為什麼要用Base64編碼

在網路中傳輸資料都是使用ascii方式傳輸。對於一些圖片、視訊等資料，可能就會被編碼成ascii中不可見部分的編碼。網路中不同的路由裝置處理方式不同，有可能就會把這部分資料弄丟了。為了保證資料傳輸的正確性，可以使用Base64編碼將這些不可見資料編碼成可見資料。

Java實現Base64編解碼的幾種方法

方法一

使用sun.misc包中的BASE64Encoder和BASE64Decoder類進行編解碼。這種方式比較古老，不推薦使用。

程式碼如下：

  /**
   * sun.misc方式Base64編碼
   * @param str
   * 
 
@return
   */
  public static String encodeBySunMisc(String str) {
    try {
      return new BASE64Encoder().encode(str.getBytes("UTF-8"));
    } catch (UnsupportedEncodingException e) {
      e.printStackTrace();
      return "";
    }
  }

  /**
   * sun.misc方式Base64解碼
   * @param str
   * @return
   */
 

  public static String decodeBySunMisc(String str) {
    try {
      byte[] result = new BASE64Decoder().decodeBuffer(str);
      return new String(result);
    } catch (IOException e) {
      e.printStackTrace();
      return "";
    }
  }

sun.misc的Base64工具雖然在jdk中，但是並不屬於標準庫，所以在Eclipse中無法直接使用。可以通過手動引入方式使用。
解決方法：
右鍵工程->Properties->Java Build Path->Libraries，點選Add External Jars，選擇%JAVA_HOME%\jre\lib\rt.jar即可。

方法二

使用Apache的commons-code包。這種方式比sun.misc方式要稍快一些。

程式碼如下

  /**
   * commons-code方式Base64編碼
   * @param str
   * @return
   */
  public static String encodeByCommonsCode(String str) {
    byte[] result;
    try {
      result = org.apache.commons.codec.binary.Base64.encodeBase64(str.getBytes("UTF-8"));
      return new String(result);
    } catch (UnsupportedEncodingException e) {
      e.printStackTrace();
      return "";
    }
  }
  
  /**
   * commons-code方式Base64解碼
   * @param str
   * @return
   */
  public static String decodeByCommonsCode(String str) {
    byte[] result = org.apache.commons.codec.binary.Base64.decodeBase64(str.getBytes());
    return new String(result);
  }

使用commons-code需要引入依賴。以gradle工程為例，需要在build.gradle中新增以下行：

implementation 'commons-codec:commons-codec:1.11'

方法三

使用Apache的xerces工具。這個工具主要用於解析xml的，具有Base64編解碼功能。

程式碼如下：

  /**
   * xerces方式Base64解碼
   * @param str
   * @return
   */
  public static String decodeByXerces(String str) {
    try {
      byte[] result = com.sun.org.apache.xerces.internal.impl.dv.util.Base64.decode(str);
      return new String(result);
    } catch (Exception e) {
      e.printStackTrace();
      return "";
    }
  }
  
  /**
   * Java8中的Base64編碼
   * @param str
   * @return
   */
  public static String encodeByJava8(String str) {
    try {
      return Base64.getEncoder().encodeToString(str.getBytes("UTF-8"));
    } catch (Exception e) {
      e.printStackTrace();
      return "";
    }
  }

方法四

Java8的util套件中已經自帶Base64編解碼工具，並且效率非常高，推薦使用這種方式。

程式碼如下：

  /**
   * Java8中的Base64編碼
   * @param str
   * @return
   */
  public static String encodeByJava8(String str) {
    try {
      return Base64.getEncoder().encodeToString(str.getBytes("UTF-8"));
    } catch (Exception e) {
      e.printStackTrace();
      return "";
    }
  }
  
  /**
   * Java8中的Base64解碼
   * @param str
   * @return
   */
  public static String decodeByJava8(String str) {
    byte[] result = Base64.getDecoder().decode(str.getBytes());
    return new String(result);
  }

測試幾種編碼效果：

測試程式碼如下：

  private static void testEncodeAndDecode(String src) {
    String encedeStr1 = encodeBySunMisc(src);
    System.out.println("encode by sun misc: " + encedeStr1);
    
    String decedeStr1 = decodeBySunMisc(encedeStr1);
    System.out.println("decode by sun misc: " + decedeStr1);
    
    
    String encedeStr2 = encodeByCommonsCode(src);
    System.out.println("encode by commons-code: " + encedeStr2);
    
    String decedeStr2 = decodeByCommonsCode(encedeStr2);
    System.out.println("decode by commons-code: " + decedeStr2);

    
    String encedeStr3 = encodeByXerces(src);
    System.out.println("encode by xerces: " + encedeStr3);
    
    String decodeStr3 = decodeByXerces(encedeStr3);
    System.out.println("decode by xerces: " + decodeStr3);

    
    String encedeStr4 = encodeByJava8(src);
    System.out.println("encode by java8: " + encedeStr4);
    
    String decedeStr4 = decodeByJava8(encedeStr4);
    System.out.println("decode by java8: " + decedeStr4);
  }

測試結果如下：

encode by sun misc: YWJjZGVmZ2hpamtsbW5vcHFyc3Q7
decode by sun misc: abcdefghijklmnopqrst;
encode by commons-code: YWJjZGVmZ2hpamtsbW5vcHFyc3Q7
decode by commons-code: abcdefghijklmnopqrst;
encode by xerces: YWJjZGVmZ2hpamtsbW5vcHFyc3Q7
decode by xerces: abcdefghijklmnopqrst;
encode by java8: YWJjZGVmZ2hpamtsbW5vcHFyc3Q7
decode by java8: abcdefghijklmnopqrst;

比較一下幾種編解碼的效率。對每種編碼方式使用20+個字元先進行編碼，再進行解碼，共執行100萬次，比較一下總的執行時間。

測試程式碼如下：

  // 測試sun.misc編解碼效率
  private static void testSunMisc(String src) {
    long begin = System.currentTimeMillis();
    for(int i = 0; i < 1000000; i++) {
      String encedeStr1 = encodeBySunMisc(src + i);
      decodeBySunMisc(encedeStr1);
    }
    long finish = System.currentTimeMillis();
    System.out.println("sun misc consume: " + (finish - begin) + "ms");
  }
  
  // 測試commons-code編解碼效率
  private static void testCommonsCode(String src) {
    long begin = System.currentTimeMillis();
    for(int i = 0; i < 1000000; i++) {
      String encedeStr1 = encodeByCommonsCode(src + i);
      decodeByCommonsCode(encedeStr1);
    }
    long finish = System.currentTimeMillis();
    System.out.println("commons-code consume: " + (finish - begin) + "ms");
  }

  // 測試xerces編解碼效率
  private static void testXerces(String src) {
    long begin = System.currentTimeMillis();
    for(int i = 0; i < 1000000; i++) {
      String encedeStr1 = encodeByXerces(src + i);
      decodeByXerces(encedeStr1);
    }
    long finish = System.currentTimeMillis();
    System.out.println("xerces consume: " + (finish - begin) + "ms");
  }

  // 測試Java8編解碼效率
  private static void testJava8(String src) {
    long begin = System.currentTimeMillis();
    for(int i = 0; i < 1000000; i++) {
      String encedeStr1 = encodeByJava8(src + i);
      decodeByJava8(encedeStr1);
    }
    long finish = System.currentTimeMillis();
    System.out.println("java 8 consume: " + (finish - begin) + "ms");
  }public static void main(String[] args) {
    String src = "abcdefghijklmnopqrst;";

    testSunMisc(src);
    testCommonsCode(src);
    testXerces(src);
    testJava8(src);
  }

總共測試3次，輸出結果如下：

commons-code consume: 3337ms
sun misc consume: 6532ms
xerces consume: 554ms
java 8 consume: 547ms

commons-code consume: 3148ms
sun misc consume: 6445ms
xerces consume: 498ms
java 8 consume: 466ms

commons-code consume: 3442ms
sun misc consume: 6674ms
xerces consume: 470ms
java 8 consume: 512ms

結論

古老的sun.misc方式效率最低，而xerces和Java8方式效率最高。由於Java8的便利性，推薦直接使用Java8中自帶的Base64工具進行編解碼。