ในการพัฒนา Java มักพบกรณีที่ต้องตรวจสอบประเภทไฟล์ เช่น ในฟังก์ชันอัปโหลดไฟล์ จำเป็นต้องตรวจสอบว่าไฟล์ที่ผู้ใช้อัปโหลดเป็นประเภทที่กำหนดหรือไม่ บทความนี้จะแนะนำวิธีใช้ Java เพื่อระบุประเภทไฟล์อย่างละเอียด。

หนึ่ง、ใช้ส่วนขยายของชื่อไฟล์เพื่อระบุประเภทไฟล์

วิธีระบุประเภทไฟล์ที่พบบ่อยที่สุดคือพิจารณาจากนามสกุลไฟล์ ไฟล์ส่วนใหญ่ในระบบปฏิบัติการมีนามสกุลเฉพาะ เช่น นามสกุลของไฟล์ข้อความโดยทั่วไปคือ.txt，นามสกุลไฟล์รูปภาพโดยทั่วไปคือ.jpgหรือ.pngเป็นต้น。

การดึงนามสกุลไฟล์ด้วยโปรแกรม Java ทำได้ง่ายมาก เพียงใช้Stringของคลาสsubstringเมธอดก็เพียงพอแล้ว โค้ดมีดังนี้：

public static String getFileExtension(File file) {
    String fileName = file.getName();
    if (fileName.lastIndexOf(".") != -1 && fileName.lastIndexOf(".") != 0) {
        return fileName.substring(fileName.lastIndexOf(".") + 1);
    } else {
        return "";
    }
}

เมธอดนี้รับหนึ่งFileออบเจ็กต์เป็นพารามิเตอร์ แล้วใช้lastIndexOfใช้เมธอดหาตำแหน่งจุดตัวสุดท้ายในชื่อไฟล์ ซึ่งก็คือตำแหน่งเริ่มต้นของนามสกุลไฟล์ แล้วจึงใช้substringเมธอดรับสตริงนามสกุลไฟล์และส่งกลับ หากไฟล์ไม่มีนามสกุล จะส่งกลับสตริงว่าง

สามารถใช้โค้ดต่อไปนี้ทดสอบเมธอดนี้ได้：

File file = new File("C:/path/to/file.txt");
String extension = getFileExtension(file);
System.out.println(extension);

ผลการทำงานคือ：

txt

การใช้วิธีนี้ตรวจสอบประเภทไฟล์มีข้อดีดังต่อไปนี้：

• ใช้งานง่าย และเขียนโค้ดได้กระชับ。

• ใช้ได้ผลกับไฟล์ส่วนใหญ่ เพราะไฟล์ส่วนใหญ่มีนามสกุลไฟล์。

อย่างไรก็ตาม วิธีนี้ก็มีข้อเสียบางประการเช่นกัน：

• นามสกุลไฟล์อาจถูกเปลี่ยน ทำให้ผลการตรวจสอบผิดพลาด

• ไฟล์บางไฟล์ไม่มีนามสกุล เช่น ไฟล์ปฏิบัติการที่ไม่มีนามสกุลไฟล์。

เพื่อระบุประเภทไฟล์ให้แม่นยำยิ่งขึ้น เราสามารถใช้เลขแมจิกของไฟล์ประกอบการพิจารณาได้。

สอง、ใช้เลขมหัศจรรย์ของไฟล์ระบุชนิดไฟล์

เลขมหัศจรรย์ของไฟล์คือไบต์เฉพาะบางตัวในช่วงไม่กี่ไบต์แรกของไฟล์ ซึ่งใช้ระบุประเภทไฟล์ การตรวจจับเลขมหัศจรรย์ของไฟล์ช่วยให้เราระบุประเภทไฟล์ได้อย่างแม่นยำ โดยไม่ถูกรบกวนจากนามสกุลไฟล์

ใน Java สามารถอ่านข้อมูลไบนารีของไฟล์เพื่อรับค่า magic number ของไฟล์ได้

2.1 อ่านข้อมูลไบนารีของไฟล์

เราสามารถใช้FileInputStreamคลาสเพื่ออ่านข้อมูลไบนารีของไฟล์ เมธอดต่อไปนี้จะคืนค่าอาร์เรย์ไบต์ที่มีข้อมูลไบนารีของไฟล์：

public static byte[] readFileToByteArray(File file) throws IOException {
    FileInputStream fis = null;
    try {
        fis = new FileInputStream(file);
        byte[] data = new byte[(int)file.length()];
        fis.read(data);
        return data;
    } finally {
        if (fis != null) {
            fis.close();
        }
    }
 }

วิธีการข้างต้นใช้FileInputStreamเพื่อเปิดไฟล์ อ่านข้อมูล และจัดเก็บข้อมูลลงในอาร์เรย์ไบต์ โปรดทราบว่าเมื่ออ่านไฟล์เสร็จแล้ว ต้องเรียกcloseเมธอดปิดสตรีมไฟล์ เพื่อคืนทรัพยากรให้ระบบ

2.2 ใช้เมจิกนัมเบอร์ของไฟล์ระบุชนิดไฟล์

เมื่อมีข้อมูลไบนารีของไฟล์แล้ว เราก็สามารถระบุชนิดไฟล์ได้ ไฟล์แต่ละชนิดมีเลขมหัศจรรย์เฉพาะ ซึ่งใช้ระบุชนิดของไฟล์ได้ ต่อไปนี้คือเลขมหัศจรรย์ของไฟล์บางชนิดที่พบบ่อยและวิธีตรวจสอบที่สอดคล้องกัน：

• ค่าเมจิกนัมเบอร์ของไฟล์ข้อความ（.txt）คือEF BB BF（ไฟล์ที่เข้ารหัส UTF-8 มีลำดับไบต์นี้อยู่ที่ต้นไฟล์），สามารถตรวจสอบได้ด้วยวิธีต่อไปนี้：

  public static boolean isTextFile(byte[] data) {
    if (data.length >= 3 && data[0] == -17 && data[1] == -69 && data[2] == -65) {
        return true;
    }
    return false;
  }

  
  

• เมจิกนัมเบอร์ของภาพ JPEG（.jpg）คือFF D8 FF，สามารถใช้วิธีต่อไปนี้เพื่อตรวจสอบได้：

  public static boolean isJPEGFile(byte[] data) {
    if (data.length >= 3 && data[0] == -1 && data[1] == -40 && data[2] == -1) {
        return true;
    }
    return false;
   }

  
  

• เลขมหัศจรรย์ของภาพ PNG（.png）คือ89 50 4E 47 0D 0A 1A 0A，สามารถใช้วิธีต่อไปนี้เพื่อตรวจสอบได้：

  public static boolean isPNGFile(byte[] data) {
    if (data.length >= 8 && data[0] == -119 && data[1] == 80 && data[2] == 78 && data[3] == 71 &&
        data[4] == 13 && data[5] == 10 && data[6] == 26 && data[7] == 10) {
        return true;
    }
    return false;
  }

  
  

สามารถเพิ่มประเภทไฟล์และวิธีตรวจสอบ magic number ที่สอดคล้องกันได้ตามความต้องการ。

2.3 ตัวอย่างฉบับสมบูรณ์

ต่อไปนี้คือตัวอย่างฉบับสมบูรณ์ที่แสดงวิธีใช้แมจิกนัมเบอร์ของไฟล์เพื่อตรวจสอบประเภทไฟล์：

import java.io.File;import java.io.FileInputStream;import java.io.IOException;public class FileTypeChecker {
    public static void main(String[] args) {
        File file = new File("C:/path/to/file.jpg");
        try {
            byte[] data = readFileToByteArray(file);
            if (isJPEGFile(data)) {
                System.out.println("This is a JPEG file.");
            } else if (isPNGFile(data)) {
                System.out.println("This is a PNG file.");
            } else if (isTextFile(data)) {
                System.out.println("This is a text file.");
            } else {
                System.out.println("Unknown file type.");
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static byte[] readFileToByteArray(File file) throws IOException {
        FileInputStream fis = null;
        try {
            fis = new FileInputStream(file);
            byte[] data = new byte[(int)file.length()];
            fis.read(data);
            return data;
        } finally {
            if (fis != null) {
                fis.close();
            }
        }
    }

    public static boolean isTextFile(byte[] data) {
        if (data.length >= 3 && data[0] == -17 && data[1] == -69 && data[2] == -65) {
            return true;
        }
        return false;
    }

    public static boolean isJPEGFile(byte[] data) {
        if (data.length >= 3 && data[0] == -1 && data[1] == -40 && data[2] == -1) {
            return true;
        }
        return false;
    }

    public static boolean isPNGFile(byte[] data) {
        if (data.length >= 8 && data[0] == -119 && data[1] == 80 && data[2] == 78 && data[3] == 71 &&
            data[4] == 13 && data[5] == 10 && data[6] == 26 && data[7] == 10) {
            return true;
        }
        return false;
    }
 }

โค้ดตัวอย่างข้างต้นจะระบุประเภทไฟล์จากเลขมหัศจรรย์ของไฟล์ และแสดงผลลัพธ์ที่สอดคล้องกัน

สาม、ใช้ไลบรารีของบุคคลที่สามระบุประเภทไฟล์

นอกจากวิธีข้างต้นแล้ว ยังใช้ไลบรารีของบุคคลที่สามเพื่อตรวจสอบชนิดไฟล์ได้ด้วย ใน Java มีไลบรารีโอเพนซอร์สของบุคคลที่สามบางตัวที่ช่วยให้เราระบุชนิดไฟล์ได้สะดวกขึ้น

3.1 Tika

Tika เป็นโครงการหนึ่งของ Apache Software Foundation ซึ่งให้บริการไลบรารี Java แบบโอเพนซอร์สสำหรับแยกวิเคราะห์ไฟล์หลากหลายรูปแบบ รวมถึงข้อความ ภาพ เสียง วิดีโอ เป็นต้น การใช้ Tika สามารถดึงเมทาดาทาของไฟล์ รวมถึงประเภทไฟล์ได้

ก่อนอื่น ต้องเพิ่มไลบรารี Tika เป็นส่วนที่โครงการพึ่งพา หากใช้ Maven สร้างโครงการ สามารถเพิ่มได้ใน pom.xml เพิ่มดีเพนเดนซีต่อไปนี้ลงในไฟล์：

<dependency>
    <groupId>org.apache.tika</groupId>
    <artifactId>tika-core</artifactId>
    <version>1.27</version>
</dependency>

จากนั้น สามารถใช้โค้ดต่อไปนี้เพื่อหาประเภทของไฟล์：

import org.apache.tika.Tika;
public class FileTypeChecker {
    public static void main(String[] args) {
        Tika tika = new Tika();
        try {
            File file = new File("C:/path/to/file.jpg");
            String fileType = tika.detect(file);
            System.out.println("File type: " + fileType);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

เมื่อรันโค้ดข้างต้น ระบบจะแสดงประเภทของไฟล์

Tika ใช้วิธีต่าง ๆ ในการระบุชนิดไฟล์ รวมถึงนามสกุลไฟล์ ค่าแมจิกนัมเบอร์ เป็นต้น นอกจากนี้ยังรองรับตัวตรวจจับที่กำหนดเอง จึงเพิ่มกฎการระบุชนิดไฟล์ตามต้องการได้。

3.2 FileTypeDetector

Java มี API มาตรฐานสำหรับตรวจสอบประเภทไฟล์ นั่นคือ FileTypeDetectorอินเทอร์เฟซและProbeContentTypeคลาส。เมื่อใช้อินเทอร์เฟซนี้ จะสามารถกำหนดตัวตรวจจับชนิดไฟล์ขึ้นเองได้。

ต่อไปนี้คือตัวอย่างตัวตรวจจับชนิดไฟล์ที่กำหนดเอง：

import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Path;
import java.nio.file.spi.FileTypeDetector;

public class CustomFileTypeDetector extends FileTypeDetector {
    @Override
    public String probeContentType(Path path) throws IOException {
        String extension = getFileExtension(path.toFile());
        if ("txt".equals(extension)) {
            return "text/plain";
        } else if ("jpg".equals(extension) || "jpeg".equals(extension)) {
            return "image/jpeg";
        } else if ("png".equals(extension)) {
            return "image/png";
        } else {
            return null;
        }
    }

    private String getFileExtension(File file) {
        String fileName = file.getName();
        if (fileName.lastIndexOf(".") != -1 && fileName.lastIndexOf(".") != 0) {
            return fileName.substring(fileName.lastIndexOf(".") + 1);
        } else {
            return "";
        }
    }
  }

ในตัวอย่างนี้ เราพิจารณาประเภทไฟล์จากนามสกุลไฟล์ แล้วส่งกลับประเภท MIME ที่สอดคล้องกัน。

หากต้องการใช้ตัวตรวจจับประเภทไฟล์ที่กำหนดเอง โปรดเพิ่มโค้ดต่อไปนี้ที่จุดเริ่มต้นของโปรแกรม：

File file = new File("C:/path/to/file.jpg");
Path path = file.toPath();
String fileType = Files.probeContentType(path);
System.out.println("File type: " + fileType);

เมื่อรันโค้ดข้างต้น ระบบจะแสดงประเภทของไฟล์

โปรดทราบว่า สำหรับไฟล์บางประเภทที่มีลักษณะพิเศษ เช่น ไฟล์ปฏิบัติการที่ไม่มีนามสกุล วิธีที่อาศัยนามสกุลไฟล์เช่นนี้อาจไม่แม่นยำเพียงพอ จึงแนะนำให้ใช้วิธีที่อาศัยค่าแมจิกนัมเบอร์ของไฟล์ซึ่งได้อธิบายไปก่อนหน้านี้มากกว่า

สี่、สรุป

บทความนี้แนะนำวิธีหลายแบบในการระบุประเภทไฟล์ใน Java สามารถระบุประเภทไฟล์จากนามสกุลไฟล์ หรือจากเลขมหัศจรรย์ของไฟล์ก็ได้ การใช้ไลบรารีของบุคคลที่สาม เช่น Tika ช่วยให้ระบุประเภทไฟล์ได้สะดวกยิ่งขึ้น สำหรับไฟล์ประเภทพิเศษ สามารถสร้างตัวตรวจจับประเภทไฟล์ขึ้นเองเพื่อระบุได้อย่างแม่นยำ

การเลือกวิธีที่เหมาะสมเพื่อระบุชนิดไฟล์ขึ้นอยู่กับสถานการณ์ใช้งานและความต้องการเฉพาะ ในการพัฒนาจริง ให้เลือกวิธีตรวจสอบที่เหมาะสมที่สุดตามลักษณะของไฟล์และความต้องการ พร้อมคำนึงถึงความสามารถในการขยายและความเข้ากันได้。