Struts2学习笔记（十九） 验证码

概述

验证码也是我们在web应用中经常要用到的功能。基本思路就是，我们在服务端动态的生一成张图片，然后将它输出到客户端。图片上包含一些字符信息，我们将这些字符信息事先保存在session中，那么客户端在看到图片之后，将图片上的字符输出到表单中，然后将表单提交。我们接收到表单数据之后，对表单中提交的验证码与session中保存的验证码进行比对，如果相同，那么验证通过。否则，验证失败！采取一些处理。

验证码的主要作用就是用在用户登录上，能有效的防止客户端多次发送登录请求来暴力破解。由于验证码信息是以图片的形式呈现的，因此要想通过程序来识别这些字符还是不太容易的。当然验证码也不是绝对安全的，但是相对来说它的实现比较容易，安全性也相对较高，所以使用的非常广泛。

使用jsp/servlet实现图片验证码

这里我们主要是学习验证码的实现原理，因此就不做的过于复杂了。其实有很多开源的验证码生成库，他们做的比较精密，集成也比较方便，因此有需要的话可以使用第三方的库。为了生成验证码的部分代码能够被重用，我将它单独提取成为一个类。

public class AuthCode {

    private ByteArrayInputStream input;
    private ByteArrayOutputStream output;
    private String code;// 验证码
    private int codeNum;// 验证码字符数量

    private int width;
    private int height;

    // 构造器
    private AuthCode(int width, int height, int codeNum) {
        this.width = width;
        this.height = height;
        this.codeNum = codeNum;

        if (width < 15 * codeNum + 6) {
            this.width = 13 * codeNum + 6;
        }
        if (height < 20) {
            this.height = 20;
        }

        buildImage();
    }

    // 以字符串形式返回验证码
    public String getCode() {
        return code;
    }

    // 以输入流的形式返回验证图片
    public ByteArrayInputStream getIamgeAsInputStream() {
        return input;
    }

    // 以输出流的形式返回验证图片
    public ByteArrayOutputStream getImageAsOuputStream() {
        return output;
    }

    // 创建默认大小的验证码
    public static AuthCode createInstance() {
        return new AuthCode(85, 20, 4);
    }

    // 创建指定大小的验证码
    public static AuthCode createInstance(int width, int height, int codeNum) {
        return new AuthCode(width, height, codeNum);
    }

    // 生成验证码图片
    private void buildImage() {

        BufferedImage image = new BufferedImage(width, height,
                BufferedImage.TYPE_INT_RGB);
        // 获取图形上下文
        Graphics g = image.getGraphics();
        // 生成随机类
        Random random = new Random();
        // 设定背景色
        g.setColor(getRandColor(200, 250));
        g.fillRect(0, 0, width, height);
        // 设定字体
        g.setFont(new Font("Times New Roman", Font.PLAIN, 18));
        
        // 随机产生150条干扰线，使图象中的认证码不易被其它程序探测到
        g.setColor(getRandColor(160, 200));
        for (int i = 0; i < 150; i++) {
            int x = random.nextInt(width);
            int y = random.nextInt(height);
            int xl = random.nextInt(12);
            int yl = random.nextInt(12);
            g.drawLine(x, y, x + xl, y + yl);
        }

        // 取随机产生的认证码
        String codes = "ABCDEFGHJKLMNOPQRSTUVWXYZ23456789";
        String sRand = "";
        for (int i = 0; i < codeNum; i++) {
            String rand = codes.charAt(random.nextInt(codes.length())) + "";
            sRand += rand;
            
            // 将认证码显示到图象中
            g.setColor(new Color(20 + random.nextInt(110), 20 + random
                    .nextInt(110), 20 + random.nextInt(110)));
            
            // 将字符串绘制到图片上
            g.drawString(rand, i * (width / codeNum) + 6, (int)((height+12)/2));
        }

        /* 验证码赋值 */
        this.code = sRand;
        
        // 图象生效
        g.dispose();

        try {
            output = new ByteArrayOutputStream();
            ImageOutputStream imageOut = ImageIO
                    .createImageOutputStream(output);
            ImageIO.write(image, "JPEG", imageOut);
            imageOut.close();
            input = new ByteArrayInputStream(output.toByteArray());
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("验证码图片产生出现错误：" + e.toString());
        }

    }

    // 获取随机颜色
    private Color getRandColor(int fc, int bc) {
        Random random = new Random();
        if (fc > 255)
            fc = 255;
        if (bc > 255)
            bc = 255;

        int r = fc + random.nextInt(bc - fc);
        int g = fc + random.nextInt(bc - fc);
        int b = fc + random.nextInt(bc - fc);

        return new Color(r, g, b);
    }

}

然后我们定义一个Servlet专门用于输出验证码：

public class AuthCodeServlet extends HttpServlet {

    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp)
            throws ServletException, IOException {

        AuthCode code = AuthCode.createInstance();

        req.getSession().setAttribute("authCode", code.getCode());

        resp.getOutputStream()
                .write(code.getImageAsOuputStream().toByteArray());

    }
}

index.jsp

<html>
    <head>
        <title>Auth Code</title>
        <script type="text/javascript">
        function changeImage(obj){
            obj.src = "AuthCodeServlet?="+Math.random();
        }
        
    </script>
    </head>

    <body>

        <form action="LoginServlet" method="post">
            username:
            <input type="text" name="userName" />
            <br>
            password:
            <input type="password" name="password" />
            <br />
            authcode:
            <input type="text" name="authCode" />
            <img src="AuthCodeServlet" onclick="changeImage(this)" />
            <br>
            <input type="submit" value="submit" />
        </form>


    </body>
</html>

LoginServlet.java

public class LoginServlet extends HttpServlet {

    @Override
    protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp)
            throws ServletException, IOException {

        String userName = req.getParameter("userName");
        String password = req.getParameter("password");
        String authCode = req.getParameter("authCode");

        String code = (String) req.getSession().getAttribute("authCode");

        if (authCode != null && authCode.toUpperCase().equals(code)
                && "hello".equals(userName) && "world".equals(password)) {
            resp.getWriter().println("login success! authCode:"+authCode);
        }else{
            resp.getWriter().println("login failed! authCode:"+authCode);
        }

    }
}

测试：

使用Struts2实现图片验证码

Struts2中有一种名为”stream”类型的Result，我们在学习文件下载的时候已经学习过了。我们已经知道只要我们给它提供一个输入流，只需要设置好相应的ContentType，那么它就会自动将这个输入流输出到浏览器中。那么在这里我们依然可以利用它的这个特性。在上一个例子中的验证码生成类中，提供了一个获取输入流的方法，因此这里我还是使用上面的验证码生成类AuthCode。

AuthCodeAction.java

public class AuthCodeAction extends ActionSupport implements SessionAware {

    private Map<String, Object> session;

    public void setSession(Map<String, Object> session) {
        this.session = session;
    }

    public InputStream getInputStream() {

        AuthCode code = AuthCode.createInstance();
        session.put("authCode", code.getCode());

        return code.getIamgeAsInputStream();

    }

    @Override
    public String execute() throws Exception {

        return SUCCESS;
    }

}

LoginAction.java

public class LoginAction extends ActionSupport implements SessionAware {

    private String userName;
    private String password;
    private String authCode;

    private Map<String, Object> session;

    public void setSession(Map<String, Object> session) {
        this.session = session;
    }

    public String getPassword() {
        return password;
    }

    public void setPassword(String password) {
        this.password = password;
    }

    public String getAuthCode() {
        return authCode;
    }

    public void setAuthCode(String authCode) {
        this.authCode = authCode;
    }

    public Map<String, Object> getSession() {
        return session;
    }

    @Override
    public String execute() throws Exception {

        String code = (String) session.get("authCode");

        if (authCode != null & authCode.toUpperCase().equals(code)) {
            return SUCCESS;
        }
        return INPUT;
    }

}

index.jsp基本保持不变，略了。

struts.xml

<package name="default"namespace="/"extends="struts-default">

                   <action name="authcode" class="action.AuthCodeAction">

                            <result name="success" type="stream">

                                     <param name="contentType">image/jpeg</param>

                            </result>

                   </action>

                   <action name="login" class="action.LoginAction">

                            <result>success.jsp</result>

                            <result name="input">index.jsp</result>

                   </action>

         </package>

测试：

验证码这块相对来说还算是比较简单。但是如果要做一些比较复杂的验证码的话还是要花不少心思的。这块本来跟Struts2没多大关系，不过既然刚好学到了，也就归如到Struts2中吧。

如有不妥之处，还请路过的老鸟们指正！小弟感激不尽。