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今天做文件上傳功能，需求要求文件內(nèi)容相同的不能重復(fù)上傳。感覺這個需求挺簡單的就交給了一位剛?cè)胄械男峦瑢W(xué)。等合并代碼的時候發(fā)現(xiàn)這位同學(xué)居然用文件名稱相同和文件大小相同作為兩個文件相同的依據(jù)。這種條件判斷靠譜嗎?

從概率上來說遇到兩個文件名稱和大小都一樣的概率確實太小了。這種判斷放在生產(chǎn)環(huán)境中也可以穩(wěn)定的跑上一陣子，不過即使再低的可能性也是有可能的，如果能做到100%就好了。

文件摘要校驗

我相信同學(xué)們都下載過一些好心人開發(fā)的小工具，有些小工具會附帶一個校驗器讓你校驗附帶提供的checksum值，防止有人惡意篡改小工具，保證小工具可以放心使用。

文件Hash校驗

如果兩個文件的內(nèi)容相同，那么它們的摘要應(yīng)該是相同的。這個原理能不能幫助我們鑒定兩個文件是否相同呢?

Java實現(xiàn)文件摘要

帶著這個疑問，我寫了一個文件摘要提取工具類：

/** 
 * 提取文件 checksum  
 * 
 * @param path      文件全路徑 
 * @param algorithm  算法名 例如 MD5、SHA-1、SHA-256等 
 * @return  checksum 
 * @throws NoSuchAlgorithmException the no such algorithm exception 
 * @throws IOException              the io exception 
 */ 
public static String extractChecksum(String path, String algorithm) throws NoSuchAlgorithmException, IOException { 
    // 根據(jù)算法名稱初始化摘要算法 
    MessageDigest digest = MessageDigest.getInstance(algorithm); 
    // 讀取文件的所有比特 
    byte[] fileBytes = Files.readAllBytes(Paths.get(path)); 
    // 摘要更新 
    digest.update(fileBytes); 
    //完成哈希摘要計算并返回特征值 
    byte[] digested = digest.digest(); 
    // 進行十六進制的輸出 
    return HexUtils.toHexString(digested); 
} 

接下來做幾組對照試驗來證明猜想。

內(nèi)容不變

首先要證明一個文件在內(nèi)容不變的情況下摘要是否有變化，多次執(zhí)行下面的代碼，斷言始終都是true。

String path = "C:\\Users\\s1\\IdeaProjects\\demo\\src\\main\\resources\\application.yml"; 
 
String checksum = extractChecksum(path, "SHA-1"); 
 
String hash = "6bf4d6c101b4a7821226d3ec1f8d778a531bf265"; 
 
Assertions.assertEquals(hash,checksum); 

而且我把文件名改成application-dev.yml，甚至application-dev.txt摘要都是相同的。我又把yml文件的內(nèi)容作了改動，斷言就false了。這證明了單個文件的情況下，內(nèi)容不變，hash是不變的。

文件復(fù)制

我把yml文件復(fù)制了一份，改了文件名稱和類型，不改變內(nèi)容并存到了另一個目錄中，來測試一下它們的摘要是否有變化。

String path1 = "C:\\Users\\s1\\IdeaProjects\\demo\\src\\main\\resources\\application.yml"; 
 
String path2 = "C:\\Users\\s1\\IdeaProjects\\demo\\src\\main\\resources\\templates\\application-dev.txt"; 
 
String checksum1 = extractChecksum(path1, "SHA-1"); 
 
String checksum2 = extractChecksum(path2, "SHA-1"); 
 
String hash = "6bf4d6c101b4a7821226d3ec1f8d778a531bf265"; 
 
Assertions.assertEquals(hash,checksum1); 
 
Assertions.assertEquals(hash,checksum2); 

結(jié)果斷言通過，不過改變了其中一個文件的內(nèi)容后斷言就不通過了。

新建空文件

這里的新建空文件指的是沒有進行任何操作的新建的空文件。

新建的空文件會根據(jù)特定的算法返回一個固定值，比如SHA-1算法下的空文件值是:

da39a3ee5e6b4b0d3255bfef95601890afd80709 

結(jié)論

通過實驗證明了：

在相同算法下，任何新建空文件的摘要值都是固定的。

任何兩個內(nèi)容相同的文件的摘要值都是相同的，和路徑、文件名、文件類型無關(guān)。

文件的摘要值會隨著文件內(nèi)容的改變而改變。

文件摘要運用

根據(jù)上面的結(jié)論，文件摘要是可以防止同樣內(nèi)容的文件重復(fù)提交的， 存儲的時候不但要存儲文件的路徑，還要存儲文件的摘要值，可能需要注意新建空文件的的固定摘要問題。另外在Java12中提供了新的API來處理文件內(nèi)容重復(fù)問題，有興趣的可以研究一下。文件摘要除了防篡改和去重之外，你知道還有其它什么用途嗎?歡迎同學(xué)們留言討論。

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