java后端生成图片验证码并转化成base64

package com.ucf.staging.utils;

import sun.misc.BASE64Decoder;
import sun.misc.BASE64Encoder;

import javax.imageio.ImageIO;
import javax.imageio.stream.FileImageOutputStream;
import java.awt.*;
import java.awt.image.BufferedImage;
import java.io.*;
import java.util.Random;


/**

 * 生成随机数字或字母串，以图像方式显示，用于人工识别，使程序很难识别。

 * 减小系统被程序自动攻击的可能性。

 * 生成的图形颜色由红、黑、蓝、紫4中随机组合而成，数字或字母垂直方向位置在

 * 一定范围内也是随机的，减少被程序自动识别的几率。

 * 由于数字的0，1，2易和字母的o，l,z混淆，使人眼难以识别，因此不生成数字和字母的混合串。

 * 生成的串字母统一用小写，串的最大长度为16。

 *

 */

public class RandomGraphic {

//字符的高度和宽度，单位为像素

    private int wordHeight = 10;

    private int wordWidth = 15;

//字符大小

    private int fontSize = 16;

//最大字符串个数

    private  static final int MAX_CHARCOUNT = 16;



//垂直方向起始位置

    private final int initypos = 5;



//要生成的字符个数，由工厂方法得到

    private int charCount = 0;



//颜色数组，绘制字串时随机选择一个

    private static final Color[] CHAR_COLOR = {Color.RED,Color.BLUE,Color.MAGENTA,Color.blue};



//随机数生成器

    private Random r = new Random();



    /**

     * 生成图像的格式常量，JPEG格式,生成为文件时扩展名为.jpg；

     * 输出到页面时需要设置MIME type 为image/jpeg

     */

    public static String GRAPHIC_JPEG = "JPEG";

    /**

     * 生成图像的格式常量，PNG格式,生成为文件时扩展名为.png；

     * 输出到页面时需要设置MIME type 为image/png

     */

    public static String GRAPHIC_PNG = "PNG";



//用工厂方法创建对象

    protected RandomGraphic(int charCount){

        this.charCount = charCount;

    }



    /**

     * 创建对象的工厂方法

     * @param charCount 要生成的字符个数，个数在1到16之间

     * @return 返回RandomGraphic对象实例

     * @throws Exception 参数charCount错误时抛出

     */

    public static RandomGraphic createInstance(int charCount) throws Exception{

        if (charCount < 1 || charCount > MAX_CHARCOUNT){

            throw new Exception("Invalid parameter charCount,charCount should between in 1 and 16");

        }

        return new RandomGraphic(charCount);

    }



    /**

     *  随机生成一个数字串，并以图像方式绘制，绘制结果输出到流out中

     * @param graphicFormat 设置生成的图像格式，值为GRAPHIC_JPEG或GRAPHIC_PNG

     * @param out 图像结果输出流

     * @return 随机生成的串的值

     * @throws IOException

     */

    public String drawNumber(String graphicFormat,OutputStream out) throws IOException{

// 随机生成的串的值

        String charValue = "";

        /*charValue = randNumber();*/
        charValue = randAlphaStr(4);
        return draw(charValue,graphicFormat,out);

    }



    /**

     * 随机生成一个字母串，并以图像方式绘制，绘制结果输出到流out中

     * @param graphicFormat 设置生成的图像格式，值为GRAPHIC_JPEG或GRAPHIC_PNG

     * @param out 图像结果输出流

     * @return 随机生成的串的值

     * @throws IOException

     */

    public String drawAlpha(String graphicFormat,OutputStream out) throws IOException{

//  随机生成的串的值

        String charValue = "";

        charValue = randAlphaStr(4);

        return draw(charValue,graphicFormat,out);

    }
    // 给定范围获得随机颜色
    Color getRandColor(int fc, int bc) {
        Random random = new Random();
        if (fc > 255) {
            fc = 255;
        }
        if (bc > 255) {
            bc = 255;
        }
        int r = fc + random.nextInt(bc - fc);
        int g = fc + random.nextInt(bc - fc);
        int b = fc + random.nextInt(bc - fc);
        return new Color(r, g, b);
    }


    /**

     * 以图像方式绘制字符串，绘制结果输出到流out中

     * @param charValue 要绘制的字符串

     * @param graphicFormat 设置生成的图像格式，值为GRAPHIC_JPEG或GRAPHIC_PNG

     * @param out 图像结果输出流

     * @return 随机生成的串的值

     * @throws IOException

     */

    protected String draw(String charValue,String graphicFormat,OutputStream out) throws IOException{
        int width = (charCount+2) * wordWidth;
        int height = wordHeight * 3;
        BufferedImage image = new BufferedImage(width, height, BufferedImage.TYPE_INT_RGB);
        // 创建一个随机数生成器类。
        Random random = new Random();
        // 获取图形上下文
        Graphics g = image.getGraphics();
        // 设定背景色
        g.setColor(getColor(100));
        g.fillRect(0, 0, width, height);
        // 设定字体
        g.setFont(new Font("宋体", Font.BOLD, 18));
        // 随机产生155条干扰线，使图象中的认证码不易被其它程序探测到
        g.setColor(getRandColor(160, 200));
        for (int i = 0; i < 155; i++) {
            int x = random.nextInt(width);
            int y = random.nextInt(height);
            int xl = random.nextInt(12);
            int yl = random.nextInt(12);
            g.setColor(getColor(25));
            g.drawLine(x, y, x + xl, y + yl);
        }
        // 绘制charValue,每个字符颜色随机
        for(int i = 0; i < charCount; i++){
            String c = charValue.substring(i,i+1);
            Color color =  CHAR_COLOR[randomInt(0,CHAR_COLOR.length)];
            g.setColor(color);
            int xpos = (i+1) * wordWidth;
            // 垂直方向上随机
            int ypos = randomInt(initypos+wordHeight,initypos+wordHeight*2);
            g.drawString(c,xpos,ypos);
        }

        g.dispose();
        image.flush();
        // 输出到流
        ImageIO.write(image,graphicFormat,out);
        return charValue;
    }
    /*** 随机返回一种颜色,透明度0~255 0表示全透
     * @return 随机返回一种颜色
     * @param alpha 透明度0~255 0表示全透
     */
    private Color getColor(int alpha)
    {
        int R=(int) (Math.random()*255);
        int G=(int) (Math.random()*255);
        int B=(int) (Math.random()*255);
        return new Color(R,G,B,alpha);
    }
    public String drawInputstr(int num,String graphicFormat,OutputStream out) throws IOException{
        String charValue = randAlphaStr(num);
        int width = (charCount+2) * wordWidth;
        int height = wordHeight * 3;
        BufferedImage image = new BufferedImage(width, height, BufferedImage.TYPE_INT_RGB);
        ByteArrayOutputStream byteOut = new ByteArrayOutputStream();
        // 创建一个随机数生成器类。
        Random random = new Random();
        // 获取图形上下文
        Graphics g = image.getGraphics();
        // 设定背景色
        g.setColor(getColor(80));
        g.fillRect(0, 0, width, height);
        //设置干扰点
        CreateRandomPoint(width, height,50,g,255);
        // 设定字体
        g.setFont(new Font("宋体", Font.BOLD, 18));
        // 随机产生155条干扰线，使图象中的认证码不易被其它程序探测到
        g.setColor(getRandColor(160, 200));
        for (int i = 0; i < 135; i++) {
            int x = random.nextInt(width);
            int y = random.nextInt(height);
            int xl = random.nextInt(12);
            int yl = random.nextInt(12);
            g.setColor(getColor(200));
            g.drawLine(x, y, x + xl, y + yl);
        }
        // 绘制charValue,每个字符颜色随机
        for(int i = 0; i < charCount; i++){
            String c = charValue.substring(i,i+1);
            Color color =  CHAR_COLOR[randomInt(0,CHAR_COLOR.length)];
            g.setColor(color);
            int xpos = (i+1) * wordWidth;
            // 垂直方向上随机
            int ypos = randomInt(initypos+wordHeight,initypos+wordHeight*2);
            g.drawString(c,xpos,ypos);
        }

        g.dispose();
        image.flush();
        // 输出到流
        ImageIO.write( image, graphicFormat, out);
        return charValue;
    }
// 生成随机数字串

    protected String randNumber(){

        String charValue = "";

        for (int i = 0; i < charCount; i++){

            charValue += String.valueOf(randomInt(0,10));

        }

        return charValue;

    }



// 生成随机字母串

    private String randAlpha(){

        String charValue = "";

        for (int i = 0; i < charCount; i++){

            char c = (char) (randomInt(0,26)+'a');

            charValue += String.valueOf(c);

        }

        return charValue;

    }
// 生成随机字符串

    private String randAlphaStr(int num){

        StringBuffer charValue = new StringBuffer();
        String str="abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ0123456789";
        Random random=new Random();
        StringBuffer sb=new StringBuffer();
        for(int i=0;i;i++){
            int number=random.nextInt(62);
            charValue.append(str.charAt(number));
        }
        return charValue.toString();
    }


    /**

     * 返回[from,to)之间的一个随机整数

     * @param from 起始值

     * @param to 结束值

     * @return [from,to)之间的一个随机整数

     */

    protected int randomInt(int from,int to){

        return from+r.nextInt(to-from);

    }

    /**
     * 随机产生干扰点
     * @param width
     * @param height
     * @param many
     * @param g
     * @param alpha 透明度0~255 0表示全透
     */
    private void CreateRandomPoint(int width,int height,int many,Graphics g,int alpha)
    {  // 随机产生干扰点
        Random random = new Random();
        for (int i=0;i;i++) {
            int x = random.nextInt(width);
            int y = random.nextInt(height);
            g.setColor(getColor(alpha));
            g.drawOval(x,y,random.nextInt(3),random.nextInt(3));
        }
    }



    public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException, IOException, Exception {

// TODO Auto-generated method stub
        ByteArrayOutputStream output = new ByteArrayOutputStream();
        String str = RandomGraphic.createInstance(4).drawInputstr(4,RandomGraphic.GRAPHIC_PNG,output);
        System.out.println("----------------str:"+str);
        byte[] captcha = output.toByteArray();
        BASE64Encoder encoder = new BASE64Encoder();

        String imagestr =  encoder.encode(captcha);// 返回Base64编码过的字节数组字符串
        System.out.println("----------------:"+imagestr);
        System.out.println("----------------:"+captcha.toString());
        String path = "D:/myimg.png";
        String path2 = "D:/myimg2.png";
        byte[] data = captcha;
        if(data.length<3||path.equals("")) return;
        try{
            FileImageOutputStream imageOutput = new FileImageOutputStream(new File(path));
            imageOutput.write(data, 0, data.length);
            imageOutput.close();
            System.out.println("Make Picture success,Please find image in " + path);
        } catch(Exception ex) {
            System.out.println("Exception: " + ex);
            ex.printStackTrace();
        }

        BASE64Decoder decoder = new BASE64Decoder();
        try {
            // Base64解码
            byte[] bytes = decoder.decodeBuffer(imagestr);
            for (int i = 0; i < bytes.length; ++i) {
                if (bytes[i] < 0) {// 调整异常数据
                    bytes[i] += 256;
                }
            }
            // 生成jpeg图片
            OutputStream out = new FileOutputStream(path2);
            out.write(bytes);
            out.flush();
            out.close();

        } catch (Exception e) {

        }
      //
       // System.out.println(RandomGraphic.createInstance(4).drawAlpha(RandomGraphic.GRAPHIC_JPEG,new FileOutputStream("D:/myimg2.png")));

    }



}