深刻解析 multipart/form-data

一個 HTML 表單中的 enctype 有三種類型

• application/x-www-urlencoded
• multipart/form-data
• text-plain

默認狀況下是 application/x-www-urlencoded，當表單使用 POST 請求時，數據會被以 x-www-urlencoded 方式編碼到 Body 中來傳送，
而若是 GET 請求，則是附在 url 連接後面來發送。

GET 請求只支持 ASCII 字符集，所以，若是咱們要發送更大字符集的內容，咱們應使用 POST 請求。

注意

若是要發送大量的二進制數據（non-ASCII），"application/x-www-form-urlencoded" 顯然是低效的，由於它須要用 3 個字符來表示一個 non-ASCII 的字符。所以，這種狀況下，應該使用 "multipart/form-data" 格式。

The content type "application/x-www-form-urlencoded" is inefficient for sending large quantities of binary data or text containing non-ASCII characters. The content type "multipart/form-data" should be used for submitting forms that contain files, non-ASCII data, and binary data.

application/x-www-urlencoded

咱們在經過 HTTP 向服務器發送 POST 請求提交數據，都是經過 form 表單形式提交的，代碼以下：

<FORM method="post" action="http://w.sohu.com" >
    <INPUT type="text" name="txt1">
    <INPUT type="text" name="txt2">
 </FORM>

提交時會向服務器端發出這樣的數據（已經去除部分不相關的頭信息），數據以下：

POST / HTTP/1.1
Content-Type:application/x-www-form-urlencoded
Accept-Encoding: gzip, deflate
Host: w.sohu.com
Content-Length: 21
Connection: Keep-Alive
Cache-Control: no-cache
 
txt1=hello&txt2=world

對於普通的 HTML Form POST請求，它會在頭信息裏使用 Content-Length 註明內容長度。
請求頭信息每行一條，空行以後即是 Body，即「內容」（entity）。內容的格式是在頭信息中的 Content-Type 指定的，如上是 application/x-www-form-urlencoded，這意味着消息內容會通過 URL 格式編碼，就像在 GET請 求時 URL 裏的 QueryString 那樣。txt1=hello&txt2=world

multipart/form-data

multipart/form-data 定義在 rfc2388 中，最先的 HTTP POST 是不支持文件上傳的，給編程開發帶來不少問題。可是在1995年，ietf 出臺了 rfc1867，也就是《RFC 1867 -Form-based File Upload in HTML》，用以支持文件上傳。因此 Content-Type 的類型擴充了multipart/form-data 用以支持向服務器發送二進制數據。所以，發送 POST 請求時候，表單 <form> 屬性 enctype 共有二個值可選，這個屬性管理的是表單的 MIME 編碼：

① application/x-www-form-urlencoded (默認值)
② multipart/form-data

注：form 表單中 enctype 的默認值是 enctype="application/x- www-form-urlencoded".

經過 form 表單提交文件操做以下：

<FORM method="POST" action="http://w.sohu.com/t2/upload.do" enctype="multipart/form-data">
    <INPUT type="text" name="city" value="Santa colo">
    <INPUT type="text" name="desc">
    <INPUT type="file" name="pic">
 </FORM>

瀏覽器將會發送如下數據：

POST /t2/upload.do HTTP/1.1
User-Agent: SOHUWapRebot
Accept-Language: zh-cn,zh;q=0.5
Accept-Charset: GBK,utf-8;q=0.7,*;q=0.7
Connection: keep-alive
Content-Length: 60408
Content-Type:multipart/form-data; boundary=ZnGpDtePMx0KrHh_G0X99Yef9r8JZsRJSXC
Host: w.sohu.com

--ZnGpDtePMx0KrHh_G0X99Yef9r8JZsRJSXC
Content-Disposition: form-data; name="city"

Santa colo
--ZnGpDtePMx0KrHh_G0X99Yef9r8JZsRJSXC
Content-Disposition: form-data;name="desc"
Content-Type: text/plain; charset=UTF-8
Content-Transfer-Encoding: 8bit
 
...
--ZnGpDtePMx0KrHh_G0X99Yef9r8JZsRJSXC
Content-Disposition: form-data;name="pic"; filename="photo.jpg"
Content-Type: application/octet-stream
Content-Transfer-Encoding: binary
 
... binary data of the jpg ...
--ZnGpDtePMx0KrHh_G0X99Yef9r8JZsRJSXC--

從上面的 multipart/form-data 格式發送的請求的樣式來看，它包含了多個 Parts，每一個 Part 都包含頭信息部分，
Part 頭信息中必須包含一個 Content-Disposition 頭，其餘的頭信息則爲可選項， 好比 Content-Type 等。

Content-Disposition 包含了 type 和 一個名字爲 name 的 parameter，type 是 form-data，name 參數的值則爲表單控件（也即 field）的名字，若是是文件，那麼還有一個 filename 參數，值就是文件名。

好比：

Content-Disposition: form-data; name="user"; filename="hello.txt"

上面的 "user" 就是表單中的控件的名字，後面的參數 filename 則是點選的文件名。
對於可選的 Content-Type（若是沒有的話），默認就是 text/plain。

注意：

若是文件內容是經過填充表單來得到，那麼上傳的時候，Content-Type 會被自動設置（識別）成相應的格式，若是無法識別，那麼就會被設置成 "application/octet-stream"
若是多個文件被填充成單個表單項，那麼它們的請求格式則會是 multipart/mixed。

若是 Part 的內容跟默認的 encoding 方式不一樣，那麼會有一個 "content-transfer-encoding" 頭信息來指定。

下面，咱們填充兩個文件到一個表單項中，行程的請求信息以下：

Content-Type: multipart/form-data; boundary=AaB03x

--AaB03x
Content-Disposition: form-data; name="submit-name"

Larry
--AaB03x
Content-Disposition: form-data; name="files"
Content-Type: multipart/mixed; boundary=BbC04y

--BbC04y
Content-Disposition: file; filename="file1.txt"
Content-Type: text/plain

... contents of file1.txt ...
--BbC04y
Content-Disposition: file; filename="file2.gif"
Content-Type: image/gif
Content-Transfer-Encoding: binary

...contents of file2.gif...
--BbC04y--
--AaB03x--

Boundary 分隔符

每一個部分使用 --boundary 分割開來，最後一行使用 --boundary-- 結尾。

實驗

To see exactly what is happening, use nc -l and an user agent like a browser or cURL.

Save the form to an .html file:

<FORM action="http://localhost:8000" method="post" enctype="multipart/form-data">
    <p><INPUT type="text" name="text" value="text default">
    <p><INPUT type="file" name="file1">
    <p><INPUT type="file" name="file2">
    <p><BUTTON type="submit">Submit</BUTTON>
</FORM>

Create files to upload:

echo 'Content of a.txt.' > a.txt
echo '<!DOCTYPE html><title>Content of a.html.</title>' > a.html

Run:

nc -l localhost 8000

Open the HTML on your browser, select the files and click on submit and check the terminal.

nc prints the request received. Firefox sent:

POST / HTTP/1.1
Host: localhost:8000
User-Agent: Mozilla/5.0 (X11; Ubuntu; Linux i686; rv:29.0) Gecko/20100101 Firefox/29.0
Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,*/*;q=0.8
Accept-Language: en-US,en;q=0.5
Accept-Encoding: gzip, deflate
Cookie: __atuvc=34%7C7; permanent=0; _gitlab_session=226ad8a0be43681acf38c2fab9497240; __profilin=p%3Dt; request_method=GET
Connection: keep-alive
Content-Type: multipart/form-data; boundary=---------------------------9051914041544843365972754266
Content-Length: 554

-----------------------------9051914041544843365972754266
Content-Disposition: form-data; name="text"

text default
-----------------------------9051914041544843365972754266
Content-Disposition: form-data; name="file1"; filename="a.txt"
Content-Type: text/plain

Content of a.txt.

-----------------------------9051914041544843365972754266
Content-Disposition: form-data; name="file2"; filename="a.html"
Content-Type: text/html

<!DOCTYPE html><title>Content of a.html.</title>

-----------------------------9051914041544843365972754266--

Aternativelly, cURL should send the same POST request as your a browser form:

nc -l localhost 8000
curl -F "text=default" -F "file1=@a.html" -F "file1=@a.txt" localhost:8000

You can do multiple tests with:

while true; do printf '' | nc -l localhost 8000; done

參考：

https://www.w3.org/TR/html401/interact/forms.html#h-17.13.4
https://stackoverflow.com/questions/4526273/what-does-enctype-multipart-form-data-mean/28380690#28380690
https://tools.ietf.org/html/rfc2388
https://stackoverflow.com/questions/913626/what-should-a-multipart-http-request-with-multiple-files-look-like