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Spring Boot整合EasyExcel:实现大规模数据的并行导出与压缩下载

SpringBoot集成EasyExcel 3.x: 高效实现Excel数据的优雅导入与导出

一、描述

在 Spring Boot 应用中,整合 EasyExcel 实现并行导出数据并进行 Zip 压缩下载可以极大地提高数据处理效率和用户体验。以下是详细描述及结合代码的示例:

1、EasyExcel 简介

EasyExcel 是一个 Java 操作 Excel 的开源工具,它能以简单的方式读写大型 Excel 文件,并且性能高效、内存占用低。

2、并行导出的优势

在处理大量数据导出时,传统的单线程导出方式可能会非常耗时,导致用户等待时间过长。而并行导出可以充分利用多核处理器的优势,将数据分成多个部分同时进行处理,从而大大提高导出速度。

3、Zip 压缩下载的作用

当导出的数据量较大时,直接下载可能会导致网络传输缓慢或者出现问题。通过将导出的 Excel 文件进行 Zip 压缩,可以减小文件大小,提高下载速度,并且方便用户管理和存储。

二、案例

1、添加依赖

  1. <dependency>
  2. <groupId>com.alibaba</groupId>
  3. <artifactId>easyexcel</artifactId>
  4. <version>3.1.1</version>
  5. </dependency>
  6. <!-- 简化实体类的get,set操作 -->
  7. <dependency>
  8. <groupId>org.projectlombok</groupId>
  9. <artifactId>lombok</artifactId>
  10. <version>1.16.20</version>
  11. </dependency>
  12. <!-- Commons IO(用于压缩文件操作) -->
  13. <dependency>
  14. <groupId>commons-io</groupId>
  15. <artifactId>commons-io</artifactId>
  16. <version>2.11.0</version>
  17. </dependency>

2、准备数据模型

创建一个用于存储数据的实体类:

  1. @Data
  2. public class Order {
  3. private Long id;
  4. private String productName;
  5. private Integer quantity;
  6. private BigDecimal price;
  7. }

3、使用 EasyExcel 导出 Excel 文件

定义了一个名为ExcelExportUtil 的工具类,其中包含一个静态方法writeToExcel。

这个方法的主要作用是将一个订单列表(List<Order>)中的数据写入到指定路径的 Excel 文件中。它使用了阿里巴巴的 EasyExcel 库来实现这个功能。

  1. import com.alibaba.excel.EasyExcel;
  2. import java.io.File;
  3. import java.util.List;
  4. public class ExcelExportUtil {
  5. public static void writeToExcel(List<Order> orders, String filePath) {
  6. try {
  7. // 使用 EasyExcel 进行 Excel 文件写入操作
  8. // 指定输出文件路径 filePath、数据类型 Order.class 和工作表名称 "订单数据"
  9. EasyExcel.write(filePath, Order.class)
  10. .sheet("订单数据")
  11. .doWrite(orders);
  12. } catch (Exception e) {
  13. // 如果在写入过程中出现异常,打印异常信息
  14. e.printStackTrace();
  15. }
  16. }
  17. }

4、实现并行导出逻辑

  1. import java.util.List;
  2. public interface ExportService {
  3. // 并行导出订单的方法
  4. void exportOrdersInParallel(List<List<Order>> ordersList, String outputDir);
  5. }

实现ExportService接口,这段代码实现了并行导出订单的功能。它使用了 Java 的CompletableFuture和自定义的线程池来同时处理多个订单列表的导出任务

  1. import java.util.List;
  2. import java.util.concurrent.CompletableFuture;
  3. import java.util.concurrent.ExecutorService;
  4. import java.util.concurrent.Executors;
  5. import java.util.stream.IntStream;
  6. @Service
  7. public class ExportServiceImpl implements ExportService{
  8. // 创建一个固定大小为 10 的线程池
  9. private final ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(10);
  10. // 并行导出订单的方法
  11. public void exportOrdersInParallel(List<List<Order>> ordersList, String outputDir) {
  12. // 创建一个 CompletableFuture 数组来存储每个任务的 Future 对象
  13. CompletableFuture<Void>[] futures = new CompletableFuture[ordersList.size()];
  14. // 遍历订单列表,为每个子列表创建一个异步任务
  15. IntStream.range(0, ordersList.size()).forEach(index -> {
  16. List<Order> orders = ordersList.get(index);
  17. futures[index] = CompletableFuture.runAsync(() -> {
  18. // 生成文件名
  19. String fileName = "订单_" + Thread.currentThread().getId() + ".xlsx";
  20. try {
  21. // 调用工具方法将订单写入 Excel 文件
  22. ExcelExportUtil.writeOrdersToExcel(orders, outputDir + fileName);
  23. } catch (Exception e) {
  24. // 如果出现异常,打印异常信息
  25. e.printStackTrace();
  26. }
  27. }, executor);
  28. });
  29. // 等待所有任务完成
  30. CompletableFuture.allOf(futures).join();
  31. }
  32. }

以下是对代码的简单解释:

  1. 创建一个固定大小为 10 的线程池Executors,用于执行异步任务。
  2. exportOrdersInParallel方法接受一个订单列表和输出目录作为参数。
  3. 创建一个CompletableFuture<Void>[]数组来存储每个异步任务的 Future 对象。
  4. 使用IntStream.range遍历订单列表的索引,为每个订单子列表创建一个异步任务。
  5. 在异步任务中,生成文件名,然后尝试调用ExcelExportUtil.writeOrdersToExcel方法将订单写入 Excel 文件。如果出现异常,打印异常信息。
  6. 最后,使用CompletableFuture.allOf等待所有异步任务完成。

请注意,这段代码假设存在一个

  1. Order

类和一个

  1. ExcelExportUtil

工具类,其中包含了将订单写入 Excel 文件的方法

5、压缩文件为 zip

完成 Excel 文件的导出后,我们需要将这些文件压缩成一个 zip 文件。

5.1 使用 ZipOutputStream

  1. import java.io.File;
  2. import java.io.FileInputStream;
  3. import java.io.FileOutputStream;
  4. import java.io.IOException;
  5. import java.util.zip.ZipEntry;
  6. import java.util.zip.ZipOutputStream;
  7. public class ZipUtil {
  8. public static void zipFiles(String sourceDir, String zipFile) throws IOException {
  9. // 创建输出的 ZIP 文件流
  10. try (FileOutputStream fos = new FileOutputStream(zipFile);
  11. ZipOutputStream zipOut = new ZipOutputStream(fos)) {
  12. // 获取要压缩的源目录下的文件列表
  13. File fileToZip = new File(sourceDir);
  14. if (fileToZip.isDirectory()) {
  15. for (File file : fileToZip.listFiles()) {
  16. if (file.isFile()) {
  17. try (FileInputStream fis = new FileInputStream(file)) {
  18. // 创建 ZIP 条目,表示要添加到 ZIP 文件中的文件
  19. ZipEntry zipEntry = new ZipEntry(file.getName());
  20. zipOut.putNextEntry(zipEntry);
  21. byte[] bytes = new byte[1024];
  22. int length;
  23. // 循环读取文件内容并写入 ZIP 文件
  24. while ((length = fis.read(bytes)) >= 0) {
  25. zipOut.write(bytes, 0, length);
  26. }
  27. }
  28. }
  29. }
  30. }
  31. }
  32. }
  33. }

以下是对代码的详细解释:

  1. zipFiles方法接受两个参数:sourceDir表示要压缩的源目录路径,zipFile表示输出的 ZIP 文件路径。
  2. 在方法内部,首先创建了一个FileOutputStream和一个ZipOutputStream,用于写入 ZIP 文件。
  3. 然后获取源目录下的文件列表。如果源目录是一个文件夹,则遍历其中的文件。
  4. 对于每个文件,创建一个FileInputStream来读取文件内容。
  5. 创建一个ZipEntry,表示要添加到 ZIP 文件中的文件条目,条目名称为文件的名称。
  6. 将ZipEntry添加到ZipOutputStream中。
  7. 使用一个循环,每次读取 1024 字节的数据,并将其写入到 ZIP 文件中。
  8. 最后,关闭所有的输入流和输出流。

请注意,这段代码假设源目录中只包含文件,不包含子文件夹。如果需要递归压缩子文件夹中的文件,可以对代码进行进一步的扩展

6. 实现下载功能

在 Spring Boot 中,可以通过 HTTP 响应的形式将生成的 zip 文件提供给前端下载。

  1. import java.io.File;
  2. import java.io.FileInputStream;
  3. import java.io.IOException;
  4. import org.springframework.core.io.InputStreamResource;
  5. import org.springframework.http.HttpHeaders;
  6. import org.springframework.http.MediaType;
  7. import org.springframework.http.ResponseEntity;
  8. import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
  9. import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
  10. @RestController
  11. public class FileDownloadController {
  12. @GetMapping("/downloadZip")
  13. public ResponseEntity<InputStreamResource> downloadZip() throws IOException {
  14. // 定义源目录路径,这里假设是 /tmp/excel_files
  15. String sourceDir = "/tmp/excel_files";
  16. // 定义生成的 ZIP 文件路径,这里假设是 /tmp/orders.zip
  17. String zipFilePath = "/tmp/orders.zip";
  18. try {
  19. // 调用 ZipUtil 类的方法来压缩源目录中的文件到指定的 ZIP 文件
  20. ZipUtil.zipFiles(sourceDir, zipFilePath);
  21. // 创建一个 File 对象表示要下载的 ZIP 文件
  22. File file = new File(zipFilePath);
  23. // 创建一个 InputStreamResource 对象,从文件输入流中读取数据
  24. InputStreamResource resource = new InputStreamResource(new FileInputStream(file));
  25. // 设置 HTTP 响应头信息
  26. HttpHeaders headers = new HttpHeaders();
  27. // 设置内容处置头,指示浏览器下载文件,并指定文件名
  28. headers.add(HttpHeaders.CONTENT_DISPOSITION, "attachment;filename=" + file.getName());
  29. // 设置内容类型为 application/octet-stream,表示二进制数据
  30. headers.setContentType(MediaType.APPLICATION_OCTET_STREAM);
  31. // 设置内容长度,以便浏览器正确显示下载进度
  32. headers.setContentLength(file.length());
  33. // 返回一个包含 InputStreamResource 的 ResponseEntity 对象,
  34. // 表示成功的 HTTP 响应,包含要下载的文件数据和设置好的响应头
  35. return ResponseEntity.ok()
  36. .headers(headers)
  37. .body(resource);
  38. } catch (IOException e) {
  39. // 如果在压缩文件或读取文件过程中出现 IOException,返回内部服务器错误响应
  40. return ResponseEntity.status(500).build();
  41. } finally {
  42. // 在方法结束时,无论是否发生异常,尝试删除生成的 ZIP 文件
  43. File zipFile = new File(zipFilePath);
  44. if (zipFile.exists()) {
  45. zipFile.delete();
  46. }
  47. }
  48. }
  49. }

7. 完整的业务流程

  1. 数据分批处理:假设我们需要导出上百万条订单数据,为了高效管理和处理,首先需要根据用户ID、订单日期或其他相关条件将庞大的数据集进行分片。每片数据将被独立处理并导出到不同的 Excel 文件中,这样可以有效减少单次处理的数据量,避免内存溢出等问题。
  2. 并行处理:为了进一步提升导出效率,我们可以利用 Java 的 CompletableFuture 框架来并行处理各个数据片段。通过为每个数据片段分配一个独立的导出任务,并让这些任务在多个线程上同时执行,可以确保多个 Excel 文件能够同时生成,从而显著加快整体处理速度。
  3. 文件压缩:在所有 Excel 文件成功生成后,我们需要将这些文件整合到一个压缩包中以便于传输和存储。这时,可以使用 ZipOutputStream 类来创建一个 zip 文件,并将所有生成的 Excel 文件逐一添加到这个 zip 文件中进行压缩。这样做不仅可以减少文件占用的空间,还能提高文件传输的效率。
  4. 提供下载:为了让用户能够方便地获取压缩后的数据包,我们需要在前端提供一个下载链接。当用户点击该链接时,服务器会将压缩包发送给用户的浏览器进行下载。为了确保下载过程的安全性和可靠性,可以采用 HTTPS 协议进行数据传输,并对下载链接进行时效性验证和权限控制。

三、总结

本文介绍了使用Spring Boot和EasyExcel实现大规模数据高效导出的方法,通过数据分批处理、并行处理和文件压缩等技术手段,提升了导出效率并优化了用户体验,特别适用于需要处理大量数据的企业系统。


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