BASE64 編碼是一種常用的字符編碼，在很多地方都會用到。但base64不是安全領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，他核心作用應該是傳輸數據的正確性，有些網關或系統只能使用ASCII字符。Base64就是用來將非ASCII字符的數據轉換成ASCII字符的一種方法，而且base64特別適合在http，mime協議下快速傳輸數據。
JDK里面實現Base64的API
在JDK1.6之前，JDK核心類一直沒有Base64的實現類，有人建議用Sun/Oracle JDK里面的sun.misc.BASE64Encoder 和 sun.misc.BASE64Decoder，使用它們的優點就是不需要依賴第三方類庫，缺點就是可能在未來版本會被刪除（用maven編譯會發出警告），而且性能不佳，后面會有性能測試。
JDK1.6中添加了另一個Base64的實現，javax.xml.bind.DatatypeConverter兩個靜態方法parseBase64Binary 和 printBase64Binary，隱藏在javax.xml.bind包下面，不被很多開發者知道。
在Java 8在java.util包下面實現了BASE64編解碼API，而且性能不俗，API也簡單易懂，下面展示下這個類的使用例子。
java.util.Base64
該類提供了一套靜態方法獲取下面三種BASE64編解碼器：
1）Basic編碼：是標準的BASE64編碼，用于處理常規的需求
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// 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“/”
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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：使用基本的字母數字產生BASE64輸出，而且對MIME格式友好：每一行輸出不超過76個字符，而且每行以“\r\n”符結束。
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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); |
第三方實現Base64的API
首先便是常用的Apache Commons Codec library里面的org.apache.commons.codec.binary.Base64；
第二個便是Google Guava庫里面的com.google.common.io.BaseEncoding.base64() 這個靜態方法；
第三個是net.iharder.Base64，這個jar包就一個類；
最后一個，號稱Base64編碼速度最快的MigBase64，而且是10年前的實現，到現在是否能保持這個稱號，測一測便知道；
Base64編碼性能測試
上面講了一共7種實現Base64編碼，Jdk里面3種，第三方實現4種，一旦有選擇，則有必要將他們進行一次高低對比，性能測試是最直接的方式
首先來定義兩個接口
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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; } |
兩個接口區別就是其中一個接口方法參數接收byte數組，返回byte數組，因為byte->byte相比String->byte或者byte->String性能上會快一點，所以區分兩組來測試
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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Base64的實現類
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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實現Base64的代碼了，就不詳細列出。
主要測試手段是，生成100M的隨機數，分成100byte或者1000byte的塊，然后將他們分別編碼和解碼，記錄時間，如下方法
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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 ); } |
測試結果
jvm參數：-Xms512m -Xmx4G
一切都很明顯了，從上面看出，sun的表現不是很好，IHarder和MigBase64性能可以接受，傳說MigBase64性能第一，那也是過去了，在這次測試結果中，新的java8 base64運行速度最好，javaXml表現次之。
總結
如果你需要一個性能好，可靠的Base64編解碼器，不要找JDK外面的了，java8里面的java.util.Base64以及java6中隱藏很深的javax.xml.bind.DatatypeConverter,他們兩個都是不錯的選擇。
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