【Base64】JDK裏面實現Base64的API

原文出處： 成熟的毛毛蟲的博客

BASE64 編碼是一種經常使用的字符編碼，在不少地方都會用到。但base64不是安全領域下的加密解密算法。能起到安全做用的效果不好，並且很容易破解，他核心做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，並且base64特別適合在http，mime協議下快速傳輸數據。

JDK裏面實現Base64的API

在JDK1.6以前，JDK核心類一直沒有Base64的實現類，有人建議用Sun/Oracle JDK裏面的sun.misc.BASE64Encoder 和 sun.misc.BASE64Decoder，使用它們的優勢就是不須要依賴第三方類庫，缺點就是可能在將來版本會被刪除（用maven編譯會發出警告），並且性能不佳，後面會有性能測試。

JDK1.6中添加了另外一個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，不被不少開發者知道。

在Java 8在java.util包下面實現了BASE64編解碼API，並且性能不俗，API也簡單易懂，下面展現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，用於處理常規的需求

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

2）URL編碼：使用下劃線替換URL裏面的反斜線「/」

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

3）MIME編碼：使用基本的字母數字產生BASE64輸出，並且對MIME格式友好：每一行輸出不超過76個字符，並且每行以「\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

首先即是經常使用的Apache Commons Codec library裏面的org.apache.commons.codec.binary.Base64；

第二個即是Google Guava庫裏面的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；

最後一個，號稱Base64編碼速度最快的MigBase64，並且是10年前的實現，到如今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裏面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，由於byte->byte相比String->byte或者byte->String性能上會快一點，因此區分兩組來測試

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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 );          }      } ..............

後面代碼基本就是各類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，分紅100byte或者1000byte的塊，而後將他們分別編碼和解碼，記錄時間，以下方法

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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性能能夠接受，傳說MigBase64性能第一，那也是過去了，在此次測試結果中，新的java8 base64運行速度最好，javaXml表現次之。

總結

若是你須要一個性能好，可靠的Base64編解碼器，不要找JDK外面的了，java8裏面的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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