我是如何使用freemarker生成Word文件的?
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2020-09-14 10:14
背景
一天，产品经理递给我了一份word报告，我定睛一看
这个文档有大大小小的标题层级，还有排版好的段落、各种一目了然的饼图、走势图，当然还少不了颜色循环交替的报表。精致程度不亚于小明同学的学习报告。
准备
鲁迅：身为一名Java程序员，任何时候都不要忘记站在巨人的肩膀上。
通过某歌搜索关键词：java+word+导出，我立马得出了很多成熟的方案，通过横向、纵向比较，再结合本次报告样式比较多、用户可灵活选择不同模块导出的特点，最终，我决定使用Freemarker 动态替换模版数据来导出word文档。至于导出文档的最终格式，有两种选择：
那到底使用doc还是docx格式的文档？
每当人生当中每次面临选择我都很慎重。最终我选择使用docx格式（原因文末会讲），但是为了让大家有更多的选择，满足更多的业务场景，借此机会，小明会分别给大家介绍使用freemarker导出word文档两种格式的方式。
思路
FreeMarker是一个基于Java的模板引擎，最初专注于使用MVC软件架构生成动态网页。但是，它是一个通用的模板引擎，不依赖于servlets或HTTP或HTML，因此它通常还用于生成源代码，配置文件或电子邮件。
此时，我们用它动态生成xml文件，进而导出word文档。
整体流程如下：
准备
- WPS
由金山软件股份有限公司发布，用于办公软件最常用的文字编辑、表格、演示稿等功能。
对，就是这个国产的办公软件。除了它强制登录以外，我也是第一次发现在导出文档这件事上，它如多年好友般友好。（word解析后的xml文件阅读性很强，一般人我不告诉他）
- 开发工具（IDEA、Visual Studio Code等） 你喜欢的，顺手的，就是最好的。
实现
集成Freemarker模版引擎
本次项目使用的框架依旧是Springboot，这个框架在集成各个组件表现都很便捷，不再赘述，这次集成Freemarker也不例外。
- 首先我们在项目中增添依赖
spring-boot-starter-freemarkerpom.xml文件如下所示：
<dependency>
<groupId>org.springframework.bootgroupId>
<artifactId>spring-boot-starter-freemarkerartifactId>
dependency>
- 按照默认约定，我们可以在resources下创建一个templates文件夹（查看FreeMarkerProperties源码可以发现默认目录就是这个），用于存放模版文档。
- application.yml增加配置
spring:
freemarker:
template-loader-path: classpath:/templates
cache: false # 开发环境缓存关闭
suffix: xml
charset: UTF-8
生成doc格式的文档
这里先拿使用freemarker导出doc格式的word文档举例。
- 首先将docxTemplate.docx（调整好样式的模版文档）另存为WORD 2003 XML文档(*.xml)
此处命名为docTemplete.xml，使用编辑工具首次打开时，会发现这个文档里面是压缩的xml，因此我们首先需要格式化一下。
注意：如果你使用的是Visual Studio Code开发工具，一定要检查你所使用的xml格式化插件，是否会优化你的xml标签 。比如：
会变成。使用Visual Studio Code的同学，oh my god ! 小明在这里推荐大家使用这个插件：XML Language Support by Red Hat
- 现在，我们就使用freemarker语法编辑docTemplete.xml，比如使用占位符
${}替换当前文档中的文本，以达到动态生成文本的目的，直接上代码。
public static Configuration getConfiguration(){
//创建配置实例
Configuration configuration = new Configuration(Configuration.VERSION_2_3_28);
//设置编码
configuration.setDefaultEncoding("utf-8");
configuration.setClassForTemplateLoading(WordUtil.class, "/templates");
return configuration;
}
/**
* 生成doc文件
*
* @param ftlFileName 模板ftl文件的名称
* @param params 动态传入的数据参数
* @param outFilePath 生成的最终doc文件的保存完整路径
*/
public void ftlToDoc(String ftlFileName, Map params, String outFilePath) {
try {
/** 加载模板文件 **/
Template template = configuration.getTemplate(ftlFileName);
/** 指定输出word文件的路径 **/
File docFile = new File(outFilePath);
FileOutputStream fos = new FileOutputStream(docFile);
Writer bufferedWriter = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(fos, "utf-8"), 10240);
template.process(params, bufferedWriter);
if (bufferedWriter != null) {
bufferedWriter.close();
}
} catch (TemplateException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
生成docx格式的文档
高能预警！ 在成功使用Freemarker动态导出doc格式的文档之后，相信大家和我的心情一样非常激动。但以上操作只是一个小铺垫，接下来我们来看看如何实现docx格式的文档导出，小明相信一定会让各位看官大跌眼镜！不，大开眼界！首先，告诉大家一个秘密：docx格式的文档其实是一个ZIP格式的压缩文件哦！ 什么？你不信？验证如下：
- windows的小伙伴 将docx文档修改为ZIP格式（修改.docx后缀名为.zip），然后通过解压工具解压。
- MacOS的小伙伴
直接使用
unzip命令解压word文档，解压过后我们会发现该文档其实还有自己的目录结构！
当然，这么多文件我们不必一一知悉，只需关注小明红线标注的文件和目录即可： - document.xml文件用于存放核心数据，文字，表格，图片引用等
- media目录用于存放所有文档的图片
- _rels目录下的document.xml.rels里存放的是配置信息，比如图片引用关系，即在document.xml中引用id对应media中的哪个图片。
- 获取zip里的document.xml文档以及_rels文件夹下的document.xml.rels文档
- 显而易见，如果我们要想根据数据动态导出不同的word文档，只需要：通过freemarker将本次数据填充到document.xml中，并将图片配置信息填充至document.xml.rels文档里，再用文件流把本次图片写入到media目录下替换已经存在的图片，最后把填充过内容的document.xml、document.xml.rels以及media用流的方式写入zip即可输出docx文档！上代码。
好吧，限于篇幅，代码见文末 Github地址
问题及解决方案
当然，大家在第一次尝试去干某一件事时，都不一定是一蹴而就的。就比如在导出word时，就可能会遇到以下问题。
特殊字符
问题：有些文本数据中难免含有特殊字符，如：< > @ ! $ & 等等。
解决方案：这些特殊字符如果不进行转义，就会引起word打不开的现象，比如表格中的超链接的&符号，就需要替换为&，如果你的文档用office打开时提示文件损坏，九成是因为特殊符号引起的，我们可以打开documet.xml定位报错位置；当然还有终极方案，我们可以利用Freemarker的语法直接在模板中使用 处理。比如:
${article.title} ]]>
图片变形
问题：因为echarts生成的图表是响应式的，不同的屏幕大小、分辨率，会造成每次前端传过来的图片宽高比例不一致，如果还直接将图片按照之前的比例放进文档，会造成生成后文档中的图片变形。
思路：首先将文档中的图片设置为原图，然后锁定宽高比，将图片调整到合适大小，解压文档从document.xml，得到此时word中该图片宽高对应的值，如下所示：
要想保证不同像素比例的宽高在文档中不变形，我们需要固定cy的值，然后根据固定比例动态求得当前像素比例图片在word中代表的宽cx的值。计算方法如下所示：公式：
a/b = x/y
其中，a表示图片在word中宽的数值，b代表图片在word中高的数值，x表示前端传过来图片的宽（单位：像素），y表示前端传过来图片的高（单位：像素）。因此，已知b、x、y,根据公式，我们即可求出a；
我就是文末
当然，还有用一些其他注意事项：
- 如果word中的模块比较多的话，使用Freemarker语法要仔细一点；
- 为什么小明最终选择导出docx格式的文档呢？（还不是因为产品经理提的需求嘛）因为doc格式的文档，小明尝试导出后，发现该文档并不是一个合法的doc文档，体现在：不能在手机上（微信、钉钉）正常预览，office提示以xml形式打开等。因此在导出doc文档时，通过Freemaker填充document.xml后得到的并不是一个合法的word文档，查了相关资料，还需要借助第三方工具进行签名，而签名还需要在windows系统下才能完成，但是我们平时用的生产环境都是Linux……因此，考虑再三，再三权衡，最终选择导出docx格式的文档。这种方式再适合不过，而且还能保证在当前主流APP上都能正常预览。
- 敲黑板！导出docx文档最重要的一个思想是将本次数据写入并覆盖模版文件（在商业中，相当于借壳上市），重新输出一个zip格式压缩的文件，这个文件就是我们最终想要的文档。
以上，就是小明本次word导出的前前后后，现在已经在线上平稳运行数十个日夜。如果你也曾经遇到过或者现在正好遇到word文档导出开发的问题，欢迎一起讨论交流。
相关链接
我上传了工具类，包含doc、docx 的导出，以及导出word文档时特殊符号转义，还有图片Base64转换成文件输出的方法。
GitHub地址：https://github.com/WhenCoding/coder-xiaoming/blob/master/src/main/java/com/xm/coder/util/WordUtil.java
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