一、序言

之前在做头马演讲俱乐部哼哈官可视化汇报报告时，为了方便大家移动端查看可视化报告，而不是通过点击链接这种生硬的方式，专门研究了下如何生成二维码。

在Github上有个第三方库，来自google的 zxing，这个库能生成各种条形码，如：二维码、支付条形码等。下面是zxing支持的一些格式：

今天我们重点研究一下关于通过zxing生成二维码的一些参数，以及从哪里找到这些文档和介绍。

二、找资料

1、寻觅文档

有点小尴尬的是，zxing生成二维码Java相关的API并没有明确的相关解释以及使用示例，笔者也是在zxing的github上发现了一个在线生成二维码的网站，在线二维码生成器。备注：这个网站需要翻墙，不然访问不了。这里重点介绍一下图中error_correction_level 这个参数，二维码支持4种级别的错误校正，错误校正主要用来做缺失、误读或者遮盖数据修复。二维码越冗余也就意味着只能存储更少的数据，错误校正级别主要有如下4级：

L - 默认级别，可以做到即使丢失7%的数据也能正常识别。

M - 中级，可以做到即使丢失15%的数据也能正常识别。

Q - 中上级，可以做到即使丢失25%的数据也能正常识别。

H - 高级，可以做到即使丢失30%的数据也能正常识别。

备注：所谓错误校正，说句大白话就是如果二维码有缺失，或者部分二维码有遮挡，还能不能被正常识别。级别越高，容错率也就越高。

当我们用不同级别生成二维码时，二维码的密集度也会不一样，错误校正级别越高，生成的二维码越分散。

2、寻觅代码

前面那个需要翻墙的在线二维码生成器实际上就是一个古老的Servlet应用，在zxing的源码里找到zxingorg这个目录，这就是那个在线二维码生成器的源码了。生成二维码的核心逻辑在ChartServlet这个类里，如下：

接下来我们直接在doEncode方法里就能找到生成二维码的逻辑，还是非常简单的，代码如下：

private static void doEncode(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, boolean isPost)
      throws IOException {
    ChartServletRequestParameters parameters;
    try {
      parameters = doParseParameters(request, isPost);
    } catch (IllegalArgumentException | NullPointerException e) {
      response.sendError(HttpServletResponse.SC_BAD_REQUEST, e.toString());
      return;
    }
    Map<EncodeHintType,Object> hints = new EnumMap<>(EncodeHintType.class);
    hints.put(EncodeHintType.MARGIN, parameters.getMargin());
    if (!StandardCharsets.ISO_8859_1.equals(parameters.getOutputEncoding())) {
      // Only set if not QR code default
      hints.put(EncodeHintType.CHARACTER_SET, parameters.getOutputEncoding().name());
    }
    hints.put(EncodeHintType.ERROR_CORRECTION, parameters.getEcLevel());
    BitMatrix matrix;
    try {
      matrix = new QRCodeWriter().encode(parameters.getText(),
                                         BarcodeFormat.QR_CODE,
                                         parameters.getWidth(),
                                         parameters.getHeight(),
                                         hints);
    } catch (WriterException we) {
      response.sendError(HttpServletResponse.SC_BAD_REQUEST, we.toString());
      return;
    }
    String requestURI = request.getRequestURI();
    if (requestURI == null) {
      response.sendError(HttpServletResponse.SC_BAD_REQUEST);
      return;
    }
    int lastDot = requestURI.lastIndexOf('.');
    String imageFormat;
    if (lastDot > 0) {
      imageFormat = requestURI.substring(lastDot + 1).toUpperCase(Locale.ROOT);
      // Special-case jpg -> JPEG
      if ("JPG".equals(imageFormat)) {
        imageFormat = "JPEG";
      }
    } else {
      imageFormat = "PNG";
    }
    String contentType;
    switch (imageFormat) {
      case "PNG":
        contentType = "image/png";
        break;
      case "JPEG":
        contentType = "image/jpeg";
        break;
      case "GIF":
        contentType = "image/gif";
        break;
      default:
        throw new IllegalArgumentException("Unknown format " + imageFormat);
    }
    ByteArrayOutputStream imageOut = new ByteArrayOutputStream(1024);
    MatrixToImageWriter.writeToStream(matrix, imageFormat, imageOut);
    byte[] imageData = imageOut.toByteArray();
    response.setContentType(contentType);
    response.setContentLength(imageData.length);
    response.setHeader("Cache-Control", "public");
    response.getOutputStream().write(imageData);
  }

三、代码示例

首先引入zxing的依赖，如下：

<dependency>
     <groupId>com.google.zxing</groupId>
     <artifactId>javase</artifactId>
     <version>3.5.0</version>
 </dependency>

1、简单的二维码

由于平台上二维码图片会被当做违规，无法查看，因此这里就不贴二维码示例了。

Map<EncodeHintType, Object> hints = new HashMap<>();
hints.put(EncodeHintType.CHARACTER_SET, StandardCharsets.UTF_8.name());
hints.put(EncodeHintType.ERROR_CORRECTION, ErrorCorrectionLevel.H);
String content = "https://www.baidu.com";
String qrCodePath = "C:\\Users\\mc\\Desktop\\qrcode.png";
QRCodeWriter qrCodeWriter = new QRCodeWriter();
BitMatrix bitMatrix = qrCodeWriter.encode(content, BarcodeFormat.QR_CODE, 300, 300, hints);
MatrixToImageWriter.writeToPath(bitMatrix, "png", Paths.get(qrCodePath));

2、带颜色的二维码

Map<EncodeHintType, Object> hints = new HashMap<>();
hints.put(EncodeHintType.CHARACTER_SET, StandardCharsets.UTF_8.name());
hints.put(EncodeHintType.ERROR_CORRECTION, ErrorCorrectionLevel.H);
String content = "https://www.baidu.com";
String qrCodePath = "C:\\Users\\mc\\Desktop\\qrcode.png";
// 生成带颜色的二维码, 指定前景色和后景色即可
MatrixToImageConfig matrixToImageConfig = new MatrixToImageConfig(Color.GREEN.getRGB(), Color.WHITE.getRGB());
QRCodeWriter qrCodeWriter = new QRCodeWriter();
BitMatrix bitMatrix = qrCodeWriter.encode(content, BarcodeFormat.QR_CODE, 300, 300, hints);
MatrixToImageWriter.writeToPath(bitMatrix, "png", Paths.get(qrCodePath), matrixToImageConfig);

3、带logo的二维码

Map<EncodeHintType, Object> hints = new HashMap<>();
hints.put(EncodeHintType.CHARACTER_SET, StandardCharsets.UTF_8.name());
hints.put(EncodeHintType.ERROR_CORRECTION, ErrorCorrectionLevel.H);
String content = "https://www.baidu.com";
String qrCodePath = "C:\\Users\\mc\\Desktop\\qrcode.png";
String logoPath = "C:\\Users\\mc\\Desktop\\logo_mini.png";
QRCodeWriter qrCodeWriter = new QRCodeWriter();
BitMatrix bitMatrix = qrCodeWriter.encode(content, BarcodeFormat.QR_CODE, 300, 300, hints);
// 写入输出流
ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
MatrixToImageWriter.writeToStream(bitMatrix, DEFAULT_FORMAT, baos);
ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream(baos.toByteArray());
BufferedImage qrCodeImage = ImageIO.read(bais);
Graphics2D graphics2D = qrCodeImage.createGraphics();
BufferedImage logoImage = ImageIO.read(Paths.get(logoPath).toFile());
// 这里将logo的位置居中
int logoX = (qrCodeImage.getWidth() - logoImage.getWidth()) / 2;
int logoY = (qrCodeImage.getHeight() - logoImage.getHeight()) / 2;
// 在二维码画布上绘图
graphics2D.drawImage(logoImage, null, logoX, logoY);
graphics2D.dispose();
// 输出绘制后logo的二维码图片
ImageIO.write(qrCodeImage, "png", Paths.get(qrCodePath).toFile());

备注：这里需要注意一下logo的图片尺寸，占用太大会导致二维码无法识别，同时最好将error_correction_level设置为高级，增加容错率。

四、工具类封装

核心代码比较简单，随手简单封装了一下，zxing还是很强大的，点个赞。

/**
 * @author 刘亚楼
 * @date 2022/9/22
 */
public abstract class QrCodeUtils {
  /**
   * 默认生成的文件
   */
  private static final String DEFAULT_FORMAT = "png";
  /**
   * 默认额外参数：可设置字符集、容错级别
   */
  private static final Map<EncodeHintType, Object> DEFAULT_HINTS = new HashMap<>();
  static {
    DEFAULT_HINTS.put(EncodeHintType.CHARACTER_SET, StandardCharsets.UTF_8.name());
    DEFAULT_HINTS.put(EncodeHintType.ERROR_CORRECTION, ErrorCorrectionLevel.H);
  }
  /**
   * 生成绿码
   * @param content 二维码展示内容
   * @param width 二维码图片宽度
   * @param height 二维码图片高度
   * @return 图片二进制流
   * @throws Exception
   */
  public static byte[] generateGreenQrCodeAsByteArray(String content, int width, int height) throws Exception {
    return generateQrCodeAsByteArray(content, width, height, Color.GREEN.getRGB(), Color.WHITE.getRGB());
  }
  /**
   * 生成二维码并转为二进制流
   * @param content 二维码展示内容
   * @param width 二维码图片宽度
   * @param height 二维码图片高度
   * @param onColorAsRGB 二维码数据图案颜色
   * @param offColorAsRGB 二维码背景色
   * @return 图片二进制流
   * @throws Exception
   */
  public static byte[] generateQrCodeAsByteArray(String content, int width, int height, int onColorAsRGB, int offColorAsRGB) throws Exception {
    ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
    generateQrCodeAsByteArray(baos, content, width, height, onColorAsRGB, offColorAsRGB);
    return baos.toByteArray();
  }
  /**
   * 生成二维码
   * @param os 输出流
   * @param content 二维码展示内容
   * @param width 二维码图片宽度
   * @param height 二维码图片高度
   * @param onColorAsRGB 二维码数据图案颜色
   * @param offColorAsRGB 二维码背景色
   * @throws Exception
   */
  public static void generateQrCodeAsByteArray(OutputStream os, String content, int width, int height, int onColorAsRGB, int offColorAsRGB) throws Exception {
    QRCodeWriter qrCodeWriter = new QRCodeWriter();
    BitMatrix bitMatrix = qrCodeWriter.encode(content, BarcodeFormat.QR_CODE, width, height, DEFAULT_HINTS);
    MatrixToImageConfig matrixToImageConfig = new MatrixToImageConfig(onColorAsRGB, offColorAsRGB);
    MatrixToImageWriter.writeToStream(bitMatrix, DEFAULT_FORMAT, os, matrixToImageConfig);
  }
  /**
   * 生成二维码
   * @param path 文件路径
   * @param content 二维码展示内容
   * @param width 二维码图片宽度
   * @param height 二维码图片高度
   * @param onColorAsRGB 二维码数据图案颜色
   * @param offColorAsRGB 二维码背景色
   * @throws Exception
   */
  public static void generateQrCodeAsByteArray(String path, String content, int width, int height, int onColorAsRGB, int offColorAsRGB) throws Exception {
    QRCodeWriter qrCodeWriter = new QRCodeWriter();
    BitMatrix bitMatrix = qrCodeWriter.encode(content, BarcodeFormat.QR_CODE, width, height, DEFAULT_HINTS);
    MatrixToImageConfig matrixToImageConfig = new MatrixToImageConfig(onColorAsRGB, offColorAsRGB);
    MatrixToImageWriter.writeToPath(bitMatrix, DEFAULT_FORMAT, Paths.get(path), matrixToImageConfig);
  }
  public static byte[] attachLogoInTheMiddle(InputStream qrCodeIs, InputStream logoIs) throws Exception {
    ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
    attachLogoInTheMiddle(qrCodeIs, logoIs, baos);
    return baos.toByteArray();
  }
  /**
   * 二维码中间插入logo
   * @param qrCodeIs 二维码输入流
   * @param logoIs logo输入流
   * @param dest 输出路径
   * @throws Exception
   */
  public static void attachLogoInTheMiddle(InputStream qrCodeIs, InputStream logoIs, OutputStream dest) throws Exception {
    BufferedImage qrCodeImage = ImageIO.read(qrCodeIs);
    BufferedImage logoImage = ImageIO.read(logoIs);
    Graphics2D graphics2D = qrCodeImage.createGraphics();
    // 这里将logo的位置居中
    int logoX = (qrCodeImage.getWidth() - logoImage.getWidth()) / 2;
    int logoY = (qrCodeImage.getHeight() - logoImage.getHeight()) / 2;
    graphics2D.drawImage(logoImage, null, logoX, logoY);
    graphics2D.dispose();
    ImageIO.write(qrCodeImage, DEFAULT_FORMAT, dest);
  }
  /**
   * 重置图片大小
   * @param rawImage 原图片
   * @param targetWidth 目标图片宽度
   * @param targetHeight 目标图片高度
   * @return
   */
  public static BufferedImage resizeImage(BufferedImage rawImage, int targetWidth, int targetHeight) {
    Image scaledImage = rawImage.getScaledInstance(targetWidth, targetHeight, Image.SCALE_AREA_AVERAGING);
    BufferedImage resizedImage = new BufferedImage(targetWidth, targetHeight, BufferedImage.TYPE_INT_RGB);
    resizedImage.getGraphics().drawImage(scaledImage, 0, 0, null);
    return resizedImage;
  }
}

Java如何生成花里胡哨的二维码

目录

一、序言

二、找资料

1、寻觅文档

三、代码示例

1、简单的二维码

2、带颜色的二维码

3、带logo的二维码

四、工具类封装

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