图形验证码的Java通用类
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在应用程序中为防止系统被攻击程序自动访问，通常提供一个人眼容易识别,但程序很难识别的图形，图形内是随机产生的一些字符。为防止被攻击程序自动识别，字符通常会在位置和颜色上作随机处理。
为便于使用，本人用 java实现了一个生成随机字符图片的通用类,封装了生成过程的复杂性,能非常方便的使用。
实现类类名为RandomGraphic，它由一个静态工厂方法createInstance(int charCount)来创建对象实例，charCount指定图片中字符的个数，最多16个。
提供了两个方法来生成随机图片，一个方法String drawNumber(String graphicFormat,OutputStream out) 生成的图片中都是随机数字，由0-9组成。
另一个方法String drawAlpha(String graphicFormat,OutputStream out)生成的图片中都是随机字母，由a-z组成,生成的字符个数在工厂方法中指定。将数字和图片分开是因为有些数字和字母人眼看上去很难区分，反而影响用户输入。
graphicFormat为生成图片格式，取常量值GRAPHIC_JPEG 或 GRAPHIC_PNG
out用来输出生成的图片文件内容，可以是一个文件，或servlet中输出到客户端的流，以便于在页面显示。
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下面给出原码和在servlet中的示例代码。
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package net;
import java.awt.Color;
import java.awt.Font;
import java.awt.Graphics2D;
import java.awt.image.BufferedImage;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.util.Random;
import javax.imageio.ImageIO;
/**
?*?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。
?*
?*?@version
?*? @Since
?*?@See Also
?*?@author lchen
?*?Create Date 2005-12-16
?*
?*/
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.GREEN,Color.MAGENTA};
?
?//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();
??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 = randAlpha();
??return draw(charValue,graphicFormat,out);
??
?}
?
?
?
?
?/**
? * 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{
??
??//计算图像的宽度和高度
??int w = (charCount+2) * wordWidth;
??int h = wordHeight * 3;
??//创建内存图像区
??BufferedImage bi = new BufferedImage(w,h,BufferedImage.TYPE_3BYTE_BGR);
??Graphics2D g = bi.createGraphics();
??
??//设置背景色
??Color backColor = Color.WHITE;
??g.setBackground(backColor);
??g.fillRect(0,0,w,h);
??
??//设置font
??g.setFont(new Font(null,Font.BOLD,fontSize));
??//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();
??bi.flush();
??// 输出到流
??ImageIO.write(bi,graphicFormat,out);
??
??return charValue;
?}
?
?
?
?
?protected String randNumber(){
??String charValue = "";
??//生成随机数字串
??for (int i = 0; i < charCount; i++){
???charValue += String.valueOf(randomInt(0,10));
??}
??return charValue;
?}
?
?
?private String randAlpha(){
??String charValue = "";
??//生成随机字母串
??for (int i = 0; i < charCount; i++){
???char c = (char) (randomInt(0,26)+'a');
???charValue += String.valueOf(c);
??}
??return charValue;
?}
?
?
?
?/**
? * 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){
??//Random r = new Random();
??return from+r.nextInt(to-from);
?}
?
?
?
?/**
? * @param args
? * @throws Exception
? */
?public static void main(String[] args) throws Exception {
?
??System.out.println(RandomGraphic.createInstance(5).drawAlpha(RandomGraphic.GRAPHIC_PNG,new FileOutputStream("c:/myimg.png")));
??
?}
?
}
RandomGraphic类原代码结束
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在servlet中使用该类，将图片输出到客户端，在页面上就可显示随机图片
package net;
import java.io.IOException;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
public class RandImage extends HttpServlet {
?public RandImage() {
? super();
?
?}
?
?
?protected void doGet(HttpServletRequest req,HttpServletResponse res) throws IOException,ServletException{
//设置输出内容为图像，格式为jpeg
? res.setContentType("image/jpg");
? try {
//将内容输出到响应客户端对象的输出流中，生成的图片中包含6个字符
?? String v = RandomGraphic.createInstance(6).drawAlpha(RandomGraphic.GRAPHIC_JPEG,res.getOutputStream());
//将字符串的值保留在session中，便于和用户手工输入的验证码比较，比较部分不是本文讨论重点，故略
?? req.getSession().setAttribute("rv",v);
? } catch (Exception e) {
??
?? e.printStackTrace();
? }
?
?}
?
}
需要在web.xml中配置该servlet
?<servlet>
?? <servlet-name>RandImage</servlet-name>
?? <servlet-class>net.RandImage</servlet-class>
? </servlet>
??
? <servlet-mapping>
?? <servlet-name>RandImage</servlet-name>
?? <url-pattern>/RandImage</url-pattern>
? </servlet-mapping>
?
然后在一个页面中用下面的代码来显示图片
<html>
<body>
验证码： <image src="RandImage" />
</body>
</html>
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要增加图片的识别难度,还可以在draw方法中对图象进行一定程度变形回旋转处理，或者在图片中添加随机干扰线条，但要保证用人眼能比较容易识别。
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