一、技术架构设计

在线文档浏览系统的核心在于实现文档的云端存储、格式解析与动态渲染。系统采用分层架构设计：

前端展示层：基于HTML5 Canvas或PDF.js实现文档分页渲染，支持缩放、翻页等交互
服务控制层：Spring Boot框架构建RESTful API，处理文档上传、转换、分页请求
文档处理层：Apache POI处理Office文档，iText处理PDF，结合自定义解析器处理特殊格式
存储层：MinIO对象存储保存原始文件，Redis缓存分页数据提升访问性能

示例配置：

// Spring Boot基础配置
@Configuration
public class AppConfig {
    @Bean
    public DocumentConverter documentConverter() {
        return new CompositeConverter(
            new OfficeConverter(),
            new PdfConverter()
        );
    }
    @Bean
    public StorageService storageService() {
        return new MinioStorageService("http://minio:9000", "access-key", "secret-key");
    }
}

二、文档解析与转换实现

1. Office文档处理

使用Apache POI实现docx/xlsx解析：

public class OfficeConverter {
    public PageData convert(MultipartFile file, int pageNum) throws IOException {
        XWPFDocument doc = new XWPFDocument(file.getInputStream());
        List<XWPFParagraph> paras = doc.getParagraphs();
        // 分页逻辑：按段落高度计算分页
        int currentHeight = 0;
        List<String> pageContent = new ArrayList<>();
        for (XWPFParagraph para : paras) {
            float paraHeight = calculateHeight(para);
            if (currentHeight + paraHeight > PageConfig.HEIGHT) {
                if (!pageContent.isEmpty()) break; // 简单分页示例
            }
            pageContent.add(para.getText());
            currentHeight += paraHeight;
        }
        return new PageData(pageNum, String.join("\n", pageContent));
    }
    private float calculateHeight(XWPFParagraph para) {
        // 实际实现需考虑字体、字号等样式因素
        return para.getRuns().stream()
            .mapToDouble(r -> r.getFont().getFontSize() * 0.35) // 估算高度
            .sum();
    }
}

2. PDF文档处理

结合iText与PDFBox实现精确渲染：

public class PdfConverter {
    public PageData convert(byte[] pdfData, int pageNum) throws IOException {
        PDDocument document = PDDocument.load(pdfData);
        PDPage page = document.getPage(pageNum - 1);
        PDFRenderer renderer = new PDFRenderer(document);
        BufferedImage image = renderer.renderImage(pageNum - 1, 1.0f);
        // 转换为Base64供前端显示
        ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
        ImageIO.write(image, "png", baos);
        return new PageData(pageNum, "data:image/png;base64," + Base64.encode(baos.toByteArray()));
    }
}

三、核心功能实现

1. 动态分页加载

采用”按需加载”策略优化性能：

@RestController
@RequestMapping("/api/document")
public class DocumentController {
    @Autowired
    private DocumentService documentService;
    @GetMapping("/{docId}/page/{pageNum}")
    public ResponseEntity<PageData> getPage(
            @PathVariable String docId,
            @PathVariable int pageNum,
            @RequestParam(defaultValue = "10") int pageSize) {
        // 从缓存获取或实时解析
        PageData pageData = documentService.getPage(docId, pageNum);
        return ResponseEntity.ok(pageData);
    }
}

2. 多格式支持方案

通过策略模式实现格式适配：

public interface DocumentParser {
    boolean supports(String format);
    PageData parse(InputStream stream, int pageNum);
}
@Service
public class ParserFactory {
    private final Map<String, DocumentParser> parsers = new HashMap<>();
    @Autowired
    public ParserFactory(List<DocumentParser> parserList) {
        parserList.forEach(p -> {
            for (String fmt : p.supportedFormats()) {
                parsers.put(fmt, p);
            }
        });
    }
    public DocumentParser getParser(String format) {
        return parsers.getOrDefault(format.toLowerCase(), new DefaultParser());
    }
}

四、性能优化策略

1. 缓存机制设计

@Configuration
public class CacheConfig {
    @Bean
    public CacheManager cacheManager() {
        RedisCacheConfiguration config = RedisCacheConfiguration.defaultCacheConfig()
            .entryTtl(Duration.ofMinutes(30))
            .disableCachingNullValues();
        return RedisCacheManager.builder(RedisConnectionFactory)
            .cacheDefaults(config)
            .withInitialCacheConfigurations(Map.of(
                "documentPages", RedisCacheConfiguration.defaultCacheConfig()
                    .entryTtl(Duration.ofMinutes(5))
            )).build();
    }
}

2. 异步处理方案

使用Spring的@Async实现耗时操作异步化：

@Service
public class AsyncDocumentService {
    @Async
    public CompletableFuture<DocumentPreview> generatePreview(MultipartFile file) {
        // 异步生成文档缩略图
        return CompletableFuture.completedFuture(new DocumentPreview(...));
    }
}

五、安全控制实现

1. 权限验证

@PreAuthorize("hasRole('USER') && @documentPermission.hasAccess(principal, #docId)")
@GetMapping("/{docId}")
public DocumentMeta getDocument(@PathVariable String docId) {
    // 返回文档元数据
}
@Component
public class DocumentPermissionEvaluator {
    public boolean hasAccess(User user, String docId) {
        // 实现基于数据库的权限检查
        return documentRepository.existsByIdAndOwner(docId, user.getId())
            || documentRepository.existsByIdAndSharedWith(docId, user.getId());
    }
}

2. 防盗链机制

@Configuration
public class SecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {
    @Override
    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
        http
            .authorizeRequests()
                .antMatchers("/api/document/**").authenticated()
            .and()
            .addFilterAfter(new RefererFilter(), OncePerRequestFilter.class);
    }
}
public class RefererFilter extends OncePerRequestFilter {
    @Override
    protected void doFilterInternal(HttpServletRequest request, 
            HttpServletResponse response, FilterChain chain) {
        String referer = request.getHeader("Referer");
        if (referer == null || !referer.contains(allowedDomain)) {
            response.sendError(HttpStatus.FORBIDDEN.value());
            return;
        }
        chain.doFilter(request, response);
    }
}

六、部署与扩展方案

容器化部署：Dockerfile示例

FROM openjdk:11-jre-slim
WORKDIR /app
COPY target/document-viewer.jar app.jar
EXPOSE 8080
CMD ["java", "-jar", "app.jar"]

水平扩展策略：

使用Nginx实现负载均衡
文档处理服务无状态化设计
Redis集群存储会话数据

监控方案：

# Prometheus监控配置
management:
metrics:
 export:
   prometheus:
     enabled: true
endpoint:
 metrics:
   enabled: true
 prometheus:
   enabled: true

七、实践建议

渐进式实现：先支持PDF/图片格式，再扩展Office文档
错误处理：实现优雅的降级方案，如格式不支持时返回原始文件下载
测试策略：
- 使用Testcontainers进行集成测试
- 编写性能测试脚本验证分页加载速度
- 实现混沌工程测试系统容错能力
扩展方向：
- 添加文档协作编辑功能
- 实现OCR文字识别
- 增加AI摘要生成模块

本方案通过Java生态工具链实现了文档在线浏览的核心功能，开发者可根据实际需求调整技术选型和实现细节。实际部署时建议先进行小规模测试，逐步优化性能瓶颈点。

Java模拟实现百度文档在线浏览：从架构设计到核心功能实现