轉(zhuǎn)載Java技術(shù) | 細(xì)談 Java 8 中的 Base64

閱讀目錄(Content)

• 簡要了解

• 第一種妹窖，簡單Base 64

• 第二種莫辨，URL編碼

• 第三種髓废，MIME編碼

• 實(shí)用API與代碼示例

• API

• Base 64類

• 內(nèi)嵌類Encoder

• 內(nèi)嵌類Decoder

• 代碼示例

• 閱讀源碼

• 拓展

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簡要了解

Base 64是一種使64個(gè)字符來表示任意二進(jìn)制數(shù)據(jù)的方法震缭。Base 64是一種非常常用的二進(jìn)制編解碼方案嘶窄。

有些說法是說哭廉，使用Base 64作為加密解密的功能脊僚，比如一個(gè)Web系統(tǒng)中，密碼字段存入數(shù)據(jù)庫的時(shí)候使用Base64.encode一下，其實(shí)Base 64的編碼辽幌、解碼方法都是簡單公開的增淹，用以加密、解密實(shí)在談不上啥保障性乌企。

在Java 8中虑润，整合了Base 64。Java 8 為開發(fā)者提供了 java.util.Base64 的工具類加酵，Java 8現(xiàn)在有內(nèi)置編碼器和解碼器的Base 64編碼拳喻。在Java 8中有三種類型的Base 64編碼。

第一種猪腕，簡單Base 64

Basic 編碼是標(biāo)準(zhǔn)的Base 64編碼冗澈，用于處理常規(guī)的需求：輸出的內(nèi)容不添加換行符，而且輸出的內(nèi)容由64個(gè)基本字符組成陋葡。

輸出映射設(shè)置字符在A-ZA-Z0-9+/亚亲。編碼器不添加任何換行輸出和解碼器拒絕在A-Za-z0-9+/以外的任何字符。

第二種腐缤，URL編碼

輸出映射設(shè)置字符在A-Za-z0-9-_捌归。輸出URL和文件名安全。由于標(biāo)準(zhǔn)的Basic編碼可能會(huì)出現(xiàn)+ 和/ ,在URL中就不能直接作為參數(shù)岭粤，所以又有一種“url safe” 的Base 64編碼惜索，其實(shí)就是吧字符+ 和/分別變成-和_。

在這里插入圖片描述

第三種剃浇，MIME編碼

輸出映射到MIME友好的格式巾兆。輸出表示在每次不超過76個(gè)字符行和使用'\r'后跟一個(gè)換行符'\n'回車作為行分隔符。無行隔板的存在是為了使編碼的結(jié)束輸出偿渡。MIME（Multipurpose Internet Mail Extensions）多用途互聯(lián)網(wǎng)郵件擴(kuò)展類型。是設(shè)定某種擴(kuò)展名的文件用對(duì)應(yīng)的應(yīng)用程序來打開的方式類型霸奕。

它是一種互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)溜宽，擴(kuò)展了電子郵件標(biāo)準(zhǔn)，使其可以支持：非ASCII字符文本质帅；非文本格式附件（二進(jìn)制适揉、聲音、圖像等）煤惩；由多部分組成的消息體嫉嘀；包含非ASCII字符的頭信息等。

舉個(gè)栗子：右鍵中有一個(gè)Word附件（二進(jìn)制文件）魄揉，點(diǎn)擊預(yù)覽剪侮，瀏覽器會(huì)直接打開Office。可以理解為MIME設(shè)定了這種對(duì)應(yīng)關(guān)系瓣俯。

MIME編碼器會(huì)使用基本的字母數(shù)字產(chǎn)生Base 64輸出杰标，而且對(duì)MIME格式友好：每一行輸出不超過76個(gè)字符，而且每行以“\r\n”符結(jié)束彩匕。

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實(shí)用API與代碼示例

API

Base 64類

內(nèi)嵌類Encoder

內(nèi)嵌類Decoder

代碼示例

package com.kjgym.common.java8;

import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.util.Base64;

/**
 * @author kjgym
 * @description Demo for Java8's Base64
 * @date 2019/9/17 11:25
 */
public class Java8Base642 {

    public static void main(String[] args) {
        final String demoStr = "kjgym";
        final byte[] strByte = demoStr.getBytes(StandardCharsets.UTF_8);

        // 基本型編碼方案
        String s = Base64.getEncoder().encodeToString(strByte);
        System.out.println("基本編碼： " + s);
        String ss = new String(Base64.getDecoder().decode(s));
        System.out.println("解碼： " + ss);

        // 使用 URL 和文件名安全型 base64 編碼方案。
        String s1 = Base64.getEncoder().encodeToString(strByte);
        System.out.println("URL編碼： " + s1);
        String ss1 = new String(Base64.getUrlDecoder().decode(s));
        System.out.println("解碼： " + ss1);

        // 使用 MIME 型 base64 編碼方案
        String s2 = Base64.getMimeEncoder().encodeToString(strByte);
        System.out.println("MIME編碼: " + s2);
        String ss2 = new String(Base64.getMimeDecoder().decode(s));
        System.out.println("解碼： " + ss2);

    }
}

結(jié)果：

基本編碼： a2pneW0=
解碼： kjgym
URL編碼： a2pneW0=
解碼： kjgym
MIME編碼: a2pneW0=
解碼： kjgym

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閱讀源碼

1. 先來總體看一下Base 類王财，該類主要包含兩個(gè)內(nèi)嵌類Encoder和Decoder以及七個(gè)構(gòu)造內(nèi)嵌類的方法：

在這里插入圖片描述

1. 再看兩個(gè)內(nèi)嵌類卵迂。比如Encoder（部分源代碼）：

   public static class Encoder {
   
           private final byte[] newline;
           private final int linemax;
           private final boolean isURL;
           private final boolean doPadding;
   
           private Encoder(boolean isURL, byte[] newline, int linemax, boolean doPadding {
               this.isURL = isURL;
               this.newline = newline;
               this.linemax = linemax;
               this.doPadding = doPadding;
           }
   
           static final Encoder RFC4648 = new Encoder(false, null, -1, true);
           static final Encoder RFC4648_URLSAFE = new Encoder(true, null, -1, true);
           static final Encoder RFC2045 = new Encoder(false, CRLF, MIMELINEMAX, true);
   
           public byte[] encode(byte[] src) {}
   
           public int encode(byte[] src, byte[] dst) {}
   
           @SuppressWarnings("deprecation")
           public String encodeToString(byte[] src) {}
   
           public ByteBuffer encode(ByteBuffer buffer) {}
   
           public OutputStream wrap(OutputStream os) {}
   
           public Encoder withoutPadding() {}
   
           private int encode0(byte[] src, int off, int end, byte[] dst) {}
       }
   

   構(gòu)造器私有化，對(duì)外提供單個(gè)靜態(tài)對(duì)象绒净，然后在Base 64類中见咒，使用getEncoder的方式愛調(diào)用，使用了單例模式挂疆。

   static final Encoder RFC4648 = new Encoder(false, null, -1, true);
   static final Encoder RFC4648_URLSAFE = new Encoder(true, null, -1, true);
   static final Encoder RFC2045 = new Encoder(false, CRLF, MIMELINEMAX, true);
   

2. Decoder與上文Encoder相似改览，這里不再贅述。有興趣自己Ctrl + 單擊去看源碼缤言。

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拓展

1. StandardCharsets類宝当。在java.nio.charset包下的一個(gè)類，在字符串和byte數(shù)組相互轉(zhuǎn)換需要制定編碼的時(shí)候使用胆萧。該類有六種編碼格式：

   /*
    * Copyright (c) 2011, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
    * ORACLE PROPRIETARY/CONFIDENTIAL. Use is subject to license terms.
    */
   package java.nio.charset;
   
   /**
    * Constant definitions for the standard {@link Charset Charsets}. These
    * charsets are guaranteed to be available on every implementation of the Java
    * platform.
    *
    * @see <a href="Charset#standard">Standard Charsets</a>
    * @since 1.7
    */
   public final class StandardCharsets {
   
       private StandardCharsets() {
           throw new AssertionError("No java.nio.charset.StandardCharsets instances for you!");
       }
       /**
        * Seven-bit ASCII, a.k.a. ISO646-US, a.k.a. the Basic Latin block of the
        * Unicode character set
        */
       public static final Charset US_ASCII = Charset.forName("US-ASCII");
       /**
        * ISO Latin Alphabet No. 1, a.k.a. ISO-LATIN-1
        */
       public static final Charset ISO_8859_1 = Charset.forName("ISO-8859-1");
       /**
        * Eight-bit UCS Transformation Format
        */
       public static final Charset UTF_8 = Charset.forName("UTF-8");
       /**
        * Sixteen-bit UCS Transformation Format, big-endian byte order
        */
       public static final Charset UTF_16BE = Charset.forName("UTF-16BE");
       /**
        * Sixteen-bit UCS Transformation Format, little-endian byte order
        */
       public static final Charset UTF_16LE = Charset.forName("UTF-16LE");
       /**
        * Sixteen-bit UCS Transformation Format, byte order identified by an
        * optional byte-order mark
        */
       public static final Charset UTF_16 = Charset.forName("UTF-16");
   }