java:7种Base64编码和解码功能详解和性能比较 - 乐在其中 - CSDN博客

Java 8新特性探究(十一)Base64详解

BASE64 编码是一种常用的字符编码,在很多地方都会用到。但base64不是安全领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,他核心作用应该是传输数据的正确性,有些网关或系统只能使用ASCII字符。Base64就是用来将非ASCII字符的数据转换成ASCII字符的一种方法,而且base64特别适合在http,mime协议下快速传输数据。

JDK里面实现Base64的API

在JDK1.6之前,JDK核心类一直没有Base64的实现类,有人建议用Sun/Oracle JDK里面的sun.misc.BASE64Encoder 和 sun.misc.BASE64Decoder,使用它们的优点就是不需要依赖第三方类库,缺点就是可能在未来版本会被删除(用maven编译会发出警告),而且性能不佳,后面会有性能测试。

JDK1.6中添加了另一个Base64的实现,javax.xml.bind.DatatypeConverter两个静态方法parseBase64Binary 和 printBase64Binary,隐藏在javax.xml.bind包下面,不被很多开发者知道。

在Java 8在java.util包下面实现了BASE64编解码API,而且性能不俗,API也简单易懂,下面展示下这个类的使用例子。

java.util.Base64

该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:是标准的BASE64编码,用于处理常规的需求

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// 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

2)URL编码:使用下划线替换URL里面的反斜线“/”

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String urlEncoded = Base64.getUrlEncoder().encodeToString(`"subjects?abcd".getBytes("utf-8"`));

System.out.println(`"Using URL Alphabet: " + urlEncoded);`

// 输出为:

Using URL Alphabet: c3ViamVjdHM_YWJjZA==

3)MIME编码: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。

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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);

第三方实现Base64的API

首先便是常用的Apache Commons Codec library里面的org.apache.commons.codec.binary.Base64;

第二个便是Google Guava库里面的com.google.common.io.BaseEncoding.base64() 这个静态方法;

第三个是net.iharder.Base64,这个jar包就一个类;

最后一个,号称Base64编码速度最快的MigBase64,而且是10年前的实现,到现在是否能保持这个称号,测一测便知道;

Base64编码性能测试

上面讲了一共7种实现Base64编码,Jdk里面3种,第三方实现4种,一旦有选择,则有必要将他们进行一次高低对比,性能测试是最直接的方式

首先来定义两个接口

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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;`

}

两个接口区别就是其中一个接口方法参数接收byte数组,返回byte数组,因为byte->byte相比String->byte或者byte->String性能上会快一点,所以区分两组来测试

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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() };

从上面看出,其中支持byte->byte只有4中API;

7个Base64的实现类

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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 );

}

}

..............

后面代码基本就是各种API实现Base64的代码了,就不详细列出。

主要测试手段是,生成100M的随机数,分成100byte或者1000byte的块,然后将他们分别编码和解码,记录时间,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 );`

}

测试结果

jvm参数:-Xms512m -Xmx4G

一切都很明显了,从上面看出,sun的表现不是很好,IHarder和MigBase64性能可以接受,传说MigBase64性能第一,那也是过去了,在这次测试结果中,新的java8 base64运行速度最好,javaXml表现次之。

总结

如果你需要一个性能好,可靠的Base64编解码器,不要找JDK外面的了,java8里面的java.util.Base64以及java6中隐藏很深的javax.xml.bind.DatatypeConverter,他们两个都是不错的选择。


Original url: Access
Created at: 2019-10-29 18:58:05
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