在Java中通过POI组件读取Excel大文件

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一、问题背景

在Java中读取Excel可以通过POI组件。POI提供了跨平台的能力,在linux环境下可以对excel文件做操作;如果是采用COM接口则必须要在window下,而且需要安装office软件。

POI提供UserModel和事件驱动两种方式读取excel。UserModel方式操作简洁,但是内存消耗大,稍微大一点的excel读取就会报内存溢出。

下面讲的是如果通过事件驱动的方式读取excel。代码经测试读取10万行记录的excel在10秒左右。

二、环境准备

需要导入如下Jar包依赖:
这里写图片描述

三、样例代码

1、从DefaultHandler派生事件处理类ExcelAbstract

package com.elon.excel;

import java.io.InputStream;
import java.sql.SQLException;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

import org.apache.poi.xssf.eventusermodel.XSSFReader;
import org.apache.poi.xssf.model.SharedStringsTable;
import org.apache.poi.xssf.usermodel.XSSFRichTextString;
import org.apache.poi.openxml4j.opc.OPCPackage;
import org.xml.sax.Attributes;
import org.xml.sax.InputSource;
import org.xml.sax.SAXException;
import org.xml.sax.XMLReader;
import org.xml.sax.helpers.DefaultHandler;
import org.xml.sax.helpers.XMLReaderFactory;

/**
 * POI事件驱动读取Excel文件的抽象类。
 * 
 * @author elon
 * @version 2018年7月7日
 */
public abstract class ExcelAbstract extends DefaultHandler {
    private SharedStringsTable sst;
    private String lastContents;
    private boolean nextIsString;

    private int curRow = 0;
    private String curCellName = "";

    /**
     * 读取当前行的数据。key是单元格名称如A1,value是单元格中的值。如果单元格式空,则没有数据。
     */
    private Map<String, String> rowValueMap = new HashMap<>();

    /**
     * 处理单行数据的回调方法。
     * 
     * @param curRow 当前行号
     * @param rowValueMap 当前行的值
     * @throws SQLException
     */
    public abstract void optRows(int curRow, Map<String, String> rowValueMap);

    /**
     * 读取Excel指定sheet页的数据。
     * 
     * @param filePath 文件路径
     * @param sheetNum sheet页编号.从1开始。
     * @throws Exception
     */
    public void readOneSheet(String filePath, int sheetNum) throws Exception {
        OPCPackage pkg = OPCPackage.open(filePath);
        XSSFReader r = new XSSFReader(pkg);
        SharedStringsTable sst = r.getSharedStringsTable();

        XMLReader parser = getSheetParser(sst);

        // 根据 rId# 或 rSheet# 查找sheet
        InputStream sheet2 = r.getSheet("rId" + sheetNum);
        InputSource sheetSource = new InputSource(sheet2);
        parser.parse(sheetSource);
        sheet2.close();
    }

    @Override
    public void startElement(String uri, String localName, String name, Attributes attributes) throws SAXException {
        // c => 单元格
        if (name.equals("c")) {

            // 如果下一个元素是 SST 的索引,则将nextIsString标记为true
            String cellType = attributes.getValue("t");
            if (cellType != null && cellType.equals("s")) {
                nextIsString = true;
            } else {
                nextIsString = false;
            }
        }

        // 置空
        lastContents = "";

        /**
         * 记录当前读取单元格的名称
         */
        String cellName = attributes.getValue("r");
        if (cellName != null && !cellName.isEmpty()) {
            curCellName = cellName;
        }
    }

    @Override
    public void endElement(String uri, String localName, String name) throws SAXException {
        // 根据SST的索引值的到单元格的真正要存储的字符串
        // 这时characters()方法可能会被调用多次
        if (nextIsString) {
            try {
                int idx = Integer.parseInt(lastContents);
                lastContents = new XSSFRichTextString(sst.getEntryAt(idx)).toString();
            } catch (Exception e) {

            }
        }

        // v => 单元格的值,如果单元格是字符串则v标签的值为该字符串在SST中的索引
        // 将单元格内容加入rowlist中,在这之前先去掉字符串前后的空白符
        if (name.equals("v")) {
            String value = lastContents.trim();
            value = value.equals("") ? " " : value;
            rowValueMap.put(curCellName, value);
        } else {
            // 如果标签名称为 row ,这说明已到行尾,调用 optRows() 方法
            if (name.equals("row")) {
                optRows(curRow, rowValueMap);
                rowValueMap.clear();
                curRow++;
            }
        }
    }

    public void characters(char[] ch, int start, int length) throws SAXException {
        // 得到单元格内容的值
        lastContents += new String(ch, start, length);
    }

    /**
     * 获取单个sheet页的xml解析器。
     * @param sst
     * @return
     * @throws SAXException
     */
    private XMLReader getSheetParser(SharedStringsTable sst) throws SAXException {
        XMLReader parser = XMLReaderFactory.createXMLReader("org.apache.xerces.parsers.SAXParser");
        this.sst = sst;
        parser.setContentHandler(this);
        return parser;
    }
}

2、从ExcelAbstract派生ExcelReaderUtil处理每一行数据

package com.elon.excel;

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Date;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.regex.Matcher;
import java.util.regex.Pattern;

import org.apache.poi.hssf.usermodel.HSSFDateUtil;

/**
 * Excel读取公共类。
 * @author elon
 * @version 2018年7月7日
 */
public class ExcelReaderUtil extends ExcelAbstract {

    /**
     * 提取列名称的正则表达式
     */
    private static final String DISTILL_COLUMN_REG = "^([A-Z]{1,})";

    /**
     * 读取excel的每一行记录。map的key是列号(A、B、C...), value是单元格的值。如果单元格是空,则没有值。
     */
    private List<Map<String, String>> dataList = new ArrayList<>();

    @Override
    public void optRows(int curRow, Map<String, String> rowValueMap) {

        Map<String, String> dataMap = new HashMap<>();
        rowValueMap.forEach((k,v)->dataMap.put(removeNum(k), v));
        dataList.add(dataMap);
    }

    /**
     * 日期数字转换为字符串。
     * 
     * @param dateNum excel中存储日期的数字
     * @return 格式化后的字符串形式
     */
    public static String dateNum2Str(String dateNum) {
        Date date = HSSFDateUtil.getJavaDate(Double.parseDouble(dateNum));
        SimpleDateFormat formatter = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");
        return formatter.format(date);
    }

    /**
     * 删除单元格名称中的数字,只保留列号。
     * @param cellName 单元格名称。如:A1
     * @return 列号。如:A
     */
    private String removeNum(String cellName) {
        Pattern pattern = Pattern.compile(DISTILL_COLUMN_REG);
        Matcher m = pattern.matcher(cellName);
        if (m.find()) {
            return m.group(1);
        }

        return "";
    }

    public List<Map<String, String>> getDataList() {
        return dataList;
    }
}

上面的dateNum2Str方法将excel中读取的日期数字转换为可读的字符串形式。之所不在ExcelAbstract中根据 attributes.getValue(“s”)的返回值自动判断日期类型,是由于不同的excel版本这个值是不同的。但是客户端是清楚哪一列是存储日期的,最好由调用者判断。

四、测试代码

“`
package com.elon.excel;

public class TestExcel {
public static void main(String[] args) {
try {
ExcelReaderUtil excel = new ExcelReaderUtil();
excel.readOneSheet(“E:/temp/test.xlsx”, 1);
System.out.println(excel.getDataList());
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}

3、测试打印读取的Excel数据

这里写图片描述

在ExcelAbstract中增加curCellName记录每一次处理的单元格名称是为了解决空单元格的问题。如果只记录值,空单元格无法区分。通过curCellName可以识别出没有值的单元格。

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