Java——long值进行Base64编码原理详解

long值进行Base64编码原理详解

  分析一下long值;

1、有符号long值,64bit,8字节,取值范围-2^63——2^63-1,第一位符号位,负数为1,正数为0;

2、正数,符号位0,后63位为正数值;

3、负数,符号位1,整个64位取反、加1,加负号即为负数值;

  

  Base64是做什么?

把任意二进制数据转换为可显示字符,总共64种可显示字符。

具体转换规则为每6个bit为一段,映射为一个可显示字符,总bit数不能被6整除的,后面补0,且只能按

整字节补,即每次至少补8个bit,直到能被6整除。

6bit与可打印字符的转换规则为:

 

最后两个字符特殊,或是URLEcoder可换成"-" "_"。另,末尾补的0通常不记成A,而记为=。

 

  Java中的Base64算法。

早期jdk提供的sun.misc.BASE64Encoder;

apache提供的org.apache.commons.codec.binary.Base64;

jdk8内置的java.util.Base64;效率高一些。

 

  回归题目。long值进行Base64编码。

1、今有long值0,左移11位+1,再左移5位+1,再左移42位+1,得

二进制数  0000 0100   0000 0000   1000 0100   0000 0000   0000 0000   0000 0000  0000 0000   0000 0001

16进制数  400840000000001

十进制数  288375511686578177

 

2、把该二制long值转为长度为8的byte数组,

[4, 0, -124, 0, 0, 0, 0, 1]

其中注意-124的由来,“1000 0100”取反+1得,0111 1100,即为-124。

 

3、由于该byte数组,并不是每个元素都能对应 ASCII编码中的可打印字符,所以即使把byte数据转成字符串类型可无法打

印出来,强行打印会打出

 

 

 

4、把该byte数组进行Base64编码,Base64.getUrlEncoder().encode(uidBytes)得到编码后byte数组

[66, 65, 67, 69, 65, 65, 65, 65, 65, 65, 69, 61]

编码byte数组长度为12,因为8*8=64,可转10段6bit,剩4bit,补1字节即8bit,多出2段6bit,总个12段6bit;

编码byte数组,每个元素均能对应ASCII编码中的可打印字符,按ASCII编码打印得

BACEAAAAAAE=

 

5、以上过程逆向运算,仍能把BACEAAAAAAE=转成原来的long值;

6、附上ASCII编码表

 

 

 

  以上过程用java代码实现如下:

public void testBase64() throws Exception {
        Long uid = 288375511686578177L;
        LOGGER.info(String.valueOf(uid));
        LOGGER.info(Long.toHexString(uid));
        LOGGER.info(Long.toBinaryString(uid));

        String uidstr = String.valueOf(uid);
        byte[] bytes = uidstr.getBytes();
        byte[] encodeBytes = Base64.getEncoder().encode(bytes);
        String encode = new String(encodeBytes, "UTF-8");
        LOGGER.info(encode);
        LOGGER.info(Base64.getEncoder().encodeToString(bytes));

        byte b = 0;
        char bb = '0';
        short ss = (short) bb;

        byte[] uidBytes = new byte[8];
        for (int i = 0; i < uidBytes.length; i++) {
            uidBytes[i] = (byte) (uid >> (8 * (8 - 1 - i)));
        }
        // uidBytes[0] = (byte)(uid >> (8*7));

        LOGGER.info(new String(uidBytes, "UTF-8"));
        byte[] encodeUid = Base64.getUrlEncoder().encode(uidBytes);
        String dstUid = new String(encodeUid, "UTF-8");
        LOGGER.info(dstUid);

        //dstUid = "BACEAAAAAAcA";
        byte[] decodeUid = Base64.getUrlDecoder().decode(dstUid.getBytes());
        long rsUid = 0L;
        for (int i = 0; i < decodeUid.length; i++) {
            long temp = decodeUid[i] & 0xFF; // 把有符号扩大为无符号
            rsUid += temp << (8 * (8 - 1 - i));
        }
        LOGGER.info(String.valueOf(rsUid));
        LOGGER.info(Long.toHexString(rsUid));
    }

 

  生成long的代码如下:


public int initId() {// 初始化id的规则如下:
       // 最高1bit符号位+5bit区域编号(1~32)+11bit服务器编号(1~2048)+5bit服务编号(1~32)+42bit自增数据
       // 最高1bit符号位
       long min = 0;

       // 5位区域编号
       min = min + 1;

       // 11位服务器编号
       min = min << 11; // 左移11位 给serverId空出11个位置 共1~2048个
       min = min + 1;

       // 5位服务编号
       min = min << 5; // 左移5位 给servicesId空出5个位置 共1~32个
       min = min + 1;

       // 42bit自增数据
       min = min << 42; // 左移42位 给表主键空出42个位置 共1~10^42个

       // 最后64-42-5-11=6,剩下的首部6位,区域编号显5个,最首部1位是符号位

       return min;
    }

 

 
posted @ 2020-12-22 11:24  会飞的斧头  阅读(505)  评论(0编辑  收藏  举报