Base64编码
BASE64 编码是一种常用的字符编码,在很多地方都会用到。但base64不是安全领域下的加密解密算法。能起到安全作用的效果很差,而且很容易破解,他核心作用应该是【传输数据的正确性】,有些网关或系统只能使用ASCII字符。Base64就是用来将非ASCII字符的数据转换成ASCII字符的一种方法,而且base64特别适合在http,mime协议下快速传输数据。
Base64编解码原理
Base64使用【字母azAZ数字09和+/】这64个字符
编码原理是将3个字节转换成4个字节
(3 X 8) = 24 = (4 X 6)
先读入3个字节,每读一个字节,左移8位,再右移四次,每次6位,这样就有4个字节了。
这样还不能保证得到的字符都是可见字符,为了达到此目的,Base64制定了一个编码表,进行统一的转换。
码表的大小为2^6=64,这也是Base64名称的由来。
当剩下的字符数量不足3个字节时,则应使用0进行填充,相应的,输出字符则使用'='占位,因此编码后输出的文本末尾可能会出现1至2个'='。
解码原理是将4个字节转换成3个字节
先读入4个6位(用或运算),每次左移6位,再右移3次,每次8位,这样就还原了。
Base64编码表
0 A 9 J 17 R 26 a 34 i 43 r 52 0 60 8
1 B 10 K 18 S 27 b 35 j 44 s 53 1 61 9
2 C 11 L 19 T 28 c 36 k 45 t 54 2 62 +
3 D 12 M 20 U 29 d 37 l 46 u 55 3 63 /
4 E 13 N 21 V 30 e 38 m 47 v 56 4
5 F 14 O 22 W 31 f 39 n 48 w 57 5
6 G 15 P 23 X 32 g 40 o 49 x 58 6
7 H 16 Q 24 Y 33 h 41 p 50 y 59 7
8 I 25 Z 42 q 51 z
JDK里面实现Base64的API
- 在JDK1.6之前,JDK核心类一直没有Base64的实现类,有人建议用JDK里面的【sun.misc.BASE64Encoder】和 【sun.misc.BASE64Decoder】,使用它们的优点就是不需要依赖第三方类库,缺点就是可能在未来版本会被删除(用maven编译会发出警告),而且性能不佳。
- JDK1.6中添加了另一个Base64的实现【javax.xml.bind.DatatypeConverter】两个静态方法【parseBase64Binary】和【printBase64Binary】,隐藏在javax.xml.bind包下面,不被很多开发者知道。
- 在Java8在java.util包下面实现了BASE64编解码API,而且性能不俗,API也简单易懂,下面展示下这个类的使用例子。
java.util.Base64
![](https://images2015.cnblogs.com/blog/795730/201612/795730-20161227201228289-853762141.png)
该类提供了一套静态方法获取下面三种BASE64编解码器:
- Basic编码:是标准的BASE64编码,用于处理常规的需求
- URL编码:使用下划线替换URL里面的反斜线“/”
- MIME编码:使用基本的字母数字产生BASE64输出,而且对MIME格式友好:每一行输出不超过76个字符,而且每行以“\r\n”符结束。
示例代码
public class Base64Test {
public static void main(String[] args) throws UnsupportedEncodingException {
String str = "/白乾涛";
String charset = "UTF-8";
//Basic编码:是标准的BASE64编码,用于处理常规的需求
String encStr = Base64.getEncoder().encodeToString(str.getBytes(charset));
byte[] asBytes = Base64.getDecoder().decode(encStr);
System.out.println("编码【" + encStr + "】解码【" + new String(asBytes, charset) + "】"); //编码【L+eZveS5vua2mw==】解码【/白乾涛】
//URL编码:使用下划线替换URL里面的反斜线“/”
String encStr2 = Base64.getUrlEncoder().encodeToString(str.getBytes(charset));
byte[] asBytes2 = Base64.getUrlDecoder().decode(encStr2);
System.out.println("编码【" + encStr2 + "】解码【" + new String(asBytes2, charset) + "】"); //编码【L-eZveS5vua2mw==】解码【/白乾涛】
//MIME编码:使用基本的字母数字产生BASE64输出
String encStr3 = Base64.getMimeEncoder().encodeToString(str.getBytes(charset));
byte[] asBytes3 = Base64.getMimeDecoder().decode(encStr3);
System.out.println("编码【" + encStr3 + "】解码【" + new String(asBytes3, charset) + "】"); //编码【L+eZveS5vua2mw==】解码【/白乾涛】
//MIME编码对MIME格式友好:每一行输出不超过76个字符,而且每行以“\r\n”符结束。
StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (int t = 0; t < 5; ++t) {
sb.append(UUID.randomUUID().toString());
}
System.out.println("原始字符【" + sb.toString() + "】");
byte[] toEncode = sb.toString().getBytes(charset);
System.out.println(Base64.getMimeEncoder().encodeToString(toEncode));
}
}第三方实现Base64的API
- 常用的是Apache Commons Codec library里面的【org.apache.commons.codec.binary.Base64】
- 第二个便是Google Guava库里面的【com.google.common.io.BaseEncoding.base64()】这个静态方法
- 第三个是【net.iharder.Base64】,这个jar包就一个类
- 最后一个,号称Base64编码速度最快的MigBase64,而且是10年前的实现
org.apache.commons.codec.binary.Base64的结构
![](https://images2015.cnblogs.com/blog/795730/201612/795730-20161227201228992-750579239.png)
Base64编码性能测试
上面讲了一共7种实现Base64编码,Jdk里面3种,第三方实现4种,一旦有选择,则有必要将他们进行一次高低对比,
![](https://images2015.cnblogs.com/blog/795730/201612/795730-20161227201229867-1032457652.png)
一切都很明显了,从上面看出,sun的表现不是很好,IHarder和MigBase64性能可以接受,传说MigBase64性能第一,那也是过去了,在这次测试结果中,新的java8 base64运行速度最好,javaXml表现次之。
如果你需要一个性能好,可靠的Base64编解码器,不要找JDK外面的了,java8里面的java.util.Base64以及java6中隐藏很深的javax.xml.bind.DatatypeConverter,都是不错的选择。
本文来自博客园,作者:白乾涛,转载请注明原文链接:https://www.cnblogs.com/baiqiantao/p/d0bbba14f1b942af618226893ee83f1b.html