复习Base64编码集的收获

最近因为工作需要对一些文件上传需要进行base64编码操作，于是就自己温习了一下base64编码集的原理，感觉收获良多，在这里和大家分享一下！

 

因为我们都是在互联网上数据的传输最终都会以二进制的方式传输，文件上传的I/O流也不例外，最终都是二进制数组的方式传输，但是二进制保存到数据库中却是不太现实的，因为它是在太长了。

例子：

我们将一个本地文件同I/O读取出来，并且转换成byte组，在装换成base64编码集的结果。

代码如下：

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

        String path = "C:\\logs\\IntelAPO.log";
        FileInputStream fis = new FileInputStream(path);
        ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
        byte[] buf = new byte[4096];
        int len = -1;
        while ((len = fis.read(buf)) != -1) {
            baos.write(buf,0,len);
        }
        byte[] baostype = baos.toByteArray();
        baos.close();
        fis.close();
        //byte数组的值[70, 65, 84, 65]
        //转换成二进制是：‭01000110‬‭01000001‭01010100‬‬‭01000001‬
        //我们将这个二进制断开一下  ‭01000110 ‬‭01000001 ‭01010100 ‬‬‭01000001‬
        System.out.println(Arrays.toString(baostype));
        byte[] base64 = Base64.getEncoder().encode(baostype);
        //转成成base64的结果：WyAgRkFUQUxdW1c=
        System.out.println(Base64.getEncoder().encodeToString(baostype));
    }

我们可以看到本地文件的二进制数组是如下：

[70, 65, 84, 65]

如果们给他转成二进制格式是如下：

‭01000110 ‬‭01000001 ‭01010100 ‬‬‭01000001‬

因为数字的长度4位，所有它是有4位字节组成，1个字节由8位二进制组成，我们可以通过得到如上的二进制。

 

下面我们详细讲述一下base64如何把这个二进制转成base64的编码集。

base64编码集的底层是把原有的3个二进制字节的24位二进制分成4份，变成4个6位的二进制，在对着4个6位二进制的前面加上2个0进行补位，这样就变成4个字节32个二进制。而生成的新的一个字节的前面两位为0，所有这样的字节换算成十进制的大小范围只能在0到63之间。如果字节数不是3的整数倍的时候，我们就需要在原来的字节后面添加一个或者两个零指的字节，使其字节长度是3的整数倍，同样需要在base64编码集编码后的字符串的后面添加一个或者两个“=”，表示添加的零值字节数。

这里简单科普一下：一个字节又被称作一个ASCII码，也就是有8位二进制组成，换算成十进制的取值范围就是-128到127之间。

   而我们采用的byte字节类型，byte字节类型的取值类型是0到255，所以当前两位都为0的时候，取值范围就是0到63之间。

 

那么我们按照上面的规则对如下的一个4位字节的二进制进行转成：

 

0	1	0	0	0	1	1	0
0	1	0	0	0	0	0	1
0	1	0	1	0	1	0	0
0	1	0	0	0	0	0	1

 

 

 

 

 

第一件事我们要在原来的4个字节的后面添加两个零值字节变成如下结果：

0	1	0	0	0	1	1	0
0	1	0	0	0	0	0	1
0	1	0	1	0	1	0	0
0	1	0	0	0	0	0	1
0	0	0	0	0	0	0	0
0	0	0	0	0	0	0	0

 

 

 

 

 

 

 

第二件事我们给这个6个字节的进行6位一组重新划分，划分结果如下：

0	1	0	0	0	1	1	0	0	1	0	0	0	0	0	1	0	1	0	1	0	1	0	0	0	1	0	0	0	0	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
0	1	0	0	0	1	1	0	0	1	0	0	0	0	0	1	0	1	0	1	0	1	0	0	0	1	0	0	0	0	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0

 

 

第三件事对重新划分的6位在前面进行补位操作补上0得到的格式如下：

0	0	0	1	0	0	0	1
0	0	1	0	0	1	0	0
0	0	0	0	0	1	0	1
0	0	0	1	0	1	0	0
0	0	0	1	0	0	0	0
0	0	0	1	0	0	0	0
0	0	0	0	0	0	0	0
0	0	0	0	0	0	0	0

           17

            36

            5

            20

            16

            16

            0

            0

这样我们就得到一个8个字节的8位二进制，左边是8位二进制，而右边是十进制的值。

第四件事我们就是需要对照base64的码表：

0	A	8	I	16	Q	24	Y	32	g	40	o	48	w	56	4
1	B	9	J	17	R	25	Z	33	h	41	p	49	x	57	5
2	C	10	K	18	S	26	a	34	i	42	q	50	y	58	6
3	D	11	L	19	T	27	b	35	j	43	r	51	z	59	7
4	E	12	M	20	U	28	c	36	k	44	s	52	0	60	8
5	F	13	N	21	V	29	d	37	l	45	t	53	1	61	9
6	G	14	O	22	W	30	e	38	m	46	u	54	2	62	+
7	H	15	P	23	X	31	f	39	n	47	v	55	3	63	/

 

 

 

 

 

 

 

 

对照上面的base64码表我们很重找到结果是如下的：

RkFUQQ==

 

综上所述我们可以很清晰了解到base64的编码格式。