Java 8实现BASE64编解码

作者：chszs，转载需注明。博客主页：http://blog.csdn.net/chszs

Java一直缺少BASE64编码 API，以至于通常在项目开发中会选用第三方的API实现。但是，Java 8实现了BASE64编解码API，它包含到java.util包。下面我会对Java 8的BASE64 API做一个介绍。

java.util.Base64工具类提供了一套静态方法获取下面三种BASE64编解码器：

1）Basic编码
2）URL编码
3）MIME编码

Basic编码是标准的BASE64编码，用于处理常规的需求：输出的内容不添加换行符，而且输出的内容由字母加数字组成。下面是用法：

// 编码
String asB64 = Base64.getEncoder().encodeToString("some string".getBytes("utf-8"));
System.out.println(asB64); // 输出为: c29tZSBzdHJpbmc=
 
// 解码
byte[] asBytes = Base64.getDecoder().decode("c29tZSBzdHJpbmc=");
System.out.println(new String(asBytes, "utf-8")); // 输出为: some string

与早期处理BASE64编码需求相比，不可能更简单了。因为无需外部依赖：commons-codec或sun.misc.BASE64Decoder或JAXB的DatatypeConverter。

URL编码也是我们经常会面对的需求，但由于URL对反斜线“/”有特殊的意义，因此URL编码需要替换掉它，使用下划线替换。比如下面的例子：

String basicEncoded = Base64.getEncoder().encodeToString("subjects?abcd".getBytes("utf-8"));
System.out.println("Using Basic Alphabet: " + basicEncoded);
 
String urlEncoded = Base64.getUrlEncoder().encodeToString("subjects?abcd".getBytes("utf-8"));
System.out.println("Using URL Alphabet: " + urlEncoded);
// 输出为:
Using Basic Alphabet: c3ViamVjdHM/YWJjZA==
Using URL Alphabet: c3ViamVjdHM_YWJjZA==

上面的例子可以看出，如果是使用基本的编码器，那么输出可能会包含反斜线“/”字符，但是如果使用URL编码器，那么输出的内容对URL来说是安全的。

MIME编码器会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。比如下面的例子：

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);
// 输出为:
NDU5ZTFkNDEtMDVlNy00MDFiLTk3YjgtMWRlMmRkMWEzMzc5YTJkZmEzY2YtM2Y2My00Y2Q4LTk5
ZmYtMTU1NzY0MWM5Zjk4ODA5ZjVjOGUtOGMxNi00ZmVjLTgyZjctNmVjYTU5MTAxZWUyNjQ1MjJj
NDMtYzA0MC00MjExLTk0NWMtYmFiZGRlNDk5OTZhMDMxZGE5ZTYtZWVhYS00OGFmLTlhMjgtMDM1
ZjAyY2QxNDUyOWZiMjI3NDctNmI3OC00YjgyLThiZGQtM2MyY2E3ZGNjYmIxOTQ1MDVkOGQtMzIz
Yi00MDg0LWE0ZmItYzkwMGEzNDUxZTIwOTllZTJiYjctMWI3MS00YmQzLTgyYjUtZGRmYmYxNDA4
Mjg3YTMxZjMxZmMtYTdmYy00YzMyLTkyNzktZTc2ZDc5ZWU4N2M5ZDU1NmQ4NWYtMDkwOC00YjIy
LWIwYWItMzJiYmZmM2M0OTBm

java.util.Base64类封装了所有的BASE64编码器和解码器，还支持流的封装——这是一个非常优雅的构造——包括编码和效率都很高（无需缓冲Buffer）——即编码器和解码器的输入和输出无需缓冲Buffer。下面我们以一个例子来说明编码器是怎样封装FileOutputStream，以及解码器是怎样封装FileInputStream的，两者皆不需要缓冲Buffer：

public void wrapping() throws IOException {
  String src = "This is the content of any resource read from somewhere" +
    " into a stream. This can be text, image, video or any other stream.";

  // 编码器封装OutputStream, 文件/tmp/buff-base64.txt的内容是BASE64编码的形式
  try (OutputStream os = Base64.getEncoder().wrap(newFileOutputStream("/tmp/buff-base64.txt"))) {
    os.write(src.getBytes("utf-8"));
  }

  // 解码器封装InputStream, 以及以流的方式解码, 无需缓冲
  // is being consumed. There is no need to buffer the content of the file just for decoding it.
  try (InputStream is = Base64.getDecoder().wrap(newFileInputStream("/tmp/buff-base64.txt"))) {
    int len;
    byte[] bytes = new byte[100];
    while ((len = is.read(bytes)) != -1) {
      System.out.print(new String(bytes, 0, len, "utf-8"));
    }
  }
}