一、前言
这几天在研究二维码的扫码登录。初来乍到，还有好多东西不懂。在网上看到有人写了一些通过 QRCode 或者Zxing实现二维码的生成和解码。一时兴起，决定自己亲手试一试。本人是通过QRCode实现的，下面具体的说一下。
二、二维码原理
很重要的一部分知识：二维码一共有 40 个尺寸。官方叫版本 Version。Version 1 是 21 x 21 的矩阵，Version 2 是 25 x 25 的矩阵，Version 3 是 29 的尺寸，每增加一个 version，就会增加 4 的尺寸，公式是：(V-1)*4 + 21（V是版本号） 最高 Version 40，(40-1)*4+21 = 177，所以最高是 177 x 177 的正方形。
三、二维码生成和解码工具
1.效果如下图所示。
生成二维码（不含有logo） 生成二维码（带有logo）
对应的解码
工具很简单，但是很实用。界面还可以美化，功能还可以加强，初心只是为了练习一下二维码的生成和解析。
2.二维码生成和解析的核心类
import java.awt.BasicStroke; import java.awt.Color; import java.awt.Graphics; import java.awt.Graphics2D; import java.awt.Image; import java.awt.Shape; import java.awt.geom.RoundRectangle2D; import java.awt.image.BufferedImage; import java. io .File; import java.io.IOException; import java.io.InputStream; import java.io.OutputStream; import javax.imageio.ImageIO; import com.swetake.util.Qrcode; import jp.sourceforge.qrcode.QRCode decode r; import jp.sourceforge.qrcode.exception.DecodingFailedException; public class TwoDimensionCode { //二维码 SIZE private static final int CODE_IMG_SIZE = 235; // LOGO SIZE (为了插入图片的完整性，我们选择在最中间插入，而且长宽建议为整个二维码的1/7至1/4) private static final int INSERT_IMG_SIZE = CODE_IMG_SIZE/5; /** * 生成二维码(QRCode)图片 * @param content 存储内容 * @param imgPath 二维码图片存储路径 * @param imgType 图片类型 * @param insertImgPath logo图片路径 */ public void encoderQRCode(String content, String imgPath, String imgType, String insertImgPath) { try { BufferedImage bufImg = this.qRCodeCommon(content, imgType, insertImgPath); File imgFile = new File(imgPath); if (!imgFile.exists) { imgFile.mkdirs; } // 生成二维码QRCode图片 ImageIO.write(bufImg, imgType, imgFile); } catch (Exception e) { e.printStackTrace; } } /** * 生成二维码(QRCode)图片 * @param content 存储内容 * @param output 输出流 * @param imgType 图片类型 */ public void encoderQRCode(String content, OutputStream output, String imgType) { try { BufferedImage bufImg = this.qRCodeCommon(content, imgType, null); // 生成二维码QRCode图片 ImageIO.write(bufImg, imgType, output); } catch (Exception e) { e.printStackTrace; } } /** * @param content * @param imgType * @param size * @param imgPath 嵌入图片的名称 * @return */ private BufferedImage qRCodeCommon(String content, String imgType, String imgPath){ BufferedImage bufImg = null; try { Qrcode qrcodeHandler = new Qrcode; // 设置二维码排错率，可选L(7%)、M(15%)、Q(25%)、H(30%)，排错率越高可存储的信息越少，但对二维码清晰度的要求越小 qrcodeHandler.setQrcodeErrorCorrect('M'); qrcodeHandler.setQrcodeEncodeMode('B'); // 设置设置二维码尺寸，取值范围1-40，值越大尺寸越大，可存储的信息越大 qrcodeHandler.setQrcodeVersion(15); // 获得内容的字节数组，设置编码格式 byte contentBytes = content.getBytes("utf-8"); // 图片尺寸 int im gs ize = CODE_IMG_SIZE; bufImg = new BufferedImage(imgSize, imgSize, BufferedImage.TYPE_INT_RGB); Graphics2D gs = bufImg.createGraphics; // 设置背景颜色 gs.setBackground(Color.WHITE); gs.clearRect(0, 0, imgSize, imgSize); // 设定图像颜色> BLACK gs.setColor(Color.BLACK); // 设置 偏移量 ，不设置可能导致解析出错 final int pixoff = 2; final int sz = 3; // 输出内容> 二维码 if (contentBytes.length > 0 && contentBytes.length < 800) { boolean codeOut = qrcodeHandler.calQrcode(contentBytes); for (int i = 0; i < codeOut.length; i++) { for (int j = 0; j < codeOut.length; j++) { if (codeOut[j][i]) { gs.fillRect(j * sz + pixoff, i * sz + pixoff, sz, sz); } } } } else { throw new Exception("QRCode content bytes length = " + contentBytes.length + " not in [0, 800]."); } //嵌入logo if(imgPath != null) this.insertImage(bufImg, imgPath, true); gs.dispose; bufImg.flush; } catch (Exception e) { e.printStackTrace; } return bufImg; } private void insertImage(BufferedImage source, String imgPath, boolean needCompress) throws Exception { File file = new File(imgPath); if (!file.exists) { System.err.println(""+imgPath+" 该文件不存在！"); return; } Image src = ImageIO.read(new File(imgPath)); int width = src.getWidth(null); int height = src.getHeight(null); if (needCompress) { // 压缩LOGO if (width > INSERT_IMG_SIZE) { width = INSERT_IMG_SIZE; } if (height > INSERT_IMG_SIZE) { height = INSERT_IMG_SIZE; } Image image = src.getScaledInstance(width, height, Image.SCALE_SMOOTH); BufferedImage tag = new BufferedImage(width, height, BufferedImage.TYPE_INT_RGB); Graphics g = tag.getGraphics; g.drawImage(image, 0, 0, null); // 绘制缩小后的图 g.dispose; src = image; } // 插入LOGO Graphics2D graph = source.createGraphics; int x = (CODE_IMG_SIZE - width) / 2; int y = (CODE_IMG_SIZE - height) / 2; graph.drawImage(src, x, y, width, height, null); Shape shape = new RoundRectangle2D.Float(x, y, width, width, 6, 6); graph.setStroke(new BasicStroke(3f)); graph.draw(shape); graph.dispose; } /** * 解析二维码（QRCode） * @param imgPath 图片路径 * @return */ public String decoderQRCode(String imgPath) { // QRCode 二维码图片的文件 File imageFile = new File(imgPath); BufferedImage bufImg = null; String content = null; try { bufImg = ImageIO.read(imageFile); QRCodeDecoder decoder = new QRCodeDecoder; content = new String(decoder.decode(new TwoDimensionCodeImage(bufImg)), "utf-8"); } catch (IOException e) { System.out.println("Error: " + e. getMessage ); e.printStackTrace; } catch (DecodingFailedException dfe) { System.out.println("Error: " + dfe.getMessage); dfe.printStackTrace; } return content; } /** * 解析二维码（QRCode） * @param input 输入流 * @return */ public String decoderQRCode(InputStream input) { BufferedImage bufImg = null; String content = null; try { bufImg = ImageIO.read(input); QRCodeDecoder decoder = new QRCodeDecoder; content = new String(decoder.decode(new TwoDimensionCodeImage(bufImg)), "utf-8"); } catch (IOException e) { System.out.println("Error: " + e.getMessage); e.printStackTrace; } catch (DecodingFailedException dfe) { System.out.println("Error: " + dfe.getMessage); dfe.printStackTrace; } return content; } }
View Code
3.具体注意的地方
//二维码 SIZE private static final int CODE_IMG_SIZE = 235; // LOGO SIZE (为了插入图片的完整性，我们选择在最中间插入，而且长宽建议为整个二维码的1/7至1/4) private static final int INSERT_IMG_SIZE = CODE_IMG_SIZE/5;
对于二维码图片大小还是不会计算，如果有人看到这里，方便的话可以告诉小弟一声。我这里的这个值（235）是通过设定好QrcodeVersion(版本15)，以及绘制图像时偏移量pixoff=2和black区域的size=3，最终生成图片后，将图片通过ps打开，然后确定图片的尺寸信息。
还有就是中间的logo不要过大，否则会导致QRCode解析出错，但是手机扫码不一定会出错。感觉手机扫码解析比QRCode解析能力强。
Qrcode qrcodeHandler = new Qrcode;
// 设置二维码排错率，可选L(7%)、M(15%)、Q(25%)、H(30%)，排错率越高可存储的信息越少，但对二维码清晰度的要求越小
qrcodeHandler.setQrcodeErrorCorrect('M');
qrcodeHandler.setQrcodeEncodeMode('B');
// 设置设置二维码尺寸，取值范围1-40，值越大尺寸越大，可存储的信息越大
qrcodeHandler.setQrcodeVersion(15);
一般设置version就好了，网上好多都是7或者8，我尝试下更大的值，15的话二维码看起来很密集。
// 设置偏移量，不设置可能导致解析出错
final int pixoff = 2;
final int sz = 3;
// 输出内容> 二维码
if (contentBytes.length > 0 && contentBytes.length < 800) {
boolean codeOut = qrcodeHandler.calQrcode(contentBytes);
for (int i = 0; i < codeOut.length; i++) {
for (int j = 0; j < codeOut.length; j++) {
if (codeOut[j][i]) {
gs.fillRect(j * sz + pixoff, i * sz + pixoff, sz, sz);
}
}
}
} 绘制black区域的时候要设置偏移量，要不然可能导致二维码识别出错。 black区域的大小根据实际情况来就好。
四、二维码登录原理
1.原理图
按照自己的理解画的，结合上图，看一下代码吧。
2.GetQrCode Controller .java
/**
* @author hjzgg
* 获取二维码图片
*/@Controller
public class GetQrCodeController {
@RequestMapping(value="/getTwoDemensionCode")
@ResponseBody
public String getTwoDemensionCode(HttpServletRequest request){
String uuid = UUID.randomUUID. toString .substring(0, 8);
String ip = "localhost";
try {
ip = InetAddress.getLocalHost.getHostAddress;
} catch (UnknownHostException e) {
e.printStackTrace;
}
//二维码内容
String content = "http://" + ip + ":8080/yycc-portal/loginPage?uuid=" + uuid;
//生成二维码
String imgName = uuid + "_" + (int) (new Date.getTime / 1000) + ".png";
String imgPath = request.getServletContext.getRealPath("/") + imgName;
//String insertImgPath = request.getServletContext.getRealPath("/")+"img/hjz.jpg";
TwoDimensionCode handler = new TwoDimensionCode;
handler.encoderQRCode(content, imgPath, "png", null);
//生成的图片访问地址
String qrCodeImg = "http://" + ip + ":8080/yycc-portal/" + imgName;
JSONObject json = new JSONObject;
json.put("uuid", uuid);
json.put("qrCodeImg", qrCodeImg);
return json.toString;
}
} 用户请求扫码方式登录，后台生成二维码，将uuid和二维码访问地址传给用户。
3.LongConnectionCheckController.java
@Controller
public class LongConnectionCheckController {
private static final int LONG_TIME_WAIT = 30000;//30s
@Autowired
private RedisTemplate<String, Object> redisTemplate;
@RequestMapping(value="/longUserCheck")
public String longUserCheck(String uuid){
long inTime = new Date.getTime;
Boolean bool = true;
while (bool) {
try {
Thread.sleep(500);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace;
}
//检测登录
UserVo userVo = (UserVo) redisTemplate.opsForValue.get(uuid);
System.out.println("LongConnectionCheckAction:" + userVo);
if(userVo != null){
redisTemplate.delete(uuid);
return "forward:/loginTest?username=" + userVo.getUsername + "&password=" + userVo.getPassword;
}else{
if(new Date.getTime - inTime > LONG_TIME_WAIT){
bool = false;
redisTemplate.delete(uuid);
}
}
}
return "forward:/longConnectionFail";
}
@RequestMapping(value="/longConnectionFail")
@ResponseBody
public String longConnectionFail{
JSONObject json = new JSONObject;
json.put("success", false);
json.put("message", " 长连接 已断开!");
return json.toString;
}
} 用户获得uuid和二维码之后，请求后台的长连接（携带uuid），不断检测uuid是否有对应的用户信息，如果有则转到登录模块（携带登录信息）。
4.PhoneLoginController.java
/**
* @author hjzgg
* 手机登录验证
*/@Controller
public class PhoneLoginController {
@Autowired
private RedisTemplate<String, Object> redisTemplate;
@RequestMapping(value="/phoneLogin")
public void phoneLogin(String uuid, String username, String password){
UserVo user = (UserVo) redisTemplate.opsForValue.get(uuid);
if(user == null) {
user = new UserVo(username, password);
}
System.out.println(user);
redisTemplate.opsForValue.set(uuid, user);
}
@RequestMapping(value="/loginPage")
public String loginPage(HttpServletRequest request, String uuid){
request.setAttribute("uuid", uuid);
return "phone_login";
}
} 用户通过手机扫码之后，在手机端输入用户信息，然后进行验证（携带uuid），后台更新uuid对应的用户信息，以便长连接可以检测到用户登录信息。
五、源码下载
二维码登录例子以及二维码生成解析工具源码下载：
