在 Web 應用中，文件上傳是一個非常常見且不可或缺的需求，尤其是在涉及用戶頭像、圖片展示等功能時。本文將基于 Flask 框架，結合簡單的用戶身份驗證邏輯，實現一個完整的“頭像上傳與加載”模塊。

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🧱 技術棧

我們的模塊采用了一套簡潔而高效的技術棧：

• 后端框架： Flask
• 數據庫： MySQL（通過自定義的 SQL.DatabasePool 封裝類訪問）
• 緩存： Flask-Caching（示例中配置為 simple 緩存）
• 安全處理： 文件名加密、路徑過濾、防止目錄遍歷攻擊

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🗂? 項目結構與配置

首先，我們定義好上傳文件的保存路徑。這確保了所有頭像都存儲在一個集中且易于訪問的位置：

import osBASE_DIR = os.path.dirname(os.path.abspath(__file__))
# 假設 'apps/fileManage' 是一個子模塊，調整 BASE_DIR 到項目根目錄
BASE_DIR = BASE_DIR.split(r"\apps\fileManage")[0]
UPLOAD_FOLDER = os.path.join(BASE_DIR, 'uploads')
os.makedirs(UPLOAD_FOLDER, exist_ok=True)

這段代碼保證了以下幾點：

• 上傳文件將位于項目根目錄下的 uploads 文件夾中。
• 如果 uploads 文件夾不存在，它將自動創建，避免常見的系統錯誤。

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🔐 用戶身份校驗邏輯

在執行任何文件操作之前，服務器會通過檢查傳入 Cookie 中的 token 字段來驗證用戶身份。這一關鍵步驟確保只有授權用戶才能上傳或訪問文件。

# 假設 'request' 已從 flask 導入
cookie = request.headers.get('Cookie')
# ... 額外解析以從 cookie 字符串中提取 token
token = dict1.get('token') # 假設 dict1 已填充 cookie 鍵值對
res = sql.executeQuery("SELECT userId FROM onlineUsers JOIN users ON onlineUsers.SessionId = users.userId WHERE onlineUsers.SessionId = '{}'".format(token)
)

如果用戶未登錄或會話失效，服務器將返回 401 Unauthorized 錯誤，從而保護您的應用程序免受未經授權的訪問。

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📤 頭像上傳接口：/file/avatar/upload

此 POST 接口負責處理頭像圖片的上傳。完整的流程設計注重魯棒性和安全性：

1. 身份驗證： 系統首先解析 Cookie 并驗證用戶會話的合法性。
2. 文件校驗：
   • 它會驗證請求中是否存在文件（file 對象）。
   • 文件名不能為空。
   • 至關重要的是，只允許圖片文件擴展名（.png、.jpg、.jpeg、.gif），防止上傳潛在的惡意文件類型。
3. 重命名處理： 為了避免命名沖突并確保每個頭像都有一個唯一的標識符，文件名會使用 MD5 進行哈希處理，結合用戶名和原始文件名生成一個唯一字符串，并附加原始文件擴展名。
4. 文件保存： 經驗證和重命名的文件隨后安全地保存到服務器上指定的 uploads 目錄中。
5. 數據庫更新： 新上傳頭像的路徑會更新到 users 表中，將頭像與相應的用戶關聯起來。
6. 返回結果： 成功消息以及可訪問的文件路徑會返回給客戶端。

核心實現代碼如下：

# 假設 'request' 已從 flask 導入，并且 'encrypt' 和 'sql' 已定義
file = request.files['file']
# 使用用戶名和原始文件名的 MD5 哈希生成唯一文件名
newFilename = encrypt.hash_md5(username + file.filename) + '.' + file.filename.split('.')[-1]
file.save(os.path.join(UPLOAD_FOLDER, newFilename))
# 更新數據庫中用戶的頭像路徑
sql.executeUpdate("UPDATE users SET avatar = 'server:{}' WHERE userId = {}".format(newFilename, userId))

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📥 加載頭像接口：/file/avatar/load/<filename>

此 GET 接口根據唯一的頭像文件名提供已上傳的圖片資源。它包含了多項安全和性能增強：

• 路徑過濾： 這是一項關鍵的安全措施，可防止用戶在文件名中構造 ../ 序列，從而嘗試進行目錄遍歷攻擊并訪問 uploads 目錄之外的未經授權的文件。
• 后綴驗證： 只允許提供圖片文件類型，防止暴露非圖片文件。
• 緩存處理： 該接口支持瀏覽器緩存，通過減少服務器請求顯著提高頻繁訪問頭像的性能。（更多內容請參閱“安全性與優化建議”部分。）
• MIME 類型推斷： 服務器會根據文件擴展名自動推斷并設置響應的適當 Content-Type（MIME 類型）（例如，image/png、image/jpeg），確保瀏覽器正確渲染圖像。

# 假設 'Response' 已從 flask 導入，并且 'data' 包含圖像內容
mimetype = f'image/{filename.rsplit(".", 1)[-1].lower()}'
return Response(data, mimetype=mimetype)

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🧪 示例請求（使用 cURL 測試）

為了幫助您測試和理解 API 交互，以下是上傳和加載頭像的 cURL 命令：

上傳頭像

curl -X POST http://yourdomain.com/file/avatar/upload \-H "Cookie: token=YOUR_TOKEN" \-F "file=@/path/to/your/avatar.png"

請將 YOUR_TOKEN 替換為有效的用戶會話令牌，將 /path/to/your/avatar.png 替換為您的圖片文件的實際路徑。

加載頭像

curl http://yourdomain.com/file/avatar/load/xxxxxx.png --output avatar.png

請將 xxxxxx.png 替換為您希望加載的頭像的實際唯一文件名。--output avatar.png 標志會將下載的圖像保存為 avatar.png 文件。

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🔒 安全性與優化建議

雖然我們的模塊提供了堅實的基礎，但對于生產環境，請考慮以下額外的措施：

• ? 文件名哈希： 已實現，這一關鍵步驟通過確保唯一文件名來防止用戶互相覆蓋文件。

• ? 路徑遍歷保護： 已實現，這可以防止惡意用戶訪問指定上傳目錄之外的文件。

• ? 文件大小限制： 實現服務器端檢查以限制最大文件大小。這可以防止由于上傳過大文件而導致的拒絕服務攻擊，并節省服務器資源。

• ? 健壯的錯誤處理： 增強文件操作的錯誤處理（例如，磁盤已滿、權限問題），以便為用戶和管理員提供更具信息量的反饋。

• ? 云存儲集成： 對于生產環境，特別是流量較高的場景，請考慮將頭像存儲卸載到專門的云存儲解決方案，如阿里云 OSS、七牛云或 Amazon S3。這可以顯著提高可伸縮性、可靠性，并減輕應用程序服務器的負擔。

• ? 瀏覽器緩存以提高性能： 明確地為頭像等靜態資源向 Response 添加 Cache-Control 頭。這允許瀏覽器緩存圖像，從而加快后續加載速度并減少服務器負載。

  return Response(data, mimetype=mimetype, headers={'Cache-Control': 'public, max-age=86400'})
  

  此頭信息告訴瀏覽器將圖像緩存 24 小時（86400 秒）。