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Java 伺服器端串流式 ZIP 打包下載實作：邊壓縮邊傳輸，零等待體驗

編輯：Java 相關知識

前言

在 Web 開發中，提供大量檔案下載時，傳統做法通常是先在伺服器端完整打包成 ZIP 檔，再讓使用者下載。這不僅佔用大量暫存空間，也會讓使用者在打包過程中白白等待。本文介紹一種「邊打包、邊下載」的串流式實作，利用 HTTP Chunked Transfer Encoding，將壓縮資料即時推送給客戶端，實現零緩衝、零等待的下載體驗。

核心架構

整個流程包含三個關鍵角色：

Servlet/Handler：負責建立 HTTP 回應標頭，設定 Transfer-Encoding: chunked，並取得 OutputStream。
MyOutputStream：繼承 FilterOutputStream，攔截寫入操作，自動將資料包裝成 Chunk 格式（長度(16進位) + CRLF + 資料 + CRLF）。
ZipCompressor：封裝 ZipOutputStream，遞迴遍歷目錄/檔案，將內容寫入上述串流。

關鍵程式碼解析

1. 下載入口點：建立 Chunked 回應

private void down(File file, String fileName) throws IOException {
    OutputStream outputStream = mySocket.getOutputStream();
    StringBuffer sb = new StringBuffer("HTTP/1.1 200 OK\r\n");
    sb.append("Server: java/1.1\r\n");
    sb.append("Content-Type: application/octet-stream;charset=UTF-8\r\n");
    sb.append("Content-Disposition: attachment; filename=" + fileName + "\r\n");
    sb.append("Transfer-Encoding: chunked\r\n");
    sb.append("Connection: Keep-Alive\r\n\r\n");
    outputStream.write(sb.toString().getBytes());
    outputStream.flush();

    // 關鍵：用 MyOutputStream 包裝原始輸出串流
    ZipCompressor zipCompressor = new ZipCompressor(new MyOutputStream(outputStream));
    zipCompressor.compress(file);

    // 發送 Chunked 結束標記：0\r\n\r\n
    outputStream.write("0\r\n\r\n".getBytes());
    outputStream.flush();
    outputStream.close();
    // ... 關閉 socket
}

重點：Transfer-Encoding: chunked 告訴瀏覽器資料分塊傳輸，瀏覽器會邊接收邊寫入磁碟，無需等待完整檔案。

2. MyOutputStream：Chunk 封裝邏輯

public class MyOutputStream extends FilterOutputStream {
    private final byte[] rnBytes = "\r\n".getBytes();

    public MyOutputStream(OutputStream out) { super(out); }

    @Override
    public void write(byte[] b) throws IOException {
        // 長度用 16 進位
        out.write(Integer.toHexString(b.length).getBytes());
        out.write(rnBytes);
        out.write(b);
        out.write(rnBytes);
    }

    @Override
    public void write(byte[] b, int off, int len) throws IOException {
        out.write(Integer.toHexString(len).getBytes());
        out.write(rnBytes);
        out.write(b, off, len);
        out.write(rnBytes);
    }

    /** 重寫 close() 避免關閉底層串流，否則無法發送結束標記 */
    @Override
    public void close() throws IOException { }
}

3. ZipCompressor：遞迴壓縮寫入

public class ZipCompressor {
    private static final int BUFFER = 8192;
    private final OutputStream outputStream;

    public ZipCompressor(OutputStream outputStream) {
        this.outputStream = outputStream;
    }

    public void compress(File file) {
        if (!file.exists()) throw new RuntimeException("檔案不存在：" + file.getAbsolutePath());
        try (CheckedOutputStream cos = new CheckedOutputStream(outputStream, new CRC32());
             ZipOutputStream out = new ZipOutputStream(cos)) {
            compress(file, out, "");
            // 關閉 ZipOutputStream 會寫入 Central Directory，但因為我們重寫了 close()，這裡需手動 finish
            out.finish(); 
        } catch (Exception e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }

    private void compress(File file, ZipOutputStream out, String basedir) throws IOException {
        if (file.isDirectory()) {
            compressDirectory(file, out, basedir);
        } else {
            compressFile(file, out, basedir);
        }
    }

    private void compressDirectory(File dir, ZipOutputStream out, String basedir) throws IOException {
        File[] files = dir.listFiles();
        if (files == null) return;
        for (File f : files) {
            compress(f, out, basedir + dir.getName() + "/");
        }
    }

    private void compressFile(File file, ZipOutputStream out, String basedir) throws IOException {
        try (BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream(file))) {
            ZipEntry entry = new ZipEntry(basedir + file.getName());
            out.putNextEntry(entry);
            byte[] buffer = new byte[BUFFER];
            int count;
            while ((count = bis.read(buffer)) != -1) {
                out.write(buffer, 0, count); // 實際寫入會經由 MyOutputStream 變成 Chunk
            }
        }
    }
}

優缺點與適用場景

優點	缺點/注意事項
零暫存檔，不佔伺服器磁碟空間	若壓縮過程發生錯誤，客戶端已接收部分資料，難以重試
使用者立即看到下載進度，體驗極佳	無法預先得知最終檔案大小，瀏覽器進度條可能顯示「未知大小」
適用於大檔案、大目錄打包下載	需確保網路連線穩定，中斷會導致 ZIP 損毀