新特性09| Base64

简介

Base64 is a binary-to-text encoding scheme that represents binary data in a printable ASCII string format by translating it into a radix-64 representation. Each Base64 digit represents exactly 6 bits of binary data.

（译文）Base64是一个二进制转换为文本的编码方案，它将二进制数转为radix-64编码数，从而能用ASCII字符串表示二进制数，每一个Base64数刚好能表示6为二进制数。

说明

Base64用来防止信息系统传输的数据被改变，例如在email中，可能不是8位清洁的（可能会是8位乱码）。比如在邮件中添加了图片附件，然后希望图片到达后不会出现乱码等情况。邮件程序可以用Base64编码图片附件，然后将其以相应的文本形式插入到邮件信息中。
Java8目前内置了Base64的编码器和译码器，通过静态方法可以获取到下方3种编译码器：
- 基本：输出被映射到一组字符A-Za-z0-9+/，编码不添加任何行标，输出的解码仅支持A-Za-z0-9+/；
- URL：输出被映射到一组字符A-Za-z0-9+_，输出是URL和文件；
- MIME（Multipurpose Internet Mail Extensions，多用途互联网邮件扩展类型）：输出被映射到MIME的友好格式。输出每行不超过76字符，并且使用回车符’\r’加换行符’\n’作为分割。编码输出最后没有行分割符。

tip:回车符(carriage return, ‘\r’)使光标移到行首，换行符(line feed, ‘\n’)是使光标下移一行。

Base64编码和译码

Base64依靠一个简单的编码和译码算法。它使用一个含65个字符的US-ASCII字符集，其中前64个字符每个都按顺序映射为一个6位二进制数。下方为映射表：

Value	Encoding	Value	Encoding	Value	Encoding	Value	Encoding
0	A	17	R	34	i	51	z
1	B	18	S	35	j	52	0
2	C	19	T	36	k	53	1
3	D	20	U	37	l	54	2
4	E	21	V	38	m	55	3
5	F	22	W	39	n	56	4
6	G	23	X	40	o	57	5
7	H	24	Y	41	p	58	6
8	I	25	Z	42	q	59	7
9	J	26	a	43	r	60	8
10	K	27	b	44	s	61	9
11	L	28	c	45	t	62	+
12	M	29	d	46	u	63	/
13	N	30	e	47	v
14	O	31	f	48	w	(pad)	=
15	P	32	g	49	x
16	Q	33	h	50	y

Note: 第65个字符（=）用于填补空白，比如用1个或2个’=’将字符串填充到适当长度。

Base64实例

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

public class Java8Tester {
    public static void main(String[] args) {
        // 定义一个字符串
        String basicStr = "http://localhost:8080/search?id=1";

        // 基本编码
        String base64EncodedString = Base64.getEncoder().encodeToString(basicStr.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
        System.out.println("Base64 编码字符串 (基本) :" + base64EncodedString);
        // 基本解码
        byte[] base64DecodedBytes = Base64.getDecoder().decode(base64EncodedString);
        System.out.println("原始字符串: " + new String(base64DecodedBytes, StandardCharsets.UTF_8));
        System.out.println("---------------------------------------------------------------------\n");

        // URL编码
        base64EncodedString = Base64.getUrlEncoder().encodeToString(basicStr.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
        System.out.println("Base64 编码字符串 (URL) :" + base64EncodedString);
        // URL译码
        byte[] base64UrlDecodeBytes = Base64.getUrlDecoder().decode(base64EncodedString);
        System.out.println("原始字符串： " + new String(base64UrlDecodeBytes, StandardCharsets.UTF_8));
        System.out.println("---------------------------------------------------------------------\n");

        // 构建一个由10个UUID随机组成的字符串
        // UUID(Universally Unique Identifier, 通用唯一识别码)
        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
        for (int i = 0; i < 10; ++i) {
            stringBuilder.append(UUID.randomUUID().toString());
        }
        byte[] mimeBytes = stringBuilder.toString().getBytes(StandardCharsets.UTF_8);

        // MIME编码
        String mimeEncodedString = Base64.getMimeEncoder().encodeToString(mimeBytes);
        System.out.println("Base64 编码字符串 (MIME) :" + mimeEncodedString);

        // MIME译码
        byte[] mimeDecodedBytes = Base64.getMimeDecoder().decode(mimeEncodedString);
        System.out.println("原始字符串： " + new String(mimeDecodedBytes, StandardCharsets.UTF_8));

    }
}

输出：

Base64 编码字符串 (基本) :aHR0cDovL2xvY2FsaG9zdDo4MDgwL3NlYXJjaD9pZD0x
原始字符串: http://localhost:8080/search?id=1
---------------------------------------------------------------------

Base64 编码字符串 (URL) :aHR0cDovL2xvY2FsaG9zdDo4MDgwL3NlYXJjaD9pZD0x
原始字符串： http://localhost:8080/search?id=1
---------------------------------------------------------------------

Base64 编码字符串 (MIME) :ZDM4MmEwNDgtNzZjMy00OWM4LTlhMzQtYmVlOWU2YTNhMDAyYzQxZTIwMjItMTRhOC00ZTc3LThk
YTYtNzQ5NTJlZmI0ZGRmMDhmODA0NTYtMzRkZC00YzExLWE3YTgtNjg5YTU1NGI2NjVlOGFhYjk2
MzUtZjVkOS00MjAzLWE1NzgtM2I3OWM2ZDFlYmM2MTZjZmQ5MDEtNWQ2ZC00ZjNkLWIzNTYtOWVl
YWY3OTY2ZTU4ZGRiOTFlOGYtZWM4My00NzE4LThlZmMtZGZkZDY2YWE3ZTc1MjYyOWZiYWUtNjU4
Ni00NGRhLTgzNDAtY2VlM2NjOWJjYjk1MjkzNzFmNzMtZGNkOS00NjljLWFlMDItZmQ5YTNjYzM4
MjE5ZmJhM2Q0MzgtYmE1Zi00YzRhLTkxZWMtNTBiYjU3YTg1YzZjYzkyOWQyMTItOWNjOS00MDlh
LTg4N2YtZGY4YjAzMjVlOWI1
原始字符串： d382a048-76c3-49c8-9a34-bee9e6a3a002c41e2022-14a8-4e77-8da6-74952efb4ddf08f80456-34dd-4c11-a7a8-689a554b665e8aab9635-f5d9-4203-a578-3b79c6d1ebc616cfd901-5d6d-4f3d-b356-9eeaf7966e58ddb91e8f-ec83-4718-8efc-dfdd66aa7e752629fbae-6586-44da-8340-cee3cc9bcb9529371f73-dcd9-469c-ae02-fd9a3cc38219fba3d438-ba5f-4c4a-91ec-50bb57a85c6cc929d212-9cc9-409a-887f-df8b0325e9b5

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