java实现图片文件与Base64的互转

通过form表单上传图片时，有时候web容器对文件大小的限制会影响我们上传。这时，前端页面可以考虑将图片转换成base64串来实现上传。可参见：vue利用canvas将图片上传到服务器

■ 图片与Base64的互转，其实就是利用了文件字节流与Base64的互转

> 文件转换成Base64字符串：读取文件的输入流，因为文件流是字节流，所以要放到byte数组（字节数组，byte取值范围-128~127）里，然后对byte数组做Base64编码，返回字符串。

> Base64串转换成文件：对Base64编码的字符串进行Base64解码，得到byte数组，利用文件输出流将byte数据写入到文件。

介绍一下byte:

byte，即字节，就是我们常说的B（b）。byte由8位二进制组成，在java中，byte类型的数据是8位带符号的二进制数。

在计算机中，8位带符号二进制数的取值范围是[10000000,01111111]，其中高位（第一位）代表符号，0代表正数，1代表负数,10000000对应十进制-128，01111111对应十进制127，所以，byte的取值范围是[-128,127]。

现在的文件比如手机拍摄的照片都比较大，几乎不会谈到B了，也很少谈到K（kb）了，常见的是M（mb）。换算单位：1Mb = 1024kb， 1Kb=1024b。

byte数组就是字节数组，byte[] buffer=new byte[1024] 代表数组容量为1k。

字节（byte）是计算机中数据存储、传输和表示的基本单位。具体表现在：

1. 存储数据：计算机内存是以字节为单位进行存储的。所有的数据，包括数字、字符、图像、音频和视频等，都以字节的形式在内存中存储。

2. 数据传输：在计算机网络和存储设备之间传输数据时，常常以字节的形式进行传输。例如，通过网络传输文件、发送电子邮件、进行网络通信等都是以字节流的形式进行的。

3. 数据表示：字节可以表示不同的数据类型和编码方式。例如，一个字节可以表示一个ASCII字符，多个字节可以表示一个Unicode字符。字节还可以表示整数、浮点数和其他数据类型。

4. 文件操作：在文件系统中，文件的大小通常以字节为单位进行计量。读取和写入文件时，常常以字节流的形式进行操作。

Talk is cheap, show me the code。直接上代码：

import sun.misc.BASE64Decoder;
import sun.misc.BASE64Encoder;

import java.io.*;

public class ImageBase64Converter {
    /**
     * 本地文件（图片、excel等）转换成Base64字符串
     *
     * @param imgPath     
     */
    public static String convertFileToBase64(String imgPath) {
        byte[] data = null;
        // 读取图片字节数组
        try {
            InputStream in = new FileInputStream(imgPath);
            System.out.println("文件大小（字节）="+in.available());
            data = new byte[in.available()];
            in.read(data);
            in.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        // 对字节数组进行Base64编码，得到Base64编码的字符串
        BASE64Encoder encoder = new BASE64Encoder();
        String base64Str = encoder.encode(data);
        return base64Str;
    }

    /**
     * 将base64字符串，生成文件
     */
    public static File convertBase64ToFile(String fileBase64String, String filePath, String fileName) {

        BufferedOutputStream bos = null;
        FileOutputStream fos = null;
        File file = null;
        try {
            File dir = new File(filePath);
            if (!dir.exists() && dir.isDirectory()) {//判断文件目录是否存在
                dir.mkdirs();
            }

            BASE64Decoder decoder = new BASE64Decoder();
            byte[] bfile = decoder.decodeBuffer(fileBase64String);

            file = new File(filePath + File.separator + fileName);
            fos = new FileOutputStream(file);
            bos = new BufferedOutputStream(fos);
            bos.write(bfile);
            return file;
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        } finally {
            if (bos != null) {
                try {
                    bos.close();
                } catch (IOException e1) {
                    e1.printStackTrace();
                }
            }
            if (fos != null) {
                try {
                    fos.close();
                } catch (IOException e1) {
                    e1.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

}

testcase：

public static void main(String[] args) {
        long start = System.currentTimeMillis();
        String imgBase64Str= ImageBase64Converter.convertFileToBase64("D:\\Pictures\\科技\\liziqi-李子柒爆红.jpg");
//        System.out.println("本地图片转换Base64:" + imgBase64Str);  //是一个base64字符串：如 iVBORw0KGgoAAAANSUhEUgAAA8cAAAKVCAYA..........gMMLjLy/BMfDf3xNkAABAgQIbCogON6UU2d7CIz8430PL30SuEZg5P0lOL7mk6AuAQIECBAg8E/WacCDdkP4CwAAAABJRU5ErkJggg==
        System.out.println("Base64字符串length="+imgBase64Str.length());
        ImageBase64Converter.convertBase64ToFile(imgBase64Str,"D:\\Pictures\\科技","test.jpg");
        System.out.println("duration:"+(System.currentTimeMillis()-start));

        start=System.currentTimeMillis();
        String fileBase64Str= ImageBase64Converter.convertFileToBase64("D:\\Pictures\\科技\\PayOrderList200109075516581.xlsx");
//        System.out.println("本地excel转换Base64:" + fileBase64Str);
        System.out.println("Base64字符串length="+fileBase64Str.length());
        ImageBase64Converter.convertBase64ToFile(fileBase64Str,"D:\\Pictures\\科技","test.xlsx");
        System.out.println("duration:"+(System.currentTimeMillis()-start));

    }

执行结果：

文件大小（字节）=2820811
Base64字符串length=3860058
duration:244
文件大小（字节）=25506
Base64字符串length=34902
duration:10

提醒一下：获取文件的大小是用FileInputStream实例的available()方法哦，用File实例的length()返回的是0。

如下图，测试方法里图片文件“liziqi-李子柒爆红.jpg”的大小正是2820811字节 ÷1024=2755KB ÷1024=2.68M

■ 关于以base64编码的图像数据URL

一个以base64编码的图像数据URL由两个主要部分组成：数据类型和数据本身。

数据类型：数据类型部分指定了图像的媒体类型（MIME类型），通常以"data:"开头，后跟媒体类型和编码方式。例如，对于GIF图像，数据类型部分可能是"data:image/gif;base64,"。
数据本身：数据本身是经过base64编码的图像数据。它紧随数据类型部分，并作为URL的一部分。这部分数据是一串字符，表示二进制图像数据的编码形式。

下面是一个示例以base64编码的图像数据URL的结构：
data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7
在这个例子中，数据类型部分是"data:image/gif;base64,"，后跟base64编码后的图像数据。

此串放到web浏览器地址栏里可以直接访问，是一张极小的gif图片。在Vue.js框架的项目中，为了减少http请求，更快地渲染页面，vue-cli创建的webpack模板默认会将10k以下的图片和字体文件转换为base64。下图示例中是一个809b的网警图标。

网易126邮箱的记事本里，我们在富文本editor里Ctrl+C粘贴一张截图。源码是：<img src="data:image/png;base64,iVBORw0KGgoAAAANSUhEUgAAA8cAAAKVCAYA..........gMMLjLy/BMfDf3xNkAABAgQIbCogON6UU2d7CIz8430PL30SuEZg5P0lOL7mk6AuAQIECBAg8E/WacCDdkP4CwAAAABJRU5ErkJggg==" alt="">

这个img的src对应的字符串就是一个以base64编码的GIF图像数据的URL。它包含了一个图像文件的二进制数据。这种编码方式将图像数据转换成一串字符，以便在文本环境中传输或嵌入。

要处理这个编码的图像数据，我们需要使用相应的编程代码或工具来解码它。不同的编程语言和框架提供了不同的方法来解码base64编码的数据，并将其转换回原始的图像格式（如GIF、JPEG或PNG）。

以下是一个Python示例代码，演示如何解码base64数据并将其保存为图像文件：

import base64
import io
from PIL import Image

# 假设您的base64数据URL保存在变量base64_data中
base64_data = "data:image/gif;base64,..."

# 获取base64编码的图像数据部分
image_data = base64_data.split(",")[1]

# 解码base64数据
decoded_data = base64.b64decode(image_data)

# 将解码后的数据读取为图像对象
image = Image.open(io.BytesIO(decoded_data))

# 保存图像为文件
image.save("decoded_image.gif")

PS：博客园写随笔上传图片时，系统会先将图片上传到服务器，然后将url返回给前端。

■ Fastdfs工具类中的图片上传

FastdfsClientUtil中关于图片上传，有3个重载方法。

public String uploadImageAndCrtThumbImage(MultipartFile myfile) throws Exception

public String uploadImageAndCrtThumbImageByStream(InputStream inputStream,int size,String fileExtName) throws Exception

public String uploadImageAndCrtThumbImageByBase64(String base64ImgData) throws Exception

在这里，我说一下uploadImageAndCrtThumbImageByBase64这个方法，它的入参是一个base64编码的图像数据URL。这个参数的值是，在base64串的前头有一个MIME前缀，诸如 "data:image/gif;base64,"、"data:image/jpeg;base64,"。其中gif、jpeg是目标图片文件的扩展名。这正适合于前端页面通过base64串来上传图片的场景。

下面贴出来这个方法的实现，一看便知。

import com.github.tobato.fastdfs.domain.fdfs.StorePath;
import com.github.tobato.fastdfs.exception.FdfsUnsupportStorePathException;
import com.github.tobato.fastdfs.service.FastFileStorageClient;
import org.apache.commons.lang3.StringUtils;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.web.multipart.MultipartFile;
import sun.misc.BASE64Decoder;

import java.io.ByteArrayInputStream;
import java.io.InputStream;

@Component
public class FastdfsClientUtil {

   private final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(FastdfsClientUtil.class);
   @Autowired
   private FastFileStorageClient storageClient;

   //上传文件并生成缩略图
   public String uploadImageAndCrtThumbImageByBase64(String base64ImgData) throws Exception {

      BASE64Decoder decoder = new BASE64Decoder();
      String[] base64ImageSplit = base64ImgData.split(",");
      byte[] result = decoder.decodeBuffer(base64ImageSplit[1]);//解码
      String fileExtName = base64ImageSplit[0].substring(base64ImageSplit[0].indexOf("/")+1,base64ImageSplit[0].indexOf(";"));
      for (int i = 0; i < result.length; ++i) {
         if (result[i] < 0) {// 调整异常数据
            result[i] += 256;
         }
      }
      InputStream inputStream  = new ByteArrayInputStream(result);
      return uploadImageAndCrtThumbImageByStream(inputStream, result.length,fileExtName );
   }

}

测试用例：

    @Test
    public void uploadPng() throws Exception {

        String imgBase64="/9j/4AAQSkZJRgABAQEAYABgAAD/7QjCUGhvdG9zaG9wIDMuMAA4QklNA+0AAAAAABAASAAAAAEA\n" +
                "AgBIAAAAAQACOEJJTQQNAAAAAAAEAAAAHjhCSU0EGQAAAAAABAAAAB44QklNA/MAAAAAAAkAAAAA\n" +
                "AAAAAAEAOEJJTQQKAAAAAAABAAA4QklNJxAAAAAAAAoAAQAAAAAAAAACOEJJTQP1AAAAAABIAC9m\n" +
                "ZgABAGxmZgAGAAAAAAABAC9mZgABAKGZmgAGAAAAAAABADIAAAABAFoAAAAGAAAAAAABADUAAAAB\n" +
                "AC0AAAAGAAAAAAABOEJJTQP4AAAAAABwAAD/////////////////////////////A+gAAAAA////\n" +
                "/////////////////////////wPoAAAAAP////////////////////////////8D6AAAAAD/////\n" +
                ......
                "0HoaKACg80GjvQISijrmjFMD/9k=";
        String fileName = fastdfsClientUtil.uploadImageAndCrtThumbImageByBase64("data:image/png;base64,"+imgBase64);
        System.out.println("------------" + fileName);
        //fileName：上传后的文件（含路径）：group1/M00/00/20/wKgoVF8hHdSAaRrkAAAlClwx2Hg883.png
        //访问：http://192.168.40.84:8888/group1/M00/00/20/wKgoVF8hHdSAaRrkAAAlClwx2Hg883.png

    }

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posted on 2020-01-10 19:59 buguge 阅读(44892) 评论(1) 编辑收藏举报

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