用Java创建一个验证码的工具类

在Java中创建一个验证码工具类，可以通过以下代码实现。该工具类支持生成包含字母和数字的随机验证码图片，并添加干扰线和噪点以提高安全性。以下是详细实现：

---

完整代码实现 import javax.imageio.ImageIO; import java.awt.*; import java.awt.image.BufferedImage; import java.io.ByteArrayOutputStream; import java.io.IOException; import java.util.Random; import java.util.Base64; /** * 验证码生成工具类 */ public class CaptchaUtils { // 默认参数配置 private static final int DEFAULT_WIDTH = 120; // 默认图片宽度 private static final int DEFAULT_HEIGHT = 40; // 默认图片高度 private static final int DEFAULT_CODE_LENGTH = 4; // 默认验证码长度 private static final int DEFAULT_LINE_COUNT = 5; // 默认干扰线数量 private static final int DEFAULT_NOISE_COUNT = 30; // 默认噪点数量 // 可选字符集（排除易混淆字符） private static final String CHAR_SET = "ABCDEFGHJKLMNPQRSTUVWXYZabcdefghjkmnpqrstuvwxyz23456789"; /** * 生成验证码图片和对应字符串 * @return CaptchaResult 包含验证码图片的Base64字符串和验证码值 */ public static CaptchaResult generateCaptcha() { return generateCaptcha(DEFAULT_CODE_LENGTH, DEFAULT_WIDTH, DEFAULT_HEIGHT, DEFAULT_LINE_COUNT, DEFAULT_NOISE_COUNT); } /** * 自定义参数的验证码生成方法 */ public static CaptchaResult generateCaptcha(int codeLength, int width, int height, int lineCount, int noiseCount) { // 1. 生成随机验证码字符串 String code = generateRandomCode(codeLength); // 2. 创建图片对象 BufferedImage image = new BufferedImage(width, height, BufferedImage.TYPE_INT_RGB); Graphics2D g = image.createGraphics(); // 3. 绘制背景色 g.setColor(Color.WHITE); g.fillRect(0, 0, width, height); // 4. 绘制干扰线 drawInterferenceLines(g, width, height, lineCount); // 5. 绘制验证码字符 drawCode(g, code, width, height); // 6. 添加噪点 addNoise(image, width, height, noiseCount); // 7. 释放资源 g.dispose(); // 8. 转换为Base64字符串 String base64Image = convertImageToBase64(image); return new CaptchaResult(code, base64Image); } // 生成随机验证码字符串 private static String generateRandomCode(int length) { Random random = new Random(); StringBuilder sb = new StringBuilder(); for (int i = 0; i < length; i++) { int index = random.nextInt(CHAR_SET.length()); sb.append(CHAR_SET.charAt(index)); } return sb.toString(); } // 绘制干扰线 private static void drawInterferenceLines(Graphics2D g, int width, int height, int lineCount) { Random random = new Random(); for (int i = 0; i < lineCount; i++) { int x1 = random.nextInt(width); int y1 = random.nextInt(height); int x2 = random.nextInt(width); int y2 = random.nextInt(height); g.setColor(getRandomColor()); g.drawLine(x1, y1, x2, y2); } } // 绘制验证码字符 private static void drawCode(Graphics2D g, String code, int width, int height) { Random random = new Random(); g.setFont(new Font("Arial", Font.BOLD, 30)); for (int i = 0; i < code.length(); i++) { // 字符颜色随机 g.setColor(getRandomColor()); // 字符位置偏移 int x = (width / code.length()) * i + 10; int y = height - 10; // 添加随机旋转 double theta = Math.toRadians(random.nextInt(30) - 15); // -15°~15° g.rotate(theta, x, y); g.drawString(String.valueOf(code.charAt(i)), x, y); g.rotate(-theta, x, y); // 恢复角度 } } // 添加噪点 private static void addNoise(BufferedImage image, int width, int height, int noiseCount) { Random random = new Random(); for (int i = 0; i < noiseCount; i++) { int x = random.nextInt(width); int y = random.nextInt(height); image.setRGB(x, y, getRandomColor().getRGB()); } } // 生成随机颜色（避免浅色） private static Color getRandomColor() { Random random = new Random(); return new Color(random.nextInt(180), random.nextInt(180), random.nextInt(180)); } // 将图片转为Base64字符串 private static String convertImageToBase64(BufferedImage image) { try (ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream()) { ImageIO.write(image, "JPEG", bos); byte[] bytes = bos.toByteArray(); return "data:image/jpeg;base64," + Base64.getEncoder().encodeToString(bytes); } catch (IOException e) { throw new RuntimeException("生成验证码失败", e); } } /** * 验证码结果封装类 */ public static class CaptchaResult { private final String code; // 验证码值 private final String base64Image; // Base64格式图片 public CaptchaResult(String code, String base64Image) { this.code = code; this.base64Image = base64Image; } public String getCode() { return code; } public String getBase64Image() { return base64Image; } } // 测试 public static void main(String[] args) { CaptchaResult result = CaptchaUtils.generateCaptcha(); System.out.println("验证码值: " + result.getCode()); System.out.println("Base64图片:\n" + result.getBase64Image()); } }

---

核心功能说明

生成随机字符串

使用预定义的字符集（排除易混淆字符如0/O、1/I等）。通过Random生成指定位数的验证码。

创建验证码图片

使用BufferedImage创建画布。设置背景色为白色，并绘制干扰线和噪点。

干扰元素设计

干扰线：随机位置和颜色。噪点：随机位置的点状干扰。字符旋转：每个字符随机旋转-15°~15°。

Base64编码输出

将生成的图片转为Base64字符串，便于Web前端直接显示。

---

使用示例 // 生成默认验证码（4位，120x40像素） CaptchaUtils.CaptchaResult result = CaptchaUtils.generateCaptcha(); // 自定义参数生成验证码（6位，200x60像素，10条干扰线，50个噪点） CaptchaUtils.CaptchaResult customResult = CaptchaUtils.generateCaptcha(6, 200, 60, 10, 50); // 获取验证码值和图片 String code = result.getCode(); String base64Image = result.getBase64Image();

---

优化点

安全性增强

使用SecureRandom代替Random（需导入java.security.SecureRandom）。添加字符扭曲或缩放效果（需扩展drawCode方法）。

扩展性

支持自定义字符集、字体类型、颜色范围等参数。通过Builder模式提供更灵活的配置。

性能优化

缓存常用参数配置的验证码样式。使用线程安全的随机数生成器。

---

适用场景 Web应用登录/注册的验证码校验。防止机器人批量操作的接口防护。