【实战】JavaScript 如何检测文件的类型？

在日常工作中，文件上传是一个很常见的功能。在某些情况下，我们希望能限制文件上传的类型，比如限制只能上传 PNG 格式的图片。针对这个问题，我们会想到通过 input 元素的 accept 属性来限制上传的文件类型：

<input type="file" id="inputFile" accept="image/png" />

这种方案虽然可以满足大多数场景，但如果用户把 JPEG 格式的图片后缀名更改为 .png 的话，就可以成功突破这个限制。那么应该如何解决这个问题呢？其实我们可以通过读取文件的二进制数据来识别正确的文件类型。在介绍具体的实现方案前，阿宝哥先以图片类型的文件为例，来介绍一下相关的知识。

一、如何查看图片的二进制数据

要查看图片对应的二进制数据，我们可以借助一些现成的编辑器，比如 Windows 平台下的 WinHex 或 macOS 平台下的 Synalyze It! Pro 十六进制编辑器。这里我们使用 Synalyze It! Pro 这个编辑器，以十六进制的形式来查看阿宝哥头像对应的二进制数据。

二、如何区分图片的类型

计算机并不是通过图片的后缀名来区分不同的图片类型，而是通过 “魔数”（Magic Number）来区分。 对于某一些类型的文件，起始的几个字节内容都是固定的，根据这几个字节的内容就可以判断文件的类型。

常见图片类型对应的魔数如下表所示：

同样使用 Synalyze It! Pro 这个编辑器，来验证一下阿宝哥的头像（abao.png）的类型是否正确：

由上图可知，PNG 类型的图片前 8 个字节是 0x89 50 4E 47 0D 0A 1A 0A。当你把 abao.png 文件修改为 abao.jpeg 后，再用编辑器打开查看图片的二进制内容，你会发现文件的前 8 个字节还是保持不变。但如果使用 input[type="file"] 输入框的方式来读取文件信息的话，将会输出以下结果：

很明显通过 文件后缀名或文件的 MIME 类型 并不能识别出正确的文件类型。接下来，阿宝哥将介绍在上传图片时，如何通过读取图片的二进制信息来确保正确的图片类型。

三、如何检测图片的类型

3.1 定义 readBuffer 函数

在获取文件对象后，我们可以通过 FileReader API 来读取文件的内容。因为我们并不需要读取文件的完整信息，所以阿宝哥封装了一个 readBuffer 函数，用于读取文件中指定范围的二进制数据。

function readBuffer(file, start = 0, end = 2) {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    const reader = new FileReader();
    reader.onload = () => {
      resolve(reader.result);
    };
    reader.onerror = reject;
    reader.readAsArrayBuffer(file.slice(start, end));
  });
}

对于 PNG 类型的图片来说，该文件的前 8 个字节是 0x89 50 4E 47 0D 0A 1A 0A。因此，我们在检测已选择的文件是否为 PNG 类型的图片时，只需要读取前 8 个字节的数据，并逐一判断每个字节的内容是否一致。

3.2 定义 check 函数

为了实现逐字节比对并能够更好地实现复用，阿宝哥定义了一个 check 函数：

function check(headers) {
  return (buffers, options = { offset: 0 }) =>
    headers.every(
      (header, index) => header === buffers[options.offset + index]
    );
}

3.3 检测 PNG 图片类型

基于前面定义的 readBuffer 和 check 函数，我们就可以实现检测 PNG 图片的功能：

3.3.1 html 代码

<div>
   选择文件：<input type="file" id="inputFile" accept="image/*"
              onchange="handleChange(event)" />
   <p id="realFileType"></p>
</div>

3.3.2 JS 代码

const isPNG = check([0x89, 0x50, 0x4e, 0x47, 0x0d, 0x0a, 0x1a, 0x0a]); // PNG图片对应的魔数
const realFileElement = document.querySelector("#realFileType");

async function handleChange(event) {
  const file = event.target.files[0];
  const buffers = await readBuffer(file, 0, 8);
  const uint8Array = new Uint8Array(buffers);
  realFileElement.innerText = `${file.name}文件的类型是：${
    isPNG(uint8Array) ? "image/png" : file.type
  }`;
}

以上示例成功运行后，对应的检测结果如下图所示：

由上图可知，我们已经可以成功地检测出正确的图片格式。如果你要检测 JPEG 文件格式的话，你只需要定义一个 isJPEG 函数：

const isJPEG = check([0xff, 0xd8, 0xff])

然而，如果你要检测其他类型的文件，比如 PDF 文件的话，应该如何处理呢？这里我们先使用 Synalyze It! Pro 编辑器来浏览一下 PDF 文件的二进制内容：

观察上图可知，PDF 文件的头 4 个字节的是 0x25 50 44 46，对应的字符串是 %PDF。为了让用户能更直观地辨别出检测的类型，阿宝哥定义了一个 stringToBytes 函数：

function stringToBytes(string) {
  return [...string].map((character) => character.charCodeAt(0));
}

基于 stringToBytes 函数，我们就可以很容易的定义一个 isPDF 函数，具体如下所示：

const isPDF = check(stringToBytes("%PDF"));

有了 isPDF 函数，你就实现 PDF 文件检测的功能了。但在实际工作中，遇到的文件类型是多种多样的，针对这种情形，你可以使用现成的第三库来实现文件检测的功能，比如 file-type 这个库。

其实基于文件的二进制数据，除了可以检测文件的类型之外，我们还可以读取文件相关的元信息，比如图片的尺寸、位深度、色彩类型和压缩算法等，我们继续以阿宝哥的头像（abao.png）为例，来看一下实际的情况：

好的，在前端如何检测文件类型就介绍到这里。在实际项目中，对于文件上传的场景，出于安全考虑，建议小伙伴们在开发过程中，都限制一下文件上传的类型。对于更严格的场景来说，就可以考虑使用阿宝哥介绍的方法来做文件类型的校验。此外，如果你对前端如何处理二进制数据感兴趣可以阅读 玩转前端二进制。

四、参考资源

• 玩转前端二进制
• MDN - FileReader