.NET使用Office Open XML导出超大数量数据到 Excel

我相信很多人在做项目的都碰到过Excel数据导出的需求，我从最开始使用最原始的HTML拼接（将需要导出的数据拼接成TABLE标签）到后来happy的使用开源的NPOI, EPPlus等开源组件导出EXCEL，但不久前，我在一个项目碰到一个需求：要将几个分别有近60多万的数据源导出到Excel中，我们先不要讨论这个需求本身是否合理，客户就是要这样。我先后用NPOI和EPPlus，都发现同一个问题：OutOfMemoryException，我电脑12G内存居然不够用？

的确内存溢出了，但内存还剩下好几个G的，就会溢出，我用 .NET做的网站，开发的时候Host应该是Visual Studio安装的IIS Express, 应该是VS本身的限制，不过在网上查阅资料也没发现这的确也是困扰一些人的，也没查到什么结果，好在还有Google, 跃过墙外，在Stack Overflow上查到资料： OpenXML , 这不是什么新技:  Office 2007在设计的时候, 为了更好的和其它应用程序交互，使用了XML + ZIP技术来实现excel, world, PPT等组件的本地保存, 我们所使用xlsx, dox, pptx文件本质上就一个ZIP压缩包，包内是组织好的XML文件，也就是说，我们可以通过生成, 修改, 生成合规的XML文件，再压缩成ZIP包，这就是一个可以被Office识别的文件了。

用图说话：

在园子里其实也有不少人介绍过 Open XML， 我想就多一个视角来介绍Open XML吧，好像也有很长时间没人写关于这个博文。

什么是Office Open XML?

我们来看下维基百科的定义：

Office Open XML (also informally known as OOXML or Microsoft Open XML (MOX)[2) is a zipped, XML-based file format developed by Microsoft[3] for representing spreadsheets, charts, presentations and word processing documents. The format was initially standardized by Ecma (as ECMA-376), and by the ISO and IEC (as ISO/IEC 29500) in later versions.

Starting with Microsoft Office 2007, the Office Open XML file formats have become the default[4] target file format of Microsoft Office.[5][6] Microsoft Office 2010 provides read support for ECMA-376, read/write support for ISO/IEC 29500 Transitional, and read support for ISO/IEC 29500 Strict.[7] Microsoft Office 2013 and Microsoft Office 2016 additionally support both reading and writing of ISO/IEC 29500 Strict.[8]re

refer: https://en.wikipedia.org/wiki/Office_Open_XML

从Office 2007开始，就开始使用XML文件格式作为Microsoft Office的默认保存方式，其实我们通常用的NPOI  office 2007部分和EPPlus就是使用Open XML来开发的。

为什么同是使用Open XML， NPOI和EPPLus会出现内存溢出的问题？

这两个开源组件有对Office套件有着很全面的支持，它们会把数据加载到内存中一次性处理，如果碰到数据量过大，就很可能 遇到这个问题，网上EPPlus在20多万条数据的就溢出了，NPOI在11多万的时候就会溢出， 这个是和数据的列数和内容有关系，不管怎样，我们以后可能是会碰到这种大量数据的EXCEL导出，我们不需要很复杂的功能，就是想要导出一个EXCEL列表，这其实是可以做到的。

Open XML怎样做不会内存溢出？

NPOI和EPPlus在导出大量数据 的Excel列表时可能 会发生内存溢出的问题，原因是它们都把数据保存在内存中，因为它们支持各种复杂的功能，那么简单的列表，就是数量超大，我们把它通过文件流写入磁盘，这个问题就解决了。

如何使用OPEN XML?

我们需要去微软官网下载OFFICE OPEN XML的SDK，链接: https://www.microsoft.com/en-hk/download/details.aspx?id=30425，推荐使用NuGet在VISULAL STUDIO直接将引用添加到Project。

在GitHub还有一些示例代码：https://github.com/OfficeDev/Open-XML-SDK

代码实现

说了这么多废话，我们看如何用OPEN XML实现一个EXCEL列表的导出:

从原理上讲就是用OpenXML一个一个把标签写入本地磁盘。

我截取我写的导出类的几个方法来来解释:

/// <summary>
/// 指定磁盘路径初始化OpenWorkDoucment
/// </summary>
/// <param name="fileName"></param>
private void OpenWorkDocument(string fileName)
{
     document = SpreadsheetDocument.Create(fileName, SpreadsheetDocumentType.Workbook);
}

///<summary>
///用datatable作为数据源，实际情况可以根据需要调整
///</summary>
public void AddSheet(DataTable dt, string sheetName)

        {
            if (dt == null || dt.Rows.Count == )
            {
                throw new ArgumentNullException(nameof(dt), "data source can not be null");
            }
 
            if (document == null)
            {
                throw new ArgumentNullException(nameof(document), "please init document first");
            }
 
            //this list of attributes will be used when writing a start element
            List<OpenXmlAttribute> attributes;
　　　　　　　//这是我们为什么不会溢出的关键点, 使用XmlWriter写入磁盘
            OpenXmlWriter writer;  
 
            WorksheetPart workSheetPart = document.WorkbookPart.AddNewPart<WorksheetPart>();
            writer = OpenXmlWriter.Create(workSheetPart);
　　　       //使用OpenXML麻烦的地方就是我们要用SDK去拼接XML内容
            writer.WriteStartElement(new Worksheet());
            writer.WriteStartElement(new SheetViews()); //sheetViews
            writer.WriteStartElement(new SheetView() //sheetView
            {
                TabSelected = true,
                WorkbookViewId = 0U  //这里的下标是从0开始的
            });
　　　　　　　 //这里是冻结列头，别问为什么是A2，我试了A1不行
            Pane pane = new Pane()
            {
                State = new EnumValue<PaneStateValues>(PaneStateValues.Frozen),
                VerticalSplit = new DoubleValue((double)),
                TopLeftCell = new StringValue("A2"),
                ActivePane = new EnumValue<PaneValues>(PaneValues.BottomLeft)
            };
　　　　　　　//对于一些文档本身的结构的描述，我们可以直接把准备属性设置正确，直接写入，因为描述实例很占用资源小，当然我们也可以把描述结点的子节点，子子节点都通过WriteStartElememt写入，不过很麻烦，容易出错
            writer.WriteStartElement(pane); //Pane
            writer.WriteEndElement();   //Pane
            writer.WriteStartElement(new Selection()
            {
                Pane = new EnumValue<PaneValues>(PaneValues.BottomLeft)
            });
            writer.WriteEndElement();   //Selection 关闭标签
            writer.WriteEndElement(); //sheetView 关闭标签
            writer.WriteEndElement(); //sheetViews 关闭标签
 
            writer.WriteStartElement(new SheetData());
            var rowIndex = ;
            foreach (DataRow row in dt.Rows)
            {
                //build header
                if (rowIndex == )
                {
                    //create a new list of attributes
                    attributes = new List<OpenXmlAttribute>();
                    // add the row index attribute to the list
                    attributes.Add(new OpenXmlAttribute("r", null, (rowIndex + ).ToString()));
                    //header start
                    writer.WriteStartElement(new Row(), attributes);
                    foreach (DataColumn col in dt.Columns)
                    {
                        attributes = new List<OpenXmlAttribute>();
                        //这里注意，在Excel在处理字符串的时候，会将所有的字符串保存到sharedStrings.xml, cell内写入在sharedString.XML的索引, 属性t(type)设置为s(str)//我们在导出excel的时候把sharedString.mxl考虑进来会加大复杂程度，所以将t设置为str, 一个不存在的type, excel会直接解析cell内的字串值
                        attributes.Add(new OpenXmlAttribute("t", null, "str"));
                        //通过s指定style样式的下标
                        attributes.Add(new OpenXmlAttribute("s", null, FORMAT_INDEX_HEADER.ToString()));
                        //能过r指定单元格位置，好像不是必需, 注意这里下标位置是从1开始的
                        attributes.Add(new OpenXmlAttribute("r", "", string.Format("{0}{1}", GetColumnName(col.Ordinal + ), rowIndex + )));
                        writer.WriteStartElement(new Cell(), attributes);
                        writer.WriteElement(new CellValue(col.ColumnName));
                        writer.WriteEndElement();
 
                    }
                    //header end
                    writer.WriteEndElement();
                    rowIndex++;
                }
 
                //数据写入，我们通过xmlWriter不会触发异常//create a new list of attributes
                attributes = new List<OpenXmlAttribute>();
                // add the row index attribute to the list
                attributes.Add(new OpenXmlAttribute("r", null, (rowIndex + ).ToString()));
                //header start
                writer.WriteStartElement(new Row(), attributes);
                foreach (DataColumn col in dt.Columns)
                {
                    attributes = new List<OpenXmlAttribute>();
 
                    switch (col.DataType.ToString())
                    {
                        case "System.Int32":
                            attributes.Add(new OpenXmlAttribute("s", null, FORMAT_INDEX_INT.ToString()));
                            attributes.Add(new OpenXmlAttribute("t", null, "n")); //number
                            break;
                        case "System.Double":
                        case "System.Decimal":
                        case "System.Float":
                            attributes.Add(new OpenXmlAttribute("s", null, FORMAT_INDEX_DEC.ToString())); //header style
                            attributes.Add(new OpenXmlAttribute("t", null, "n")); //number
                            break;
                        default:
                            attributes.Add(new OpenXmlAttribute("s", null, FORMAT_INDEX_STR.ToString())); //header style
                            attributes.Add(new OpenXmlAttribute("t", null, "str")); //string
                            break;
                    }
                    //add the cell reference attribute
                    attributes.Add(new OpenXmlAttribute("r", null, string.Format("{0}{1}", GetColumnName(col.Ordinal + ), rowIndex + )));
                    writer.WriteStartElement(new Cell(), attributes);
                    writer.WriteElement(new CellValue(row[col.Ordinal].ToString()));
                    writer.WriteEndElement();
                }
                //header end
                writer.WriteEndElement();
 
                rowIndex++;
            }
 
            // End SheetData
            writer.WriteEndElement();
            // End Worksheet
            writer.WriteEndElement();
            writer.Close();
 
            if (document.WorkbookPart.Workbook == null)
            {
                document.WorkbookPart.Workbook = new Workbook();
                document.WorkbookPart.Workbook.Append(new Sheets());
            }
            //数据写入完成后，注册一个sheet引用到workbook.xml, 也就是在excel最下面的sheet name
            var sheet = new Sheet()
            {
                Name = !String.IsNullOrWhiteSpace(sheetName) ? sheetName : ("Sheet " + DateTime.Now.ToString("ms")),
                SheetId = UInt32Value.FromUInt32((uint)m_sheetIndex++),
                Id = document.WorkbookPart.GetIdOfPart(workSheetPart)
            };
            document.WorkbookPart.Workbook.Sheets.Append(sheet);
}

//生成Style样式, 注意下标从0开始, 依次加1, 如果有跳过1直接设置3这样情况, 可能无法正常解析到样式
private Stylesheet GenerateStylesheet()
        {
            Stylesheet styleSheet = null;
 
            Fonts fonts = new Fonts(
                new Font( // Index 0 - default
                    new FontSize() { Val =  }
 
                ),
                new Font( // Index 1 - header
                    new FontSize() { Val =  },
                    new Bold(),
                    new Color() { Rgb = "FFFFFF" }
 
                ));
 
            Fills fills = new Fills(
                    new Fill(new PatternFill() { PatternType = PatternValues.None }), // Index 0 - default
                    new Fill(new PatternFill() { PatternType = PatternValues.Gray125 }), // Index 1 - default
                    new Fill(new PatternFill(new ForegroundColor { Rgb = new HexBinaryValue() { Value = "0070c0" } }) { PatternType = PatternValues.Solid })
                );
 
            Borders borders = new Borders(
                    new Border(), // index 0 default
                    new Border( // index 1 black border
                        new LeftBorder(new Color() { Auto = true }) { Style = BorderStyleValues.Thin },
                        new RightBorder(new Color() { Auto = true }) { Style = BorderStyleValues.Thin },
                        new TopBorder(new Color() { Auto = true }) { Style = BorderStyleValues.Thin },
                        new BottomBorder(new Color() { Auto = true }) { Style = BorderStyleValues.Thin },
                        new DiagonalBorder())
                );
 
            NumberingFormats numbers = new NumberingFormats(
                new NumberingFormat() { NumberFormatId = , FormatCode = new StringValue("#,##0.00") },
                new NumberingFormat() { NumberFormatId = , FormatCode = new StringValue("") }
                );
 
            CellFormats cellFormats = new CellFormats(
                    // default
                    new CellFormat() { FormatId = FORMAT_INDEX_DEFUALT },
                    // body  string
                    new CellFormat { FormatId = FORMAT_INDEX_STR, FontId = , FillId = , BorderId = , ApplyBorder = true },
                    // body decimal
                    new CellFormat { FormatId = FORMAT_INDEX_DEC, FontId = , FillId = , BorderId = , NumberFormatId = , ApplyBorder = true },
                    //header
                    new CellFormat { FormatId = FORMAT_INDEX_HEADER, FontId = , FillId = , BorderId = , ApplyFill = true }, // header
                    // body  int
                    new CellFormat { FormatId = FORMAT_INDEX_INT, FontId = , FillId = , BorderId = , NumberFormatId = , ApplyBorder = true }
                );
 
            styleSheet = new Stylesheet(numbers, fonts, fills, borders, cellFormats);
            return styleSheet;　　
        }　　

private void WriteWorkbookStyle()
        {
            if (document != null)
            {
                WorkbookStylesPart stylePart = document.WorkbookPart.AddNewPart<WorkbookStylesPart>();
                var styleSheet = GenerateStylesheet();
                styleSheet.Save(stylePart);
            }
 
        }

设置样式，冻结首行，这些都可以简单完成，如果需要添加图表什么的，还是建议用NPOI, EPPlus等开源方案，有图表的excel不会太大。

对于Open XML的介绍就到这里了，有什么错误的地方，请指正。