使用SpringBoot和ZXing实现二维码生成与解析

一、ZXing简介

ZXing是一个开源的，用Java实现的多种格式的1D/2D条码图像处理库。它包含了用于解析多种格式的1D/2D条形码的工具类，目标是能够对QR编码，Data Matrix, UPC的1D条形码进行解码。在二维码编制上，ZXing巧妙地利用构成计算机内部逻辑基础的“0”、“1”比特流的概念，使用若干个与二进制数相对应的黑白模块来表示数据。此外，ZXing支持各种条形码，二维码扫描，由多个模块组成，而且支持PC端和移动端。现在的版本已经优化了很多bug，并进行了诸多改进。因此，无论是在自己的项目中集成二维码功能，还是进行二维码生成和解析的相关开发工作，都可以考虑使用ZXing这个强大的工具库。

二、Spring Boot集成ZXing

1. 在SpringBoot项目中，我们可以通过Maven或者Gradle来引入ZXing的依赖。以Maven为例，只需要在pom.xml文件中添加如下依赖：

<dependency>
    <groupId>com.google.zxing</groupId>
    <artifactId>core</artifactId>
    <version>3.4.1</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>com.google.zxing</groupId>
    <artifactId>javase</artifactId>
    <version>3.4.1</version>
</dependency>

2. 创建一个名为QRCodeUtil的工具类，用于生成二维码和条形码，以及解析二维码。代码如下：

import com.google.zxing.*;
import com.google.zxing.client.j2se.MatrixToImageWriter;
import com.google.zxing.common.BitMatrix;
import com.google.zxing.common.HybridBinarizer;
import com.google.zxing.qrcode.QRCodeWriter;
import org.springframework.stereotype.Component;


import javax.imageio.ImageIO;
import java.awt.*;
import java.awt.image.BufferedImage;
import java.io.*;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;


@Component
public class QRCodeUtil {


    // 生成二维码或条形码的方法，参数分别为内容、类型、宽度、高度、图片格式（默认为PNG）和输出流（可选）
    public static void generate(String content, BarcodeFormat format, int width, int height, String formatName, OutputStream outputStream) throws Exception {
        Map<EncodeHintType, Object> hints = new HashMap<>();
        hints.put(EncodeHintType.CHARACTER_SET, "UTF-8"); // 设置字符编码为UTF-8
        BitMatrix bitMatrix = new QRCodeWriter().encode(content, format, width, height, hints); // 生成矩阵对象
        BufferedImage image = toBufferedImage(bitMatrix); // 将矩阵对象转换为BufferedImage对象
        if (outputStream != null) { // 如果输出流不为空，则将图片写入到输出流中
            ImageIO.write(image, formatName, outputStream);
        } else { // 如果输出流为空，则返回图片的字节数组形式（Base64编码）
            ByteArrayOutputStream os = new ByteArrayOutputStream();
            ImageIO.write(image, formatName, os);
            return Base64.getEncoder().encodeToString(os.toByteArray());
        }
    }


    // 解析二维码的方法，参数为二维码的图片数据（Base64编码）和解码方式（默认为自动判断）
    public static String parse(String qrCodeData, DecodeHintType[] hints) throws Exception {
        byte[] bytes = Base64.getDecoder().decode(qrCodeData); // 将Base64编码的图片数据解码为字节数组形式
        ByteArrayInputStream inputStream = new ByteArrayInputStream(bytes); // 将字节数组转换为输入流对象
        BufferedImage image = ImageIO.read(inputStream); // 读取输入流中的图片数据，并将其转换为BufferedImage对象
        LuminanceSource source = new BufferedImageLuminanceSource(image); // 将BufferedImage对象转换为LuminanceSource对象，以便后续处理
        BinaryBitmap binaryBitmap = new BinaryBitmap(new HybridBinarizer(source)); // 将LuminanceSource对象转换为BinaryBitmap对象，以便后续处理
        Result result = new MultiFormatReader().decode(binaryBitmap, hints); // 使用多格式解码器对BinaryBitmap对象进行解码，得到结果对象Result，其中包含了解码后的内容等信息
        return result.getText(); // 返回解码后的内容信息（即二维码中包含的文字等）
    }
}

3. 测试代码生成二维码和条形码，并解析二维码的功能。代码如下：

@Test
public void testQRCode() throws Exception {
    // 生成二维码并保存到文件系统中（路径为/tmp/qrcode.png）
    QRCodeUtil.generate("Hello World!", BarcodeFormat.QR_CODE, 300, 300, "PNG", new FileOutputStream("/tmp/qrcode.png"));
    // 生成条形码并保存到文件系统中（路径为/tmp/barcode.png）
    QRCodeUtil.generate("123456789012", BarcodeFormat.EAN_13, 100, 50, "PNG", new FileOutputStream("/tmp/barcode.png"));
    // 从文件系统中读取二维码的图片数据（Base64编码），并解析出其中的内容信息（即文字“Hello World!”）
    String qrCodeContent = QRCodeUtil.parse(new File("/tmp/qrcode.png").toString(), null); // null表示使用默认的解码方式（自动判断）
    System.out.println("QR Code Content: " + qrCodeContent); // 输出二维码中的内容信息（即文字“Hello World!”）
}

三、结语

通过以上介绍，我们可以看到，SpringBoot与ZXing的结合非常便捷。我们可以使用ZXing提供的API轻松地生成和解析各种类型的条形码，而无需关心底层的实现细节。同时，SpringBoot也为我们提供了丰富的功能，如自动配置、依赖注入等，使得我们可以更专注于业务逻辑的开发。