土制Excel导入导出及相关问题探讨

2023-01-06 21:51:23

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新的一年，又一个开始，不见收获，却见年龄，好一个猪年，待我先来一首里尔克的诗:

《沉重的时刻》(里尔克)

    此刻有谁在世上某处哭，无缘无故在世上哭，在哭我。

    此刻有谁在夜间某处笑，无缘无故在夜间笑，在笑我。

    此刻有谁在世上某处走，无缘无故在世上走，走向我。

    此刻有谁在世上某处死，无缘无故在世上死，望着我。

ok,这次说说项目中经常用到的Excel导出问题，目前就用到的可以操作Excel的技术(在java中)大致有两类：

JXL
- 仅仅支持对xls的文件读写，
- 仅包含Excel基础api，比较老，很久不更新
- 读写速度还行，对于要求低同时兼容性较好的推荐
POI
- 可支持xls、xlsx两种格式的Excel文件读写
  - HSSF：操作Excel 97(.xls)格式
  - XSSF：操作Excel 2007 OOXML (.xlsx)格式，操作EXCEL内存占用高于HSSF
  - SXSSF: 从POI3.8 beta3开始支持，基于XSSF，低内存占用。
- 技术较新，保留了最大兼容性，可对Excel做复杂对数据极样式处理
- 读写速度上 SXSSF快于XSSF ，HSSF速度同略逊于JXL

以上对于这两种技术做了简要对描述，在开发中，我们一般将POI作为首选，同时以上还可能存在一个问题是：大数据量导出。大数据导出，一般我们需要解决两个问题：

大数据量读写容易造成内存不足问题
长时读写容易造成客户端请求超时，造成导出失败问题
大数据量处理耗时问题

对于以上几个问题，解决思路大致有下：

数据库数据查询阶段建议使用fetch分批次查询，减少数据库压力
单个文件读写建议使用SXSSF，以减少内存占用
对于单个sheet超过十万的建议分sheet做多线程写入,这里分享一个网友写的Demo
- example：CreateMultipleSheetDemo.java
对于POI写入效率的问题官方给了个Demo，这个例子大致是使用xml文档拼接的方式+xml文件压缩的方式
- example：BigGridDemo.java

ok，对于以上核心问题个人都尝试过，惮于目前项目进度较为紧张，个人做了个限制导出处理，以避免(客户端请求)超时问题，说白了就是将问题扔给下一期去集中解决。

不考虑以上所说的问题，个人花了些许时间写了两个Excel 工具类：ExcelReadUtil以及ExcelWriteUtil (代码地址见篇尾)，集中处理了包含单不仅限于以下问题：

对象列表("List")类型数据导出问题
数据分sheet问题
表头字体极单元格内换行问题
数据单元格多样式问题
数据单元格多数据类型及格式化问题
单元格列宽度调整问题
大数据拆分问题
通用对象导出问题(使用泛型)

当然，解决这些问题也查阅了不少官方资料，同时也做了大量的测试才得以投入正式项目使用,在这中间也跳过一些坑，接下来我就讲一讲我在开发所跳过的坑,这些坑均是相对于上一个版本而言的：

使用通用泛型接收参数对象问题

一开始(在上一个项目)做了个初稿，在调用导出方法时直接传入固定类型对象，一开始这样：

            toXlsxByMap(List<Map<String,Object>> dataList,

                                  String[] headerNames,

                                  String[] cellNames,

                                  CellFmt[] cellFmts)

导致的问题是传入的dataList内部的Map的value必须是Object类型，之后钻研了下java泛型，使用这种方式轻松解决问题！

        public static <V extends Object> File toXlsxByMap(List<Map<String,V>> dataList,

                                  String[] headerNames,

                                  String[] cellNames,

                                  CellFmt[] cellFmts)

分数据分sheet问题

这个问题其实很简单，就是先数据分组，然后循环每组数据时再createSheet，代码片段：

           //数据分组

          List<List<Map<String, V>>> mData = splitMapList(dataList);

                    //循环每组数据 并创建sheet>写单元格

                    for (List<Map<String, V>> subList : mData) {

                        //第一个sheet 参数(sheet名称,sheet的序号)

                        sheet = workbook.createSheet(String.format("%s~%s",

                                (dataList.size() > DATA_SPLIT_GROP_SIZE ?

                                        mData.indexOf(subList) * DATA_SPLIT_GROP_SIZE + 1

                                        : 0) + "",

                                (dataList.size() > DATA_SPLIT_GROP_SIZE ?

                                        (mData.size() == (mData.indexOf(subList) + 1) ? dataList.size() : DATA_SPLIT_GROP_SIZE * (mData.indexOf(subList) + 1))

                                        : dataList.size()) + "")

                        );

                        LOGGER.info(">>>sheet name : {}",sheet.getSheetName());

                        PoiCellProcess.writeHeaderCell(sheet,headerCellStyle,headerNames);

                        PoiCellProcess.writeBodyCellByMap(sheet,bodyCellStyle,cellNames,subList, cellFmts);

                    }

单元格内换行问题

其实这是个小问题，只需给CellStyle设置一个setWrapText(true)，大致逻辑这样：

    public static CellStyle headerCellStyle(SXSSFWorkbook wb){

        CellStyle headerStyle = wb.createCellStyle();

        //...some code

        //允许单元格内换行

        headerStyle.setWrapText(true);

        return  headerStyle;

    }

单元格类型及格式处理问题

这个问题其实分为多个，而且密切相关，大致有这几个：

- 单元格样式类

- 单元格样式类

- 单元格数据类型

- 单元格写入数据格式

但是，处理了这几个问题其实还不够完美

至于不完美的原因是什么呢，一个是Excel数据格式与java数据格式不一致(这个体现在日期，长数字，小数的处理上)，比如你要格式化的日期后为“yyyy-mm-dd” 这种类型，

但是在Excel中相近的格式类型只有这样“yyyy/M/d”，如果强制单元格样式类型为“yyyy-mm-dd HH24:mi:ss” 其实也是可以的，只不过会变成自定义格式，而且是Excel的自定义格式,

具体如下图：

另外一个问题是单元格类型与编程语言的数据类型相异同时与poi所能提供的数据类型也相异，如图：

列宽调整问题

记得在第一版的时候列宽问题其实并不重要，遂就做个了固定长度

在第二版的时候为了保证可以动态调整列宽，就剔除了第一版的固定长度处理，将长度数据作为一个Integer数组传入

由于第二版先期已经投入开发中了，再在方法里面加入长度数组实感觉不合适，于是，想了个用代码做动态列宽，这里实现的思路大致有下：
- 由于表头也是作为一个参数传入的，所以将表头字符个数作为字段倍数长度，数据行过长时将表头字段添加适当个数的空格即可(数据传入的时候)
- 实际显示的时候由于存在单元格内换行问题，所以在代码处理的时候先判断换行，所以：
  - 有换行时单元格列宽=基准长度(自己定义的单字符长度)*字符个数/2
  - 无换行时单元格列宽=基准长度(自己定义的单字符长度)*字符个数
    
    这是最终的代码：

	public static void writeHeaderCell(SXSSFSheet sheet, CellStyle headerCellStyle, String[] headerNames) {

		SXSSFRow row = sheet.createRow(0);

		row.setHeight((short) 30);

		row.setHeightInPoints((short) 30);

		SXSSFCell headerCell;

		for (int i = 0; i < headerNames.length; i++) {

			headerCell = row.createCell(i);

			headerCell.setCellStyle(headerCellStyle);

			headerCell.setCellValue(headerNames[i]);

			sheet.setColumnWidth(i,

					null == headerNames[i] ? CELL_BASE_LENGTH

							: (headerNames[i].contains("\r\n") ? CELL_CHARSET_LENGTH * headerNames[i].length() / 2

							: CELL_CHARSET_LENGTH * headerNames[i].length()));

		}

	}

这是最终处理的结果：

对象导出问题

这个问题耗时较多，由于我的同事所处理的源数据是这样子 "List" ，这样做其实有个很大的问题就是 java代码没法动态针对不同对象做getter和setter处理，遂每一个导出功能就需要单独写poi的导出逻辑，缓慢而且耽搁开发进度，这个时候在写第二版的时候彻底优化了，这里的思路和注意事项大致有下：
- 利用反射动态获取字段数据，这里是不得已而为之(其实jvm做频繁反射处理时并不慢)
- 反射处理时必需要将最终数据排序，不然循环 Field[] 获取到的数据结果并不一定与表头字段数据一致
  
  这里是最终代码：

       public static Object[] fieldValues(final Object obj, final String[] fieldNames,Object[] valueList) {

        for (Class<?> superClass = obj.getClass(); superClass != Object.class; superClass = superClass.getSuperclass()) {

            try {

                Field[] fields = superClass.getDeclaredFields();

                for(int k=0;k<fields.length;k++){

                    if ((!Modifier.isPublic(fields[k].getModifiers()) ||

                            !Modifier.isPublic(fields[k].getDeclaringClass().getModifiers()) ||

                            Modifier.isFinal(fields[k].getModifiers())) &&

                            !fields[k].isAccessible()) {

                        fields[k].setAccessible(true);

                    }

                    /**

                     * 需要排序，否则顺序不一致

                     */

                    for(int j=0;j<fieldNames.length;j++){

                        if(fields[k].getName().equals(fieldNames[j])){

                            valueList[j] = fields[k].get(obj);

                            break;

                        }

                    }

                }

                return valueList;

            } catch (Exception e) {

                e.printStackTrace();

            }

        }

        //这里新增一个,否则数组越界

        return new Object[fieldNames.length];

    }