java生成简单验证码图片

Posted 2020-10-01 小提莫来报到

概要

　　最近项目需要用java实现输出随机验证码图片到前台，正好有机会接触下java的绘图类，完成需求后也有时间做个总结，写篇随笔记录下也希望能帮助到有同样需求的人！

需求流程图

１．生成随机数

　　在ｊａｖａ中生成随机数无非就是调用Random的api，但为了后续更好的实用，应该分成多种组合以适应需求的变化，应将生成随机数的个数和类型组合还有排除字符抽取成参数，这个也比较简单，没有什么难度，就直接贴上代码

 1 /**
 2      * 生成随机验证码
 3      * @param type  类型
 4      * @param length   长度
 5      * @param exChars  排除的字符
 6      * @return
 7      */
 8     public static String getRandomCode(int type,int length,String exChars){
 9 　　　　　　case TYPE_NUM_CHAR://数字+(大小写)字母
10             while(i<length){
11                 int t=random.nextInt(123);
12                 if((t>=97||(t>=65&&t<=90)||(t>=48&&t<=57))&&(exChars==null||exChars.indexOf((char)t)<0)){
13                     sb.append((char)t);
14                     i++;
15                 }
16             }
17             break;
18     
19 ｝

２．绘制图片

　　绘制图片是重点也是难点，老实说我之前都没用过BufferedImage、Graphics、Color等对象，都是从度娘处脑补并结合帖子写出来的输出图片

　　１）创建BufferedImage对象

　　　　如果把BufferedImage比作是画板，那么Graphics就是画纸，这样比较好理解，后续的操作都是在这画纸上进行的

1 　　　　BufferedImage image = new BufferedImage(width,height,BufferedImage.TYPE_INT_RGB);
2 　　　　Graphics g = image.getGraphics();
3 　　　　／／随机操作对象
4 　　　　Random r=new Random();

　　２）绘制背景

　　　Graphics有个setColor（）方法，可理解为画笔，在绘制任何东西前要选好画笔，即颜色，然后调用fillRect（）进行轮廓的绘制，后续的绘制范围不会超过这个轮廓

1         g.setColor(backColor==null?getRandomColor():backColor);
2         g.fillRect(0,0,width,height);

　　３）绘制干扰线

　　调用drawLine画直线，绘制不超过interLine条干扰线

 1 　     if(interLine>0){
 3             int x=r.nextInt(4),y=0;
 4             int x1=width-r.nextInt(4),y1=0;
 5             for(int i=0;i<interLine;i++){
 6                 g.setColor(lineColor==null?getRandomColor():lineColor);
 7                 y=r.nextInt(height-r.nextInt(4));
 8                 y1=r.nextInt(height-r.nextInt(4));
 9                 g.drawLine(x,y,x1,y1);
10             }
11         }

 　　４）写验证码

　　　　写验证码时调用drawString（）方法，为了不整整齐齐而且重叠的写，应将每个字符的高度和水平位置随机，重点在于每绘制完一个字符后，需将画笔的水平坐标往右边移动一定的位置，这里我用了依据宽度浮动，可不必照搬这里的，有合适的算法就行

 1 　　　　 int fsize=(int)(height*0.8);//字体大小为图片高度的80%
 2         int fx=0;
 3         int fy=fsize;
 4         g.setFont(new Font(Font.SANS_SERIF,Font.PLAIN,fsize));
 5         //写字符
 6         for(int i=0;i<textCode.length();i++){
 7             fy=randomLocation?(int)((Math.random()*0.3+0.6)*height):fy;//每个字符高低是否随机
 8             g.setColor(foreColor==null?getRandomColor():foreColor);
 9             g.drawString(textCode.charAt(i)+"",fx,fy);
10             fx+=(width / textCode.length()) * (Math.random() * 0.3 + 0.8); //依据宽度浮动
11     　　　}

　　５）扭曲图片

　　　　图片的扭曲就是将图片水平和垂直按不同比例平移，copyArea（）方法简单明了，直接是复制区域，也是同个意识

 

 1 　　　　　//扭曲图片
 2          shearX(g, width, height, backColor);
 3          shearY(g, width, height, backColor);    
 4          private static void shearX(Graphics g, int w1, int h1, Color color) {
 5          Random random=new Random();
 6          int period = 2;
 7   
 8          boolean borderGap = true;
 9          int frames = 1;
10         int phase = random.nextInt(2);
11  
12         for (int i = 0; i < h1; i++) {
13             double d = (double) (period >> 1)* Math.sin((double) i / (double) period 
14 　　　　　　　　　　+ (2.2831853071795862D * (double) phase)/ (double) frames);
15             g.copyArea(0, i, w1, 1, (int) d, 0);
16             if (borderGap) {
17                 g.setColor(color);
18                 g.drawLine((int) d, i, 0, i);
19                 g.drawLine((int) d + w1, i, w1, i);
20             }
21         }
22  
23     }
24  
25     private static void shearY(Graphics g, int w1, int h1, Color color) {
26         Random random=new Random();
27         int period = random.nextInt(40) + 10; // 50;
28  
29         boolean borderGap = true;
30         int frames = 20;
31         int phase = random.nextInt(2);
32         for (int i = 0; i < w1; i++) {
33             double d = (double) (period >> 1)
34                     * Math.sin((double) i / (double) period
35                             + (2.2831853071795862D * (double) phase)/ (double) frames);
36             g.copyArea(i, 0, 1, h1, 0, (int) d);
37             if (borderGap) {
38                 g.setColor(color);
39                 g.drawLine(i, (int) d, i, 0);
40                 g.drawLine(i, (int) d + h1, i, h1);
41             }
42  
43         }
44  
45     }

 

　　　６）添加噪点

　　　　噪点的添加实质上就是在画纸上没有规律的点点点．．．，所以用随机颜色随机位置来执行image.setRGB（）方法最合适了

1  　　　　float yawpRate = 0.05f;// 噪声率
2         int area = (int) (yawpRate * width * height);//噪点数量
3         for (int i = 0; i < area; i++) {
4             int xxx = r.nextInt(width);
5             int yyy = r.nextInt(height);
6             int rgb = getRandomColor().getRGB();
7             image.setRGB(xxx, yyy, rgb);
8         }

　　７）封笔

　　以上一切画完之后，下一步就是封笔了，思来想去这样表达最合适，绘制完之后就是放好笔，收起画纸，这里就是返回BufferedImage对象

1         g.dispose();
2         return image;    

 输出目标位置

　　１）输出文件

　　这里写了一个简单的测试类，将图片输出成文件

 1 public static void main(String[] args) {
 2         String randomCode = CodeUtils.getRandomCode(CodeUtils.TYPE_NUM_CHAR, 4, null);
 3         System.out.println(randomCode);
 4         BufferedImage imageFromCode = ImageUtils.getImageFromCode(randomCode, 100, 50, 3, true, Color.WHITE, Color.BLACK, null);
 5          try {
 6             File file = new File("d:/test01.jpg");
 7             ImageIO.write(imageFromCode,"jpg",file);
 8             System.out.println("成功保存到："+file.getAbsolutePath());
 9         } catch (IOException e) {
10             System.out.println("保存失败");
11             e.printStackTrace();
12         } 
13         
14     }

　　　　效果图：

　　　　

　　２）输出流

　　　　输出到流中也是用到和到文件中的方法，根据业务保存到目标位置即可

 1     public static void outputStream(HttpServletRequest request,HttpServletResponse response){
 2         try {
 3             // 设置浏览器不缓存本页
 4             response.addHeader("Pragma", "no-cache");
 5             response.addHeader("Cache-Control", "no-cache");
 6             response.addHeader("Expires", "0");
 7             // 生成验证码，写入用户session
 8             String verifyCode = CodeUtils.getRandomCode(CodeUtils.TYPE_NUM_CHAR, 4, null);
 9             request.getSession().setAttribute("imageVerify", verifyCode);
10             // 输出验证码给客户端
11             response.setContentType("image/jpeg");
12             BufferedImage bim = ImageUtils
13                     .getImageFromCode(verifyCode, 47, 18, 3, true,
14                             Color.WHITE, Color.BLACK, null);
15             ImageIO.write(bim, "JPEG", response.getOutputStream());
16 
17         } catch (Exception e) {
18         }
19         return null;
20     }

总结

　　也没有比较深入的去分析绘制类，有需求可以通过调整位置参数来实现自己要的效果