename.substring(pos + 1);
    }

}
  • createStoreFileName(): 서버 내부에서 관리하는 파일명은 유일한 이름을 생성하는 UUID를 사용해서 충돌하지 않도록 한다.
  • extractExt(): 확장자를 별도로 추출해서 서버 내부에서 관리하는 파일명에도 붙여준다.

ItemForm - 상품 저장용 폼

@Data
public class ItemForm {

    private Long itemId;
    private String itemName;
    private MultipartFile attachFile;
    private List<MultipartFile> imageFiles;
}
  • List<MultipartFile> imageFiles: 이미지를 다중 업로드 하기 위해 MultipartFile을 사용했다.
  • MultipartFile attachFile: 멀티파트는 @ModelAttribute에서 사용할 수 있다.

ItemController

@Slf4j
@Controller
@RequiredArgsConstructor
public class ItemController {

    private final ItemRepository itemRepository;
    private final FileStore fileStore;

    @GetMapping("/items/new")
    public String newItem(@ModelAttribute ItemForm form) {
        return "item-form";
    }

    @PostMapping("/items/new")
    public String saveItem(@ModelAttribute ItemForm form,
    				RedirectAttributes redirectAttributes) throws IOException {
        UploadFile attachFile = fileStore.storeFile(form.getAttachFile());
        List<UploadFile> storeImageFiles = 
        			fileStore.storeFiles(form.getImageFiles()); //파일은 aws s3

        //데이터베이스에 저장
        Item item = new Item();
        item.setItemName(form.getItemName());
        item.setAttachFile(attachFile);
        item.setImageFiles(storeImageFiles);
        itemRepository.save(item);

        redirectAttributes.addAttribute("itemId", item.getId());

        return "redirect:/items/{itemId}";
    }

    @GetMapping("/items/{id}")
    public String items(@PathVariable Long id, Model model) {
        Item item = itemRepository.findById(id);
        model.addAttribute(item);
        return "item-view";
    }

    //보안에 취약 -> 체크 로직 필요
    @ResponseBody
    @GetMapping("/images/{filename}")
    public Resource downloadImage(@PathVariable String filename) 
    									throws MalformedURLException {
        return new UrlResource("file:" + fileStore.getFullPath(filename));
    }

    @GetMapping("/attach/{itemId}")
    public ResponseEntity<Resource> downloadAttach(@PathVariable Long itemId) 
    										throws MalformedURLException {
        Item item = itemRepository.findById(itemId);
        String storeFileName = item.getAttachFile().getStoreFileName();
        String uploadFileName = item.getAttachFile().getUploadFileName();

        UrlResource resource 
        	= new UrlResource("file:" + fileStore.getFullPath(storeFileName));

        log.info("uploadFileName={}", uploadFileName);

        String encodedUploadFileName 
        	= UriUtils.encode(uploadFileName, StandardCharsets.UTF_8);
        String contentDisposition 
        	= "attachment; filename=\"" + encodedUploadFileName +"\"";

        return ResponseEntity.ok()
                .header(HttpHeaders.CONTENT_DISPOSITION, contentDisposition)
                .body(resource);
    }
}
  • @GetMapping("/items/new"): 등록 폼을 보여준다.
  • @PostMapping("/items/new"): 폼의 데이터를 저장하고 보여주는 화면으로 리다이렉트 한다.
  • @GetMapping("/items/{id}"): 상품을 보여준다.
  • @GetMapping("/images/{filename}"): <img> 태그로 이미지를 조회할 때 사용. UrLResource로 이미지 파일을 읽어서 @ResponseBody로 이미지 바이너리를 반환한다.
  • @GetMapping("/attach/{itemId}"): 파일을 다운로드 할 때 실행한다. 예제를 더 단순화 할 수 있지만, 파일 다운로드 시 권한 체크같은 복잡한 상황까지 가정한다 생각하고 이미지 id를 요청하도록 했다. 파일 다운로드시에는 고객이 업로드한 파일 이름으로 다운로드 하는게 좋다. 이때는 Content-Disposition 헤더에 attachment; filename="업로드 파일명" 값을 주면 된다.

item-form.html

<form th:action method="post" enctype="multipart/form-data">
    <ul>
        <li>상품명 <input type="text" name="itemName"></li>
        <li>첨부파일<input type="file" name="attachFile" ></li>
        <li>이미지 파일들<input type="file" multiple="multiple" name="imageFiles" ></li>
    </ul>
    <input type="submit"/>
</form>
  • 다중 파일 업로드를 하려면 multiple="mutiple" 옵션을 준다. ItemForm의 다음 코드에서 여러 이미지 파일을 받을 수 있다.
    private List<MultipartFile> imageFiles;

item-view.html

상품명: <span th:text="${item.itemName}">상품명</span><br/>
첨부파일: <a th:if="${item.attachFile}" th:href="|/attach/${item.id}|" 
         th:text="${item.getAttachFile().getUploadFileName()}" /><br/>
<img th:each="imageFile : ${item.imageFiles}" 
     th:src="|/images/${imageFile.getStoreFileName()}|" width="300" height="300"/>
  • 첨부 파일은 링크로 걸어두고, 이미지는 <img> 태그를 반복해서 출력.

스프링 MVC 2편 - 백엔드 웹 개발 활용 기술 정리

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1개의 댓글

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2023년 7월 23일

많은 도움이 되었습니다, 감사합니다.

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