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Java8新特性之Base64詳解_動(dòng)力節(jié)點(diǎn)Java學(xué)院整理

更新時(shí)間：2017年06月07日 16:08:57 作者：benhaile

這篇文章主要為大家詳細(xì)介紹了Java8新特性之Base64的相關(guān)資料，具有一定的參考價(jià)值，感興趣的小伙伴們可以參考一下

BASE64 編碼是一種常用的字符編碼，在很多地方都會(huì)用到。但base64不是安全領(lǐng)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，他核心作用應(yīng)該是傳輸數(shù)據(jù)的正確性，有些網(wǎng)關(guān)或系統(tǒng)只能使用ASCII字符。Base64就是用來將非ASCII字符的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成ASCII字符的一種方法，而且base64特別適合在http，mime協(xié)議下快速傳輸數(shù)據(jù)。

JDK里面實(shí)現(xiàn)Base64的API

在JDK1.6之前，JDK核心類一直沒有Base64的實(shí)現(xiàn)類，有人建議用Sun/Oracle JDK里面的sun.misc.BASE64Encoder 和 sun.misc.BASE64Decoder，使用它們的優(yōu)點(diǎn)就是不需要依賴第三方類庫，缺點(diǎn)就是可能在未來版本會(huì)被刪除（用maven編譯會(huì)發(fā)出警告），而且性能不佳，后面會(huì)有性能測試。

JDK1.6中添加了另一個(gè)Base64的實(shí)現(xiàn)，javax.xml.bind.DatatypeConverter兩個(gè)靜態(tài)方法parseBase64Binary 和 printBase64Binary，隱藏在javax.xml.bind包下面，不被很多開發(fā)者知道。

在Java 8在java.util包下面實(shí)現(xiàn)了BASE64編解碼API，而且性能不俗，API也簡單易懂，下面展示下這個(gè)類的使用例子。

java.util.Base64

該類提供了一套靜態(tài)方法獲取下面三種BASE64編解碼器：

1）Basic編碼：是標(biāo)準(zhǔn)的BASE64編碼，用于處理常規(guī)的需求

// 編碼
String asB64 = Base64.getEncoder().encodeToString("some string".getBytes("utf-8"));
System.out.println(asB64); // 輸出為: c29tZSBzdHJpbmc=
// 解碼
byte[] asBytes = Base64.getDecoder().decode("c29tZSBzdHJpbmc=");
System.out.println(new String(asBytes, "utf-8")); // 輸出為: some string

2）URL編碼：使用下劃線替換URL里面的反斜線“/”

String urlEncoded = Base64.getUrlEncoder().encodeToString("subjects?abcd".getBytes("utf-8"));
System.out.println("Using URL Alphabet: " + urlEncoded);
// 輸出為:
Using URL Alphabet: c3ViamVjdHM_YWJjZA==

3）MIME編碼：使用基本的字母數(shù)字產(chǎn)生BASE64輸出，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。

StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (int t = 0; t < 10; ++t) {
 sb.append(UUID.randomUUID().toString());
}
byte[] toEncode = sb.toString().getBytes("utf-8");
String mimeEncoded = Base64.getMimeEncoder().encodeToString(toEncode);
System.out.println(mimeEncoded);

第三方實(shí)現(xiàn)Base64的API

首先便是常用的Apache Commons Codec library里面的org.apache.commons.codec.binary.Base64；
第二個(gè)便是Google Guava庫里面的com.google.common.io.BaseEncoding.base64() 這個(gè)靜態(tài)方法；
第三個(gè)是net.iharder.Base64，這個(gè)jar包就一個(gè)類；
最后一個(gè)，號(hào)稱Base64編碼速度最快的MigBase64，而且是10年前的實(shí)現(xiàn)，到現(xiàn)在是否能保持這個(gè)稱號(hào)，測一測便知道；

Base64編碼性能測試

上面講了一共7種實(shí)現(xiàn)Base64編碼，Jdk里面3種，第三方實(shí)現(xiàn)4種，一旦有選擇，則有必要將他們進(jìn)行一次高低對(duì)比，性能測試是最直接的方式

首先來定義兩個(gè)接口

private static interface Base64Codec
  {
    public String encode(final byte[] data);
    public byte[] decode(final String base64) throws IOException;
  }
  private static interface Base64ByteCodec
  {
    public byte[] encodeBytes(final byte[] data);
    public byte[] decodeBytes(final byte[] base64) throws IOException;
  }

兩個(gè)接口區(qū)別就是其中一個(gè)接口方法參數(shù)接收byte數(shù)組，返回byte數(shù)組，因?yàn)閎yte->byte相比String->byte或者byte->String性能上會(huì)快一點(diǎn)，所以區(qū)分兩組來測試

private static final Base64Codec[] m_codecs = { new GuavaImpl(), new JavaXmlImpl(),
    new Java8Impl(), new SunImpl(), new ApacheImpl(),new MiGBase64Impl(),new IHarderImpl() };
private static final Base64ByteCodec[] m_byteCodecs = {
    new ApacheImpl(), new Java8Impl(),new MiGBase64Impl(),new IHarderImpl() };

從上面看出，其中支持byte->byte只有4中API；

7個(gè)Base64的實(shí)現(xiàn)類

private static class Java8Impl implements Base64Codec, Base64ByteCodec
  {
    private final Base64.Decoder m_decoder = Base64.getDecoder();
    private final Base64.Encoder m_encoder = Base64.getEncoder();
    @Override
    public String encode(byte[] data) {
      return m_encoder.encodeToString(data);
    }
    @Override
    public byte[] decode(String base64) throws IOException {
      return m_decoder.decode(base64);
    }
    public byte[] encodeBytes(byte[] data) {
      return m_encoder.encode( data );
    }
    public byte[] decodeBytes(byte[] base64) throws IOException {
      return m_decoder.decode( base64 );
    }
  }
  private static class JavaXmlImpl implements Base64Codec //no byte[] implementation
  {
    public String encode(byte[] data) {
      return DatatypeConverter.printBase64Binary( data );
    }
    public byte[] decode(String base64) throws IOException {
      return DatatypeConverter.parseBase64Binary( base64 );
    }
  }
..............

后面代碼基本就是各種API實(shí)現(xiàn)Base64的代碼了，就不詳細(xì)列出。

主要測試手段是，生成100M的隨機(jī)數(shù)，分成100byte或者1000byte的塊，然后將他們分別編碼和解碼，記錄時(shí)間，如下方法

private static TestResult testByteCodec( final Base64ByteCodec codec, final List<byte[]> buffers ) throws IOException {
    final List<byte[]> encoded = new ArrayList<byte[]>( buffers.size() );
    final long start = System.currentTimeMillis();
    for ( final byte[] buf : buffers )
      encoded.add( codec.encodeBytes(buf) );
    final long encodeTime = System.currentTimeMillis() - start;
    final List<byte[]> result = new ArrayList<byte[]>( buffers.size() );
    final long start2 = System.currentTimeMillis();
    for ( final byte[] ar : encoded )
      result.add( codec.decodeBytes(ar) );
    final long decodeTime = System.currentTimeMillis() - start2;
    for ( int i = 0; i < buffers.size(); ++i )
    {
      if ( !Arrays.equals( buffers.get( i ), result.get( i ) ) )
        System.out.println( "Diff at pos = " + i );
    }
    return new TestResult( encodeTime / 1000.0, decodeTime / 1000.0 );
  }

測試結(jié)果

jvm參數(shù)：-Xms512m -Xmx4G