深入解析 multipart/form-data

一个 HTML 表单中的 enctype 有三种类型

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

默认情况下是 application/x-www-urlencoded，当表单使用 POST 请求时，数据会被以 x-www-urlencoded 方式编码到 Body 中来传送，
而如果 GET 请求，则是附在 url 链接后面来发送。

GET 请求只支持 ASCII 字符集，因此，如果我们要发送更大字符集的内容，我们应使用 POST 请求。

注意

如果要发送大量的二进制数据（non-ASCII），"application/x-www-form-urlencoded" 显然是低效的，因为它需要用 3 个字符来表示一个 non-ASCII 的字符。因此，这种情况下，应该使用 "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

我们在通过 HTTP 向服务器发送 POST 请求提交数据，都是通过 form 表单形式提交的，代码如下：

提交时会向服务器端发出这样的数据（已经去除部分不相关的头信息），数据如下：

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

对于普通的 HTML Form POST请求，它会在头信息里使用 Content-Length 注明内容长度。
请求头信息每行一条，空行之后便是 Body，即“内容”（entity）。内容的格式是在头信息中的 Content-Type 指定的，如上是 application/x-www-form-urlencoded，这意味着消息内容会经过 URL 格式编码，就像在 GET请 求时 URL 里的 QueryString 那样。txt1=hello&txt2=world

multipart/form-data

multipart/form-data 定义在 rfc2388 中，最早的 HTTP POST 是不支持文件上传的，给编程开发带来很多问题。但是在1995年，ietf 出台了 rfc1867，也就是《RFC 1867 -Form-based File Upload in HTML》，用以支持文件上传。所以 Content-Type 的类型扩充了multipart/form-data 用以支持向服务器发送二进制数据。因此，发送 POST 请求时候，表单

属性 enctype 共有二个值可选，这个属性管理的是表单的 MIME 编码：

① application/x-www-form-urlencoded (默认值)
② multipart/form-data

注：form 表单中 enctype 的默认值是 enctype="application/x- www-form-urlencoded".

通过 form 表单提交文件操作如下：

浏览器将会发送以下数据：

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--

从上面的 multipart/form-data 格式发送的请求的样式来看，它包含了多个 Parts，每个 Part 都包含头信息部分，
Part 头信息中必须包含一个 Content-Disposition 头，其他的头信息则为可选项， 比如 Content-Type 等。

Content-Disposition 包含了 type 和 一个名字为 name 的 parameter，type 是 form-data，name 参数的值则为表单控件（也即 field）的名字，如果是文件，那么还有一个 filename 参数，值就是文件名。

比如：

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

上面的 "user" 就是表单中的控件的名字，后面的参数 filename 则是点选的文件名。
对于可选的 Content-Type（如果没有的话），默认就是 text/plain。

注意：

如果文件内容是通过填充表单来获得，那么上传的时候，Content-Type 会被自动设置（识别）成相应的格式，如果没法识别，那么就会被设置成 "application/octet-stream"
如果多个文件被填充成单个表单项，那么它们的请求格式则会是 multipart/mixed。

如果 Part 的内容跟默认的 encoding 方式不同，那么会有一个 "content-transfer-encoding" 头信息来指定。

下面，我们填充两个文件到一个表单项中，行程的请求信息如下：

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

每个部分使用 --boundary 分割开来，最后一行使用 --boundary-- 结尾。

实验

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:

    

    

    

    
Submit

Create files to upload:

echo 'Content of a.txt.' > a.txt
echo '' > 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



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

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

nc -l localhost 8000
curl -F "text=default" -F "[email protected]" -F "[email protected]" localhost:8000

You can do multiple tests with:

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

参考：

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