Spring Boot中Excel处理完全指南：从基础到高级实践

Excel处理基础知识

1.1 为什么需要在应用中处理Excel文件？

在企业应用开发中，Excel文件处理是一个非常常见的需求，主要用于以下场景：

数据导入：允许用户通过Excel上传批量数据到系统
数据导出：将系统数据导出为Excel供用户下载分析
报表生成：生成复杂的报表并格式化为Excel
数据交换：作为不同系统间交换数据的媒介
批量数据处理：处理大量结构化数据

1.2 Java中的Excel处理库介绍

Java中处理Excel文件的主要库有以下几种：

1.2.1 Apache POI

Apache POI是Java中使用最广泛的Excel处理库，提供了全面的API来创建、读取和修改Office文档。

优点：

功能全面，支持Excel所有功能
支持.xls (HSSF - Excel 97-2003)和.xlsx (XSSF - Excel 2007+)格式
社区活跃，文档丰富
支持公式计算、图表、合并单元格等高级功能
缺点：

API相对复杂
处理大文件时内存消耗大（尤其是XSSF）

1.2.2 EasyExcel

EasyExcel是阿里巴巴开源的Excel处理库，基于POI，但做了大量优化。

优点：

内存占用低，使用SAX模式读取，避免OOM
API简单易用，注解驱动
读写速度快
适合处理大型Excel文件
缺点：

功能不如POI全面
灵活性相对较低

1.2.3 JExcel

JExcel是另一个处理Excel的Java库。

优点：

API较简单
速度较快
缺点：

仅支持旧版Excel (.xls)格式
不再积极维护
功能有限

1.2.4 Apache POI SXSSF

SXSSF是POI提供的一种流式处理模式，专为处理大型Excel文件设计。

优点：

大大降低内存占用
适合生成大型Excel文件
缺点：

仅支持写入操作，不支持读取
功能比XSSF受限

1.3 Spring Boot中集成Excel处理

Spring Boot本身不提供Excel处理功能，但可以轻松集成上述各种Excel处理库。本指南将主要介绍：

如何在Spring Boot项目中集成Apache POI和EasyExcel
如何实现Excel导入导出的常见功能
如何处理常见问题和优化性能

Spring Boot中Excel处理完全指南：从基础到高级实践

在数据驱动的现代应用中，Excel处理能力是后端开发的必备技能。本文全面解析Spring Boot中Excel操作的12种核心技术方案。

一、基础方案：Apache POI原生集成

1. 添加依赖

<dependency>
    <groupId>org.apache.poi</groupId>
    <artifactId>poi</artifactId>
    <version>5.2.3</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.apache.poi</groupId>
    <artifactId>poi-ooxml</artifactId>
    <version>5.2.3</version>
</dependency>

2. 基础读写操作

// 写入Excel
public void writeExcel(List<User> users, String filePath) throws IOException {
    try (Workbook workbook = new XSSFWorkbook()) {
        Sheet sheet = workbook.createSheet("用户表");
        
        // 创建表头
        Row headerRow = sheet.createRow(0);
        headerRow.createCell(0).setCellValue("ID");
        headerRow.createCell(1).setCellValue("姓名");
        headerRow.createCell(2).setCellValue("年龄");
        
        // 填充数据
        int rowNum = 1;
        for (User user : users) {
            Row row = sheet.createRow(rowNum++);
            row.createCell(0).setCellValue(user.getId());
            row.createCell(1).setCellValue(user.getName());
            row.createCell(2).setCellValue(user.getAge());
        }
        
        // 自动调整列宽
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            sheet.autoSizeColumn(i);
        }
        
        try (FileOutputStream fos = new FileOutputStream(filePath)) {
            workbook.write(fos);
        }
    }
}

// 读取Excel
public List<User> readExcel(String filePath) throws IOException {
    List<User> users = new ArrayList<>();
    try (Workbook workbook = new XSSFWorkbook(new File(filePath))) {
        Sheet sheet = workbook.getSheetAt(0);
        Iterator<Row> rowIterator = sheet.iterator();
        
        // 跳过表头
        if (rowIterator.hasNext()) rowIterator.next();
        
        while (rowIterator.hasNext()) {
            Row row = rowIterator.next();
            User user = new User();
            user.setId((long) row.getCell(0).getNumericCellValue());
            user.setName(row.getCell(1).getStringCellValue());
            user.setAge((int) row.getCell(2).getNumericCellValue());
            users.add(user);
        }
    }
    return users;
}

二、高效方案：EasyExcel处理百万级数据

1. 添加依赖

<dependency>
    <groupId>com.alibaba</groupId>
    <artifactId>easyexcel</artifactId>
    <version>3.3.2</version>
</dependency>

2. 基于注解的实体映射

@Data
public class UserExcel {
    @ExcelProperty("ID")
    private Long id;
    
    @ExcelProperty("姓名")
    private String name;
    
    @ExcelProperty("年龄")
    private Integer age;
    
    @ExcelProperty(value = "创建时间", converter = LocalDateTimeConverter.class)
    private LocalDateTime createTime;
}

// 自定义日期转换器
public class LocalDateTimeConverter implements Converter<LocalDateTime> {
    @Override
    public LocalDateTime convertToJavaData(ReadCellData<?> cellData) {
        return LocalDateTime.parse(cellData.getStringValue(), 
            DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"));
    }
}

3. 百万数据导出（避免OOM）

@GetMapping("/exportBigData")
public void exportBigData(HttpServletResponse response) {
    response.setContentType("application/vnd.ms-excel");
    response.setCharacterEncoding("utf-8");
    String fileName = URLEncoder.encode("百万用户数据", "UTF-8");
    response.setHeader("Content-disposition", "attachment;filename=" + fileName + ".xlsx");
    
    EasyExcel.write(response.getOutputStream(), UserExcel.class)
        .sheet("用户数据")
        .doWrite(() -> {
            // 分页查询数据（每次查询10000条）
            int page = 0;
            while (true) {
                Pageable pageable = PageRequest.of(page, 10000);
                Page<User> userPage = userRepository.findAll(pageable);
                if (userPage.isEmpty()) break;
                
                // 转换数据
                List<UserExcel> data = userPage.getContent().stream()
                    .map(user -> {
                        UserExcel excel = new UserExcel();
                        BeanUtils.copyProperties(user, excel);
                        return excel;
                    }).collect(Collectors.toList());
                
                page++;
                return data;
            }
            return null;
        });
}

三、Web集成方案：文件上传下载

1. 文件上传解析

@PostMapping("/upload")
public String upload(@RequestParam("file") MultipartFile file) {
    if (file.isEmpty()) {
        return "请选择文件";
    }
    
    try {
        List<User> users = EasyExcel.read(file.getInputStream())
            .head(User.class)
            .sheet()
            .doReadSync();
        
        userRepository.saveAll(users);
        return "导入成功，共处理数据: " + users.size() + "条";
    } catch (IOException e) {
        return "文件处理失败: " + e.getMessage();
    }
}

2. 模板下载

@GetMapping("/downloadTemplate")
public void downloadTemplate(HttpServletResponse response) throws IOException {
    response.setContentType("application/vnd.ms-excel");
    response.setCharacterEncoding("utf-8");
    String fileName = URLEncoder.encode("用户导入模板", "UTF-8");
    response.setHeader("Content-disposition", "attachment;filename=" + fileName + ".xlsx");
    
    // 创建模板数据（带下拉菜单）
    List<String> headers = Arrays.asList("ID", "姓名", "年龄", "部门");
    List<ExcelSelect> selects = Collections.singletonList(
        new ExcelSelect(3, Arrays.asList("研发部", "市场部", "财务部"))
    );
    
    EasyExcel.write(response.getOutputStream())
        .head(headers)
        .registerWriteHandler(new DropDownHandler(selects)) // 添加下拉菜单
        .sheet("模板")
        .doWrite(Collections.emptyList());
}

// 下拉菜单处理器
public class DropDownHandler implements SheetWriteHandler {
    private final List<ExcelSelect> selects;
    
    public DropDownHandler(List<ExcelSelect> selects) {
        this.selects = selects;
    }
    
    @Override
    public void afterSheetCreate(WriteWorkbookContext context) {
        Sheet sheet = context.getWriteSheetHolder().getSheet();
        DataValidationHelper helper = sheet.getDataValidationHelper();
        
        for (ExcelSelect select : selects) {
            // 创建下拉数据源
            String range = "D2:D1048576"; // 示例：D列所有行
            CellRangeAddressList addressList = new CellRangeAddressList(1, 65535, select.getColIndex(), select.getColIndex());
            
            // 设置下拉选项
            DataValidationConstraint constraint = helper.createExplicitListConstraint(
                select.getOptions().toArray(new String[0]));
            DataValidation validation = helper.createValidation(constraint, addressList);
            
            // 应用验证
            sheet.addValidationData(validation);
        }
    }
}

四、高级技巧：动态模板与复杂报表

1. 动态表头生成

public void exportDynamicColumns(HttpServletResponse response, List<String> columns) {
    // 动态构建表头
    List<List<String>> head = new ArrayList<>();
    for (String col : columns) {
        head.add(Collections.singletonList(col));
    }
    
    // 动态数据填充
    List<List<Object>> data = new ArrayList<>();
    for (User user : userRepository.findAll()) {
        List<Object> row = new ArrayList<>();
        for (String col : columns) {
            switch (col) {
                case "ID": row.add(user.getId()); break;
                case "姓名": row.add(user.getName()); break;
                case "部门": row.add(user.getDepartment()); break;
                // 更多字段处理...
            }
        }
        data.add(row);
    }
    
    // 导出
    EasyExcel.write(response.getOutputStream())
        .head(head)
        .sheet("动态报表")
        .doWrite(data);
}

2. 复杂报表合并单元格

public void exportComplexReport() {
    String fileName = "复杂报表.xlsx";
    try (ExcelWriter excelWriter = EasyExcel.write(fileName).build()) {
        WriteSheet writeSheet = EasyExcel.writerSheet("部门统计").build();
        
        // 设置合并策略
        excelWriter.registerWriteHandler(new CellMergeStrategy(
            Arrays.asList(
                new MergeRange(0, 0, 0, 3), // 第一行合并4列
                new MergeRange(1, 1, 0, 0),  // 第二行第一列
                new MergeRange(1, 1, 1, 3)   // 第二行后三列合并
            )
        ));
        
        // 构建表头
        List<List<String>> head = Arrays.asList(
            Collections.singletonList("公司年度报表"),
            Arrays.asList("部门", "Q1", "Q2", "Q3", "Q4")
        );
        
        // 填充数据
        List<List<Object>> data = new ArrayList<>();
        data.add(Arrays.asList("研发部", 150, 180, 200, 220));
        data.add(Arrays.asList("市场部", 120, 150, 180, 210));
        
        excelWriter.write(head, writeSheet);
        excelWriter.write(data, writeSheet);
    }
}

// 自定义合并策略
public class CellMergeStrategy implements RowWriteHandler {
    private final List<MergeRange> mergeRanges;
    
    @Override
    public void afterRowDispose(WriteSheetContext context) {
        Sheet sheet = context.getWriteSheetHolder().getSheet();
        for (MergeRange range : mergeRanges) {
            sheet.addMergedRegion(new CellRangeAddress(
                range.getFirstRow(), range.getLastRow(),
                range.getFirstCol(), range.getLastCol()
            ));
        }
    }
}

五、性能优化与问题解决方案

1. 内存溢出解决方案

// 使用SXSSFWorkbook处理大数据
try (Workbook workbook = new SXSSFWorkbook(100)) { // 保持100行在内存中
    Sheet sheet = workbook.createSheet();
    
    // 写入数据
    for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
        Row row = sheet.createRow(i);
        // 填充单元格...
        
        // 定期刷新磁盘
        if (i % 1000 == 0) {
            ((SXSSFSheet) sheet).flushRows(100);
        }
    }
}

2. 常见问题处理方案

3. Excel操作最佳实践

1. 读写分离原则：

   • 读操作：使用EasyExcel的监听器模式（ReadListener）
   • 写操作：大数据用分页写入，小数据用全量写入

2. 资源管理三要素：

   try (Workbook workbook = ...;
        InputStream is = ...) {
       // 操作逻辑
   } // 自动关闭资源
   

3. 样式复用技巧：

   private CellStyle createHeaderStyle(Workbook workbook) {
       CellStyle style = workbook.createCellStyle();
       Font font = workbook.createFont();
       font.setBold(true);
       style.setFont(font);
       style.setFillForegroundColor(IndexedColors.GREY_25_PERCENT.getIndex());
       style.setFillPattern(FillPatternType.SOLID_FOREGROUND);
       return style;
   }
   

六、扩展方案：集成第三方库

1. JExcelAPI（适合.xls格式）

<dependency>
    <groupId>net.sourceforge.jexcelapi</groupId>
    <artifactId>jxl</artifactId>
    <version>2.6.12</version>
</dependency>

2. Apache POI + JXLS模板引擎

<dependency>
    <groupId>org.jxls</groupId>
    <artifactId>jxls-poi</artifactId>
    <version>2.12.0</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.jxls</groupId>
    <artifactId>jxls-jexcel</artifactId>
    <version>1.0.9</version>
</dependency>

模板示例（template.xlsx）：

| 姓名 | 年龄 | 部门     |
|------|------|----------|
| ${u.name} | ${u.age} | ${u.department} |

Java代码：

public void exportWithTemplate(HttpServletResponse response) throws IOException {
    try (InputStream is = getClass().getResourceAsStream("/template.xlsx");
         OutputStream os = response.getOutputStream()) {
         
        Context context = new Context();
        context.putVar("users", userRepository.findAll());
        
        JxlsHelper.getInstance()
            .processTemplate(is, os, context);
    }
}

最佳实践总结：对于中小数据量（<10万行）推荐使用EasyExcel+注解方案；大数据场景采用POI的SXSSF模式；需要复杂报表时选择JXLS模板引擎。始终记住：在Spring Boot中处理Excel，资源关闭和内存管理是成败关键！

扩展学习：

• POI官方文档
• EasyExcel GitHub
• JXLS模板语法