Java8 Base64 和 Apache Base64 编码解码以及速度比较

在Java中经常用到Base64编码，下面介绍Apache Base64 编码 和 Java8 之后Util 包内Base64 两种编码方式，并加以比较。此处也添加了用于HTTP URL的安全编码方式。

一、Base64 简介（百度百科）

1. Base64是网络上最常见的用于传输8Bit字节码的编码方式之一。
2. Base64编码是从二进制到字符的过程，可用于在HTTP环境下传递较长的标识信息。

二、Apache Base64

此处Maven Pom 文件引入依赖，版本1.12最新版本：

    commons-codec
    commons-codec
    1.12

代码如下：

import org.apache.commons.codec.binary.Base64;

import java.io.UnsupportedEncodingException;

/**
 * @author fan
 * @create 2019-06-15 22:11
 * @description
 * @see
 */
public class ApacheBase64Util {
    private static Base64 base64;
    private static Base64 base64Safe;
    private static String UTF_8 ="UTF-8";

    static {
        base64 = new Base64();
        base64Safe = new Base64(true);
    }

    //base encode
    public static byte[] encode(byte[] bytes){
        return base64.encode(bytes);
    }

    public static String encode2String(byte[] bytes){
        return base64.encodeToString(bytes);
    }
    public static byte[] encode2Byte(String string){
        try {
            return base64.encode(string.getBytes(UTF_8));
        } catch (UnsupportedEncodingException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }
    public static String encode(String strings){
        try {
            return base64.encodeToString(strings.getBytes(UTF_8));
        } catch (UnsupportedEncodingException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }
    //safe Base64 (URL Base64)
    public static byte[] safeEncode(byte[] bytes){
        return base64Safe.encode(bytes);
    }

    public static String safeEncode2String(byte[] bytes){
        return base64Safe.encodeToString(bytes);
    }
    public static byte[] safeEncode(String string){
        try {
            return base64Safe.encode(string.getBytes(UTF_8));
        } catch (UnsupportedEncodingException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }
    public static String safeEncode2Byte(String strings){
        try {
            return base64Safe.encodeToString(strings.getBytes(UTF_8));
        } catch (UnsupportedEncodingException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }
    //decode
    public static byte[] decode(byte[] bytes){
        return base64.decode(bytes);
    }

    public static String decode2String(byte[] bytes){
        try {
            return new String(base64.decode(bytes),UTF_8);
        } catch (UnsupportedEncodingException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }
    public static byte[] decode(String string){
        try {
            return base64.decode(string.getBytes(UTF_8));
        } catch (UnsupportedEncodingException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }
    public static String decode2Byte(String strings){
        try {
            return new String(decode(strings.getBytes(UTF_8)));
        } catch (UnsupportedEncodingException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }

    //safeDecode
    public static byte[] safeDecode(byte[] bytes){
        return base64Safe.decode(bytes);
    }

    public static String safeDecode2String(byte[] bytes){
        try {
            return new String(base64Safe.decode(bytes),UTF_8);
        } catch (UnsupportedEncodingException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }
    public static byte[] safeDecode(String string){
        try {
            return base64Safe.decode(string.getBytes(UTF_8));
        } catch (UnsupportedEncodingException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }
    public static String safeDecode2Byte(String strings){
        try {
            return new String(safeDecode(strings.getBytes(UTF_8)));
        } catch (UnsupportedEncodingException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }
}

三、Java8 Base64

此处使用JDK8，代码如下：

import java.io.UnsupportedEncodingException;
import java.util.Base64;

/**
 * @Author fankunfeng
 * @Date 2019-01-22 14:39:23
 * @Describe Java8之后Util包Base64编码，比apache方式效率更高
 */
public class JavaBase64Util {
    public static final String UTF_8 = "UTF-8";
    public static Base64.Encoder encoder;
    //即为安全的编码方式，替换“+” “/” “-”为“_”
    public static Base64.Encoder urlEncoder;
    public static Base64.Decoder decoder;
    public static Base64.Decoder urlDecoder;

    static {
        encoder = Base64.getEncoder();
        urlEncoder = Base64.getUrlEncoder();
        decoder = Base64.getDecoder();
        urlDecoder = Base64.getUrlDecoder();
    }
    //encode
    public static byte[] encode(byte[] bytes) {
        return encoder.encode(bytes);
    }

    public static String encode(String string) {
        byte[] encode = encode(string.getBytes());
        try {
            return new String(encode, UTF_8);
        } catch (UnsupportedEncodingException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }
    public static String encode2String(byte[] bytes) {
        return encoder.encodeToString(bytes);
    }
    public static byte[] encode2Byte(String string) {
        return encode(string.getBytes());
    }

    //urlEncoder
    public static byte[] urlEncode(byte[] bytes) {
        return urlEncoder.encode(bytes);
    }
    public static String urlEncode(String string) {
        byte[] encode = urlEncode(string.getBytes());
        try {
            return new String(encode, UTF_8);
        } catch (UnsupportedEncodingException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }
    public static String urlEncode2String(byte[] bytes) {
        return urlEncoder.encodeToString(bytes);
    }
    public static byte[] urlEncode2Byte(String string) {
        return urlEncode(string.getBytes());
    }
    //decode
    public static byte[] decode(byte[] bytes) {
        return decoder.decode(bytes);
    }
    public static byte[] decode2Byte(String string) {
        return decoder.decode(string.getBytes());
    }
    public static String decode2String(byte[] bytes) {
        try {
            return new String(decoder.decode(bytes),UTF_8);
        } catch (UnsupportedEncodingException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }
    public static String decode(String string) {
        byte[] decode = decode(string.getBytes());
        try {
            return new String(decode, UTF_8);
        } catch (UnsupportedEncodingException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }
    //urlDecode
    public static byte[] urlDecode(byte[] bytes) {
        return urlDecoder.decode(bytes);
    }
    public static byte[] urlDecode2Byte(String string) {
        return urlDecode(string.getBytes());
    }
    public static String urlDecode2String(byte[] bytes) {
        try {
            return new String(urlDecode(bytes),UTF_8);
        } catch (UnsupportedEncodingException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }
    public static String urlDecode(String string) {
        byte[] decode = urlDecode(string.getBytes());
        try {
            return new String(decode, UTF_8);
        } catch (UnsupportedEncodingException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }
}

四、测试代码

此处编写了测试代码比较两个工具类的效率，测试的基础字符为“abcdeABCDE”,分别叠加次数【1000 * 1000，1000 * 1000 * 10，1000 * 1000 * 20，1000 * 1000 * 40】，代码如下：

import com.fan.utils.ApacheBase64Util;
import com.fan.utils.JavaBase64Util;

import java.util.Calendar;

/**
 1. @author fan
 2. @create 2019-06-16 20:17
 3. @description
 4. @see
 */
public class Base64Test {
    public static StringBuffer sb = new StringBuffer("abcdeABCDE");
    public static final Base64Test test = new Base64Test();

    public static void main(String[] args) {
        test.num(1000*1000);
        test.num(1000*1000*10);
        test.num(1000*1000*20);
        test.num(1000*1000*40);
    }
    public void num(int num){
        for (int i = 0; i < num ; i++) {
            sb = sb.append(i);
        }
        test.javaBase64(num,sb.toString());
        test.apacheBase64(num,sb.toString());
    }

    public void javaBase64(int num,String string){
        long startTime = Calendar.getInstance().getTimeInMillis();
        String encode = JavaBase64Util.encode(string);
        long endTime = Calendar.getInstance().getTimeInMillis();
        System.out.println("Java Base64 encode 次数："+num+"花费时间："+ (endTime-startTime)+" ms");
        long startTime2 = Calendar.getInstance().getTimeInMillis();
        JavaBase64Util.decode(encode);
        long endTime2 = Calendar.getInstance().getTimeInMillis();
        System.out.println("Java Base64 decode 次数："+num+"花费时间："+ (endTime2-startTime2)+" ms");
    }

    public void apacheBase64(int num,String string){
        long startTime = Calendar.getInstance().getTimeInMillis();
        String encode = ApacheBase64Util.encode(string);
        long endTime = Calendar.getInstance().getTimeInMillis();
        System.out.println("apache Base64 encode 次数："+num+" 花费时间："+(endTime-startTime)+" ms");
        long startTime2 = Calendar.getInstance().getTimeInMillis();
        ApacheBase64Util.encode(encode);
        long endTime2 = Calendar.getInstance().getTimeInMillis();
        System.out.println("apache Base64 encode 次数："+num+"花费时间："+(endTime2-startTime2)+" ms");
    }
}

五、执行结果及说明

5. 执行结果：

Java Base64 encode 次数：1000000花费时间：80 ms
Java Base64 decode 次数：1000000花费时间：48 ms
apache Base64 encode 次数：1000000 花费时间：106 ms
apache Base64 encode 次数：1000000花费时间：99 ms
Java Base64 encode 次数：10000000花费时间：362 ms
Java Base64 decode 次数：10000000花费时间：484 ms
apache Base64 encode 次数：10000000 花费时间：662 ms
apache Base64 encode 次数：10000000花费时间：797 ms
Java Base64 encode 次数：20000000花费时间：910 ms
Java Base64 decode 次数：20000000花费时间：1268 ms
apache Base64 encode 次数：20000000 花费时间：1718 ms
apache Base64 encode 次数：20000000花费时间：2449 ms
Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
	at java.lang.StringCoding$StringEncoder.encode(StringCoding.java:300)
	at java.lang.StringCoding.encode(StringCoding.java:344)
	at java.lang.StringCoding.encode(StringCoding.java:387)
	at java.lang.String.getBytes(String.java:958)
	at com.fan.utils.JavaBase64Util.encode(JavaBase64Util.java:31)
	at com.fan.think.Base64Test.javaBase64Test(Base64Test.java:36)
	at com.fan.think.Base64Test.num(Base64Test.java:30)
	at com.fan.think.Base64Test.main(Base64Test.java:23)

2. 结果说明：
   后续次数比较多内存溢出了，但是仍然可以很明显的看出Java8的执行效率比较高，文件越大越明显，推荐使用。