ASP.NET Core MVC如何上传文件及处理大文件上传

用文件模型绑定接口：IFormFile (小文件上传)

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当你使用IFormFile接口来上传文件的时候，一定要注意，IFormFile会将一个Http请求中的所有文件都读取到服务器内存后，才会触发ASP.NET Core MVC的Controller中的Action方法。这种情况下，如果上传一些小文件是没问题的，但是如果上传大文件，势必会造成服务器内存大量被占用甚至溢出，所以IFormFile接口只适合小文件上传。

一个文件上传页面的Html代码一般如下所示：

<form method="post" enctype="multipart/form-data" action="/Upload">
    <div>
        <p>Upload one or more files using this form:</p>
        <input type="file" name="files" />
    </div>
    <div>
         <input type="submit" value="Upload" />
    </div>
</form>

为了支持文件上传，form标签上一定要记得声明属性enctype="multipart/form-data"，否则你会发现ASP.NET Core MVC的Controller中死活都读不到任何文件。Input type="file"标签在html 5中支持上传多个文件，加上属性multiple即可。

使用IFormFile接口上传文件非常简单，将其声明为Controller中Action的集合参数即可：

[HttpPost]
public async Task<IActionResult> Post(List<IFormFile> files)
{
    long size = files.Sum(f => f.Length);

    foreach (var formFile in files)
    {
        var filePath = @"F:\UploadingFiles\" + formFile.FileName.Substring(formFile.FileName.LastIndexOf("\\") + );//注意formFile.FileName包含上传文件的文件路径，所以要进行Substring只取出最后的文件名

        if (formFile.Length > )
        {
            using (var stream = new FileStream(filePath, FileMode.Create))
            {
                await formFile.CopyToAsync(stream);
            }
        }
    }

    return Ok(new { count = files.Count, size });
}

注意上面Action方法Post的参数名files，必须要和上传页面中的Input type="file"标签的name属性值一样。

不要直接用Request.Form.Files

上面例子是我们知道Input type="file"标签的name属性值时的情况，如果你不知道Input type="file"标签的name属性值（例如前端用javascript动态生成的Input type="file"标签），有什么办法可以获取所有的上传文件吗？

也许有同学会想到可以用Request.Form.Files来获取当前Http请求中，所有的上传文件，如下所示：

[HttpPost]
public async Task<IActionResult> Post()
{
    IFormFileCollection files = Request.Form.Files;
    long size = files.Sum(f => f.Length);

    foreach (var formFile in files)
    {
        var filePath = @"F:\UploadingFiles\" + formFile.FileName.Substring(formFile.FileName.LastIndexOf("\\") + );

        if (formFile.Length > )
        {
            using (var stream = new FileStream(filePath, FileMode.Create))
            {
                await formFile.CopyToAsync(stream);
            }
        }
    }

    return Ok(new { count = files.Count, size });
}

然后执行上面的代码你会发现，代码执行到Request.Form.Files的时候，就一直卡住了，如下所示：

然后现在我们给Post方法随便加一个参数string parameter，如下所示：

[HttpPost]
public async Task<IActionResult> Post(string parameter)
{
    IFormFileCollection files = Request.Form.Files;
    long size = files.Sum(f => f.Length);

    foreach (var formFile in files)
    {
        var filePath = @"F:\UploadingFiles\" + formFile.FileName.Substring(formFile.FileName.LastIndexOf("\\") + );

        if (formFile.Length > )
        {
            using (var stream = new FileStream(filePath, FileMode.Create))
            {
                await formFile.CopyToAsync(stream);
            }
        }
    }

    return Ok(new { count = files.Count, size });
}

运行代码，你会发现虽然Post方法的参数string parameter没得到任何值为null，但是这次Post方法却没有卡在Request.Form.Files，文件上传成功，Post方法成功执行完毕：

这是因为当ASP.NET Core MVC中Controller的Action方法没有定义参数的时候，Request.Form不会做数据绑定，也就是说当我们在上面Post方法没有定义参数的时候，Request.Form根本就没有被ASP.NET Core初始化，所以只要一访问Request.Form代码就会被卡住，所以当我们随便给Post方法定义一个string parameter参数后，Request.Form就被初始化了，这时就可以访问Request.Form中的数据了。

既然必须要给Post方法定义参数，那我们就定义有意义的参数，而不是胡乱定义一个没有用的。我们将Post方法的代码改为如下：

[HttpPost]
public async Task<IActionResult> Post([FromForm]IFormCollection formData)
{
    IFormFileCollection files = formData.Files;//等价于Request.Form.Files

    long size = files.Sum(f => f.Length);

    foreach (var formFile in files)
    {
        var inputName = formFile.Name;//可以通过IFormFile.Name属性获得每个上传文件，在页面上所属Input type="file"标签的name属性值
        var filePath = @"F:\UploadingFiles\" + formFile.FileName.Substring(formFile.FileName.LastIndexOf("\\") + );

        if (formFile.Length > )
        {
            using (var stream = new FileStream(filePath, FileMode.Create))
            {
                await formFile.CopyToAsync(stream);
            }
        }
    }

    return Ok(new { count = files.Count, size });
}

我们给Post方法定义了一个IFormCollection类型的参数formData，并且标记了[FromForm]特性标签，表示IFormCollection formData参数使用Http请求中的表单（Form）数据进行初始化，所以这下formData其实就等价于Request.Form了。

我们可以从formData中访问表单（Form）提交的任何数据，获得所有的上传文件。其实Post方法的参数名字叫什么并不重要（本例中我们取名为formData），但是其参数必须是IFormCollection类型才会绑定Http请求中的表单（Form）数据，这才是关键。

执行上面的代码，文件成功上传，代码成功执行完毕：

用文件流 (大文件上传)

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在介绍这个方法之前我们先来看看一个包含上传文件的Http请求是什么样子的：

Content-Type=multipart/form-data; boundary=---------------------------99614912995
-----------------------------99614912995
Content-Disposition: form-data; name="SOMENAME"

Formulaire de Quota
-----------------------------99614912995
Content-Disposition: form-data; name="OTHERNAME"

SOMEDATA
-----------------------------99614912995
Content-Disposition: form-data; name="files"; filename="Misc 001.jpg"

SDFESDSDSDJXCK+DSDSDSSDSFDFDF423232DASDSDSDFDSFJHSIHFSDUIASUI+/==
-----------------------------99614912995
Content-Disposition: form-data; name="files"; filename="Misc 002.jpg"

ASAADSDSDJXCKDSDSDSHAUSAUASAASSDSDFDSFJHSIHFSDUIASUI+/==
-----------------------------99614912995
Content-Disposition: form-data; name="files"; filename="Misc 003.jpg"

TGUHGSDSDJXCK+DSDSDSSDSFDFDSAOJDIOASSAADDASDASDASSADASDSDSDSDFDSFJHSIHFSDUIASUI+/==
-----------------------------99614912995--

这就是一个multipart/form-data格式的Http请求，我们可以看到第一行信息是Http header，这里我们只列出了Content-Type这一行Http header信息，这和我们在html页面中form标签上的enctype属性值一致，第一行中接着有一个boundary=---------------------------99614912995，boundary=后面的值是随机生成的，这个其实是在声明Http请求中表单数据的分隔符是什么，其代表的是在Http请求中每读到一行 ---------------------------99614912995，表示一个section数据，一个section有可能是一个表单的键值数据，也有可能是一个上传文件的文件数据。每个section的第一行是section header，其中Content-Disposition属性都为form-data，表示这个section来自form标签提交的表单数据，如果section header拥有filename或filenamestar属性，那么表示这个section是一个上传文件的文件数据，否则这个section是一个表单的键值数据，section header之后的行就是这个section真正的数据行。例如我们上面的例子中，前两个section就是表单键值对，后面三个section是三个上传的图片文件。

那么接下来，我们来看看怎么用文件流来上传大文件，避免一次性将所有上传的文件都加载到服务器内存中。用文件流来上传比较麻烦的地方在于你无法使用ASP.NET Core MVC的模型绑定器来将上传文件反序列化为C#对象（如同前面介绍的IFormFile接口那样）。首先我们需要定义类MultipartRequestHelper，用于识别Http请求中的各个section类型（是表单键值对section，还是上传文件section）

using System;
using System.IO;
using Microsoft.Net.Http.Headers;

namespace AspNetCore.MultipartRequest
{
    public static class MultipartRequestHelper
    {
        // Content-Type: multipart/form-data; boundary="----WebKitFormBoundarymx2fSWqWSd0OxQqq"
        // The spec says 70 characters is a reasonable limit.
        public static string GetBoundary(MediaTypeHeaderValue contentType, int lengthLimit)
        {
            //var boundary = Microsoft.Net.Http.Headers.HeaderUtilities.RemoveQuotes(contentType.Boundary);// .NET Core <2.0
            var boundary = Microsoft.Net.Http.Headers.HeaderUtilities.RemoveQuotes(contentType.Boundary).Value; //.NET Core 2.0
            if (string.IsNullOrWhiteSpace(boundary))
            {
                throw new InvalidDataException("Missing content-type boundary.");
            }

            //注意这里的boundary.Length指的是boundary=---------------------------99614912995中等号后面---------------------------99614912995字符串的长度，也就是section分隔符的长度，上面也说了这个长度一般不会超过70个字符是比较合理的
            if (boundary.Length > lengthLimit)
            {
                throw new InvalidDataException(
                    $"Multipart boundary length limit {lengthLimit} exceeded.");
            }

            return boundary;
        }

        public static bool IsMultipartContentType(string contentType)
        {
            return !string.IsNullOrEmpty(contentType)
                    && contentType.IndexOf("multipart/", StringComparison.OrdinalIgnoreCase) >= ;
        }

        //如果section是表单键值对section，那么本方法返回true
        public static bool HasFormDataContentDisposition(ContentDispositionHeaderValue contentDisposition)
        {
            // Content-Disposition: form-data; name="key";
            return contentDisposition != null
                    && contentDisposition.DispositionType.Equals("form-data")
                    && string.IsNullOrEmpty(contentDisposition.FileName.Value) // For .NET Core <2.0 remove ".Value"
                    && string.IsNullOrEmpty(contentDisposition.FileNameStar.Value); // For .NET Core <2.0 remove ".Value"
        }

        //如果section是上传文件section，那么本方法返回true
        public static bool HasFileContentDisposition(ContentDispositionHeaderValue contentDisposition)
        {
            // Content-Disposition: form-data; name="myfile1"; filename="Misc 002.jpg"
            return contentDisposition != null
                    && contentDisposition.DispositionType.Equals("form-data")
                    && (!string.IsNullOrEmpty(contentDisposition.FileName.Value) // For .NET Core <2.0 remove ".Value"
                        || !string.IsNullOrEmpty(contentDisposition.FileNameStar.Value)); // For .NET Core <2.0 remove ".Value"
        }

        // 如果一个section的Header是： Content-Disposition: form-data; name="files"; filename="F:\Misc 002.jpg"
        // 那么本方法返回： files
        public static string GetFileContentInputName(ContentDispositionHeaderValue contentDisposition)
        {
            return contentDisposition.Name.Value;
        }

        // 如果一个section的Header是： Content-Disposition: form-data; name="myfile1"; filename="F:\Misc 002.jpg"
        // 那么本方法返回： Misc 002.jpg
        public static string GetFileName(ContentDispositionHeaderValue contentDisposition)
        {
            return Path.GetFileName(contentDisposition.FileName.Value);
        }
    }
}

然后我们需要定义一个扩展类叫FileStreamingHelper，其中的StreamFiles扩展方法用于读取上传文件的文件流数据，并且将数据写入到服务器的硬盘上，其接受一个参数targetDirectory，用于声明将上传文件存储到服务器的哪个文件夹下。

using Microsoft.AspNetCore.Http;
using Microsoft.AspNetCore.Http.Features;
using Microsoft.AspNetCore.Mvc.ModelBinding;
using Microsoft.AspNetCore.WebUtilities;
using Microsoft.Net.Http.Headers;
using System;
using System.Globalization;
using System.IO;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace AspNetCore.MultipartRequest
{
    public static class FileStreamingHelper
    {
        private static readonly FormOptions _defaultFormOptions = new FormOptions();

        public static async Task<FormValueProvider> StreamFiles(this HttpRequest request, string targetDirectory)
        {
            if (!MultipartRequestHelper.IsMultipartContentType(request.ContentType))
            {
                throw new Exception($"Expected a multipart request, but got {request.ContentType}");
            }

            // Used to accumulate all the form url encoded key value pairs in the
            // request.
            var formAccumulator = new KeyValueAccumulator();

            var boundary = MultipartRequestHelper.GetBoundary(
                MediaTypeHeaderValue.Parse(request.ContentType),
                _defaultFormOptions.MultipartBoundaryLengthLimit);
            var reader = new MultipartReader(boundary, request.Body);

            var section = await reader.ReadNextSectionAsync();//用于读取Http请求中的第一个section数据
            while (section != null)
            {
                ContentDispositionHeaderValue contentDisposition;
                var hasContentDispositionHeader = ContentDispositionHeaderValue.TryParse(section.ContentDisposition, out contentDisposition);

                if (hasContentDispositionHeader)
                {
                    /*
                    用于处理上传文件类型的的section
                    -----------------------------99614912995
                    Content - Disposition: form - data; name = "files"; filename = "Misc 002.jpg"

                    ASAADSDSDJXCKDSDSDSHAUSAUASAASSDSDFDSFJHSIHFSDUIASUI+/==
                    -----------------------------99614912995
                    */
                    if (MultipartRequestHelper.HasFileContentDisposition(contentDisposition))
                    {
                        if (!Directory.Exists(targetDirectory))
                        {
                            Directory.CreateDirectory(targetDirectory);
                        }

                        var fileName = MultipartRequestHelper.GetFileName(contentDisposition);

                        var loadBufferBytes = ;//这个是每一次从Http请求的section中读出文件数据的大小，单位是Byte即字节，这里设置为1024的意思是，每次从Http请求的section数据流中读取出1024字节的数据到服务器内存中，然后写入下面targetFileStream的文件流中，可以根据服务器的内存大小调整这个值。这样就避免了一次加载所有上传文件的数据到服务器内存中，导致服务器崩溃。

                        using (var targetFileStream = System.IO.File.Create(targetDirectory + "\\" + fileName))
                        {
                            //section.Body是System.IO.Stream类型，表示的是Http请求中一个section的数据流，从该数据流中可以读出每一个section的全部数据，所以我们下面也可以不用section.Body.CopyToAsync方法，而是在一个循环中用section.Body.Read方法自己读出数据（如果section.Body.Read方法返回0，表示数据流已经到末尾，数据已经全部都读取完了），再将数据写入到targetFileStream
                            await section.Body.CopyToAsync(targetFileStream, loadBufferBytes);
                        }

                    }
                    /*
                    用于处理表单键值数据的section
                    -----------------------------99614912995
                    Content - Disposition: form - data; name = "SOMENAME"

                    Formulaire de Quota
                    -----------------------------99614912995
                    */
                    else if (MultipartRequestHelper.HasFormDataContentDisposition(contentDisposition))
                    {
                        // Content-Disposition: form-data; name="key"
                        //
                        // value

                        // Do not limit the key name length here because the
                        // multipart headers length limit is already in effect.
                        var key = HeaderUtilities.RemoveQuotes(contentDisposition.Name);
                        var encoding = GetEncoding(section);
                        using (var streamReader = new StreamReader(
                            section.Body,
                            encoding,
                            detectEncodingFromByteOrderMarks: true,
                            bufferSize: ,
                            leaveOpen: true))
                        {
                            // The value length limit is enforced by MultipartBodyLengthLimit
                            var value = await streamReader.ReadToEndAsync();
                            if (String.Equals(value, "undefined", StringComparison.OrdinalIgnoreCase))
                            {
                                value = String.Empty;
                            }
                            formAccumulator.Append(key.Value, value); // For .NET Core <2.0 remove ".Value" from key

                            if (formAccumulator.ValueCount > _defaultFormOptions.ValueCountLimit)
                            {
                                throw new InvalidDataException($"Form key count limit {_defaultFormOptions.ValueCountLimit} exceeded.");
                            }
                        }
                    }
                }

                // Drains any remaining section body that has not been consumed and
                // reads the headers for the next section.
                section = await reader.ReadNextSectionAsync();//用于读取Http请求中的下一个section数据
            }

            // Bind form data to a model
            var formValueProvider = new FormValueProvider(
                BindingSource.Form,
                new FormCollection(formAccumulator.GetResults()),
                CultureInfo.CurrentCulture);

            return formValueProvider;
        }

        private static Encoding GetEncoding(MultipartSection section)
        {
            MediaTypeHeaderValue mediaType;
            var hasMediaTypeHeader = MediaTypeHeaderValue.TryParse(section.ContentType, out mediaType);
            // UTF-7 is insecure and should not be honored. UTF-8 will succeed in
            // most cases.
            if (!hasMediaTypeHeader || Encoding.UTF7.Equals(mediaType.Encoding))
            {
                return Encoding.UTF8;
            }
            return mediaType.Encoding;
        }
    }
}

现在我们还需要创建一个ASP.NET Core MVC的自定义拦截器DisableFormValueModelBindingAttribute，该拦截器实现接口IResourceFilter，用来禁用ASP.NET Core MVC的模型绑定器，这样当一个Http请求到达服务器后，ASP.NET Core MVC就不会在将请求的所有上传文件数据都加载到服务器内存后，才执行Controller的Action方法，而是当Http请求到达服务器时，就立刻执行Controller的Action方法。

ASP.NET Core 2.X使用下面的代码：

using Microsoft.AspNetCore.Mvc.Filters;
using Microsoft.AspNetCore.Mvc.ModelBinding;
using System;
using System.Linq;

namespace AspNetCore.MultipartRequest
{
    [AttributeUsage(AttributeTargets.Class | AttributeTargets.Method)]
    public class DisableFormValueModelBindingAttribute : Attribute, IResourceFilter
    {
        public void OnResourceExecuting(ResourceExecutingContext context)
        {
            var formValueProviderFactory = context.ValueProviderFactories
                .OfType<FormValueProviderFactory>()
                .FirstOrDefault();
            if (formValueProviderFactory != null)
            {
                context.ValueProviderFactories.Remove(formValueProviderFactory);
            }

            var jqueryFormValueProviderFactory = context.ValueProviderFactories
                .OfType<JQueryFormValueProviderFactory>()
                .FirstOrDefault();
            if (jqueryFormValueProviderFactory != null)
            {
                context.ValueProviderFactories.Remove(jqueryFormValueProviderFactory);
            }
        }

        public void OnResourceExecuted(ResourceExecutedContext context)
        {
        }
    }
}

ASP.NET Core 3.X使用下面的代码：

using Microsoft.AspNetCore.Mvc.Filters;
using Microsoft.AspNetCore.Mvc.ModelBinding;
using System;
using System.Linq;

namespace AspNetCore.MultipartRequest
{
    [AttributeUsage(AttributeTargets.Class | AttributeTargets.Method)]
    public class DisableFormValueModelBindingAttribute : Attribute, IResourceFilter
    {
        public void OnResourceExecuting(ResourceExecutingContext context)
        {
            var factories = context.ValueProviderFactories;
            factories.RemoveType<FormValueProviderFactory>();
            factories.RemoveType<FormFileValueProviderFactory>();
            factories.RemoveType<JQueryFormValueProviderFactory>();
        }

        public void OnResourceExecuted(ResourceExecutedContext context)
        {
        }
    }
}

最后我们在Controller中定义一个叫Index的Action方法，并注册我们定义的DisableFormValueModelBindingAttribute拦截器，来禁用Action的模型绑定。Index方法会调用我们前面定义的FileStreamingHelper类中的StreamFiles方法，其参数为用来存储上传文件的文件夹路径。StreamFiles方法会返回一个FormValueProvider，用来存储Http请求中的表单键值数据，之后我们会将其绑定到MVC的视图模型viewModel上，然后将viewModel传回给客户端浏览器，来告述客户端浏览器文件上传成功。

[HttpPost]
[DisableFormValueModelBinding]
public async Task<IActionResult> Index()
{
    FormValueProvider formModel;
    formModel = await Request.StreamFiles(@"F:\UploadingFiles");

    var viewModel = new MyViewModel();

    var bindingSuccessful = await TryUpdateModelAsync(viewModel, prefix: "",
        valueProvider: formModel);

    if (!bindingSuccessful)
    {
        if (!ModelState.IsValid)
        {
            return BadRequest(ModelState);
        }
    }

    return Ok(viewModel);
}

视图模型viewModel的定义如下：

public class MyViewModel
{
    public string Username { get; set; }
}

最后我们用于上传文件的html页面和前面几乎一样：

<form method="post" enctype="multipart/form-data" action="/Home/Index">
    <div>
        <p>Upload one or more files using this form:</p>
        <input type="file" name="files" multiple />
    </div>
    <div>
        <p>Your Username</p>
        <input type="text" name="username" />
    </div>
    <div>
         <input type="submit" value="Upload" />
    </div>
</form>

这就是所有的代码，希望对大家有所帮助！

参考文献:

File uploads in ASP.NET Core

Uploading Files In ASP.net Core

What is the boundary parameter in an HTTP multi-part (POST) Request?