基于captcha的图形验证码实现

本案例基于SpringBoot构建，原理为后台生成base64的图片资源，前端HTML进行渲染

为简化代码偷懒，用到lombok ^_^

1.captcha版本选择，pom.xml中配置captcha依赖

<dependency><groupId>com.github.penggle</groupId><artifactId>kaptcha</artifactId><version>2.3.2</version>
</dependency><dependency><groupId>org.projectlombok</groupId><artifactId>lombok</artifactId><optional>true</optional>
</dependency>

2.captcha JavaConfig配置

a.在application.yml中配置captcha的属性

# Google Captcha Generator Settings（图片验证码生成器配置信息）
captcha:#是否有边框，默认为yes，可选"yes"、"no"（注：此处需要加双引号引起来，不然为被解析为Boolean类型true/false）border: "yes"#边框颜色border-color: 105,179,90#验证码字体颜色text-producer-font-color: blue#文本字符大小text-producer-font-size: 26#文本字体样式text-producer-font-names: 宋体,楷体,微软雅黑#验证码文本字符长度text-producer-char-length: 4#验证码文本字符间距text-producer-char-space: 5#图片宽度image-width: 88#图片高度image-height: 40

b.CaptchaConfiguration配置文件

import lombok.Data;
import org.springframework.boot.context.properties.ConfigurationProperties;
import org.springframework.stereotype.Component;/*** Google Captcha Generator 图片验证码生成器配置类属性**/
@Data
@Component
@ConfigurationProperties(prefix = "captcha")
public class CaptChaConfigProperties {/*** 是否有边框，默认为yes，可选"yes"、"no"<br>* 注意：此处需要加双引号引起来，不然为被解析为Boolean类型true/false*/private String border;/*** 边框颜色*/private String borderColor;/*** 验证码字体颜色*/private String textProducerFontColor;/*** 文本字符大小*/private String textProducerFontSize;/*** 文本字体样式*/private String textProducerFontNames;/*** 验证码文本字符长度*/private String textProducerCharLength;/*** 验证码文本字符间距*/private String textProducerCharSpace;/*** 图片宽度*/private String imageWidth;/*** 图片高度*/private String imageHeight;
}

import com.google.code.kaptcha.Constants;
import com.google.code.kaptcha.impl.DefaultKaptcha;
import com.google.code.kaptcha.impl.NoNoise;
import com.google.code.kaptcha.util.Config;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;import java.util.Properties;/*** Google Kaptcha Generator 图片验证码生成器配置类**/
@Slf4j
@Configuration
public class KaptchaConfiguration {@Autowiredprivate CaptChaConfigProperties kaptChaConfigProperties;/*** DefaultKaptcha配置** @return*/@Bean(name = "kaptchaProducerMath")public DefaultKaptcha getKaptchaProducerMath() {DefaultKaptcha defaultKaptcha = new DefaultKaptcha();Properties properties = new Properties();// 是否有边框 默认为true 我们可以自己设置yes，noproperties.setProperty(Constants.KAPTCHA_BORDER, kaptChaConfigProperties.getBorder());// 边框颜色 默认为Color.BLACKproperties.setProperty(Constants.KAPTCHA_BORDER_COLOR, kaptChaConfigProperties.getBorderColor());// 验证码文本字符颜色 默认为Color.BLACKproperties.setProperty(Constants.KAPTCHA_TEXTPRODUCER_FONT_COLOR, kaptChaConfigProperties.getTextProducerFontColor());// 验证码文本字体样式 默认为new Font("Arial", 1, fontSize), new Font("Courier", 1, fontSize)properties.setProperty(Constants.KAPTCHA_TEXTPRODUCER_FONT_NAMES, kaptChaConfigProperties.getTextProducerFontNames());// 验证码文本字体大小properties.setProperty(Constants.KAPTCHA_TEXTPRODUCER_FONT_SIZE, kaptChaConfigProperties.getTextProducerFontSize());// 验证码图片宽度 默认为200properties.setProperty(Constants.KAPTCHA_IMAGE_WIDTH, kaptChaConfigProperties.getImageWidth());// 验证码图片高度 默认为50properties.setProperty(Constants.KAPTCHA_IMAGE_HEIGHT, kaptChaConfigProperties.getImageHeight());// 验证码文本生成器（自定义为KaptchaTextCreator类实现）properties.setProperty(Constants.KAPTCHA_TEXTPRODUCER_IMPL, KaptchaTextCreator.class.getName());// 验证码文本字符间距 默认为2properties.setProperty(Constants.KAPTCHA_TEXTPRODUCER_CHAR_SPACE, kaptChaConfigProperties.getTextProducerCharSpace());// 验证码文本字符长度 默认为5properties.setProperty(Constants.KAPTCHA_TEXTPRODUCER_CHAR_LENGTH, kaptChaConfigProperties.getTextProducerCharLength());// 干扰实现类 com.google.code.kaptcha.impl.NoNoiseproperties.setProperty(Constants.KAPTCHA_NOISE_IMPL, NoNoise.class.getName());// 图片样式 水纹com.google.code.kaptcha.impl.WaterRipple// 鱼眼com.google.code.kaptcha.impl.FishEyeGimpy// 阴影com.google.code.kaptcha.impl.ShadowGimpyproperties.setProperty(Constants.KAPTCHA_OBSCURIFICATOR_IMPL, CustGimpy.class.getName());properties.setProperty(Constants.KAPTCHA_BACKGROUND_IMPL, CustBackground.class.getName());Config config = new Config(properties);defaultKaptcha.setConfig(config);log.info("Initialized Capture Code Generator: {}.", DefaultKaptcha.class.getName());return defaultKaptcha;}
}

import com.google.code.kaptcha.text.impl.DefaultTextCreator;
import java.util.Random;/*** Google Kaptcha Generator 图片验证码生成器自定义文本生成器**/
public class KaptchaTextCreator extends DefaultTextCreator {/*** 文本字符串*/private static final char[] TEXT = "abcdefghjkmnopqrstuvwxyzABCDEFGHJKMNOPQRSTUVWXYZ".toCharArray();@Overridepublic String getText() {StringBuilder code = new StringBuilder();Random random = new Random();int length = this.getConfig().getTextProducerCharLength();for (int i = 0; i < length; i++) {int c = random.nextInt(TEXT.length);code.append(TEXT[c]);}return code.toString();}}

import com.google.code.kaptcha.GimpyEngine;
import com.google.code.kaptcha.util.Configurable;
import com.jhlabs.image.RippleFilter;
import com.jhlabs.image.ShadowFilter;import java.awt.*;
import java.awt.image.BufferedImage;
import java.util.concurrent.ThreadLocalRandom;/*** 自定义样式*/
public class CustGimpy  extends Configurable implements GimpyEngine {private static ThreadLocalRandom random = ThreadLocalRandom.current();public CustGimpy() {}@Overridepublic BufferedImage getDistortedImage(BufferedImage baseImage) {BufferedImage distortedImage = new BufferedImage(baseImage.getWidth(), baseImage.getHeight(), BufferedImage.TYPE_INT_ARGB);Graphics2D graph = (Graphics2D)distortedImage.getGraphics();ShadowFilter shadowFilter = new ShadowFilter();shadowFilter.setRadius(2.732F);shadowFilter.setDistance(5.0F);shadowFilter.setOpacity(0.7F);shadowFilter.setShadowColor(randomColor().getRGB());RippleFilter rippleFilter = new RippleFilter();rippleFilter.setWaveType(0);BufferedImage effectImage = rippleFilter.filter(baseImage, null);effectImage = shadowFilter.filter(effectImage, null);graph.drawImage(effectImage, 0, 0, null, null);graph.dispose();// 干扰线drawLine(distortedImage);return distortedImage;}private void drawLine(BufferedImage image) {// 干扰线条数int num = random.nextInt(11,17);float factor = 1.732F;float noiseWith = random.nextFloat() * factor;Graphics2D g2 = (Graphics2D) image.getGraphics();for (int i = 0; i < num; i++) {int xFrom = random.nextInt(image.getWidth());int yFrom = random.nextInt(image.getHeight());int xTo = random.nextInt(image.getWidth());int yTo = random.nextInt(image.getHeight());g2.setStroke(new BasicStroke(noiseWith));g2.setBackground(randomColor());g2.setColor(randomColor());g2.drawLine(xFrom, yFrom, xTo, yTo);noiseWith = random.nextFloat() * factor;}}private Color randomColor() {int r = random.nextInt(0, 128);int g = random.nextInt(0, 192);int b = random.nextInt(0, 255);return new Color(r, g, b);}
}

import com.google.code.kaptcha.BackgroundProducer;
import com.google.code.kaptcha.util.Configurable;
import java.awt.*;
import java.awt.geom.Rectangle2D;
import java.awt.image.BufferedImage;public class CustBackground extends Configurable implements BackgroundProducer {public CustBackground() {}public BufferedImage addBackground(BufferedImage baseImage) {int width = baseImage.getWidth();int height = baseImage.getHeight();BufferedImage imageWithBackground = new BufferedImage(width, height, BufferedImage.TYPE_INT_RGB);Graphics2D graph = (Graphics2D)imageWithBackground.getGraphics();graph.fill(new Rectangle2D.Double(0.0D, 0.0D, width, height));graph.drawImage(baseImage, 0, 0, null);return imageWithBackground;}
}

3.生成图形验证码base64字符串

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.util.FastByteArrayOutputStream;
import com.google.code.kaptcha.Producer;
import sun.misc.BASE64Encoder;
import javax.imageio.ImageIO;
import java.awt.image.BufferedImage;
import java.io.IOException;
/*** 图片验证码Service*/
@Service
public class CaptchaCodeService {@Autowiredprivate Producer producer;/*** 生成图片验证码文本code* <pre>* 前端使用方法：*  <img src="data:image/png;base64,"+imgBase64Code />*  imgBase64Code：图片二进制数组转换的base64编码*  </pre>* @return String*/public String generateCode() {String code = producer.createText();BufferedImage bufferedImage = producer.createImage(code);// 将生成的图片缓存到IO流程中FastByteArrayOutputStream os = new FastByteArrayOutputStream();try {ImageIO.write(bufferedImage, "jpg", os);} catch (IOException e) {throw new BusinessException("图形验证码生成异常");}// 将IO流中的图片字节码数组转换为base64编码，返回给前端String imageBase64Code = new BASE64Encoder().encode(os.toByteArray());return imageBase64Code;}
}

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