SpringBoot+kaptcha怎么实现验证码

1. 基本用法

kaptcha 是一个非常老牌的验证码生成工具，多老呢？可以追溯到 2006 年。

这么多年过去了，它不仅没有落寞反而还在被不少人使用，足以说明它的生命力了，值得我们来研究下。

方便起见，我们整一个 Spring Boot 工程来演示它的用法。

首先新建一个 Spring Boot 工程，然后加入 kaptcha 的依赖，如下：

  com.github.penggle
  kaptcha
  2.3.2

接下来我们只需要提供一个配置 Kaptcha 的 Bean 即可，如下：

@Configuration
public class KaptchaConfig {
    @Bean(name = "captchaProducer")
    public DefaultKaptcha getKaptchaBean() {
        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，no
        properties.setProperty(KAPTCHA_BORDER, "yes");
        // 验证码文本字符颜色 默认为Color.BLACK
        properties.setProperty(KAPTCHA_TEXTPRODUCER_FONT_COLOR, "black");
        // 验证码图片宽度 默认为200
        properties.setProperty(KAPTCHA_IMAGE_WIDTH, "160");
        // 验证码图片高度 默认为50
        properties.setProperty(KAPTCHA_IMAGE_HEIGHT, "60");
        // 验证码文本字符大小 默认为40
        properties.setProperty(KAPTCHA_TEXTPRODUCER_FONT_SIZE, "38");
        // KAPTCHA_SESSION_KEY
        properties.setProperty(KAPTCHA_SESSION_CONFIG_KEY, "kaptchaCode");
        // 验证码文本字符长度 默认为5
        properties.setProperty(KAPTCHA_TEXTPRODUCER_CHAR_LENGTH, "4");
        // 验证码文本字体样式 默认为new Font("Arial", 1, fontSize), new Font("Courier", 1, fontSize)
        properties.setProperty(KAPTCHA_TEXTPRODUCER_FONT_NAMES, "Arial,Courier");
        // 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.ShadowGimpy
        properties.setProperty(KAPTCHA_OBSCURIFICATOR_IMPL, "com.google.code.kaptcha.impl.ShadowGimpy");
        Config config = new Config(properties);
        defaultKaptcha.setConfig(config);
        return defaultKaptcha;
    }
}

DefaultKaptcha 中配置验证码图片的各个属性值。各个属性的含义，代码中都有注释，我就不再多说了。

接下来我们在接口中返回验证码图片，如下：

@Autowired
DefaultKaptcha defaultKaptcha;
@GetMapping("/img")
public void getKaptcha(HttpServletResponse resp) throws IOException {
    String text = defaultKaptcha.createText();
    BufferedImage image = defaultKaptcha.createImage(text);
    ImageIO.write(image, "jpg", resp.getOutputStream());
}

我这里是通过 IO 流的形式将图片写到前端的，当然也可以将之转为一个 Base64 字符串返回到前端，一样也是 OK 的。

等等，似乎少了什么！

我们没有把生成的验证码文本存入到 session 中去，这样一会登录的时候没法验证，有小伙伴可能会说，这还不简单？接口里边存一下不就行了？

NONONO！

大家看，当我们配置 DefaultKaptcha bean 的时候，其中有这么一行代码 properties.setProperty(KAPTCHA_SESSION_CONFIG_KEY, "kaptchaCode");，这行代码的意思就是说会自动将生成的验证码文本存入到 session 中，并且 session 的 KEY 是 kaptchaCode。但是在实际测试中，大家会发现上面的代码并不会将验证码生成的文本存入到 session 中。

原因在于 Kaptcha 工具实际上自己提供了一个生成验证码图片的 Servlet，如果我们直接使用它自己提供的验证码 Servlet，那么上面这个配置才会生效，在 Spring Boot 中，如果想要配置 Kaptcha 自己提供的 Servlet，方式如下：

@Bean
ServletRegistrationBean kaptchaServlet() {
    ServletRegistrationBean bean = new ServletRegistrationBean<>();
    bean.setServlet(new KaptchaServlet());
    bean.addUrlMappings("/img");
    Properties properties = new Properties();
    // 是否有边框 默认为true 我们可以自己设置yes，no
    properties.setProperty(KAPTCHA_BORDER, "yes");
    // 验证码文本字符颜色 默认为Color.BLACK
    properties.setProperty(KAPTCHA_TEXTPRODUCER_FONT_COLOR, "black");
    // 验证码图片宽度 默认为200
    properties.setProperty(KAPTCHA_IMAGE_WIDTH, "160");
    // 验证码图片高度 默认为50
    properties.setProperty(KAPTCHA_IMAGE_HEIGHT, "60");
    // 验证码文本字符大小 默认为40
    properties.setProperty(KAPTCHA_TEXTPRODUCER_FONT_SIZE, "38");
    // KAPTCHA_SESSION_KEY
    properties.setProperty(KAPTCHA_SESSION_CONFIG_KEY, "kaptchaCode");
    // 验证码文本字符长度 默认为5
    properties.setProperty(KAPTCHA_TEXTPRODUCER_CHAR_LENGTH, "4");
    // 验证码文本字体样式 默认为new Font("Arial", 1, fontSize), new Font("Courier", 1, fontSize)
    properties.setProperty(KAPTCHA_TEXTPRODUCER_FONT_NAMES, "Arial,Courier");
    // 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.ShadowGimpy
    properties.setProperty(KAPTCHA_OBSCURIFICATOR_IMPL, "com.google.code.kaptcha.impl.ShadowGimpy");
    Map map = new HashMap((Map)properties);
    bean.setInitParameters(map);
    return bean;
}

项目启动后，直接访问 /img 就能看到验证码图片，此时验证码的文本也会自动存入到 session 中。当用户登录的时候，通过 session.getAttribute("kaptchaCode") 就可以获取到验证码的文本内容。

然而很多时候，验证码接口返回的内容都是比较丰富的，可能不仅仅是图片，还有其他信息。所以我们直接配一个 Servlet 并不能满足我们的要求，只能自己写验证码的接口，自己写的话，就要自己把验证码图片存到 session 中去，那么 properties.setProperty(KAPTCHA_SESSION_CONFIG_KEY, "kaptchaCode"); 配置其实就没用了，可以不用加。

2. 自定义验证码文本

当然，我们也可以自定义验证码文本，只需要提供一个验证码文本的实现类即可，如下：

public class KaptchaTextCreator extends DefaultTextCreator {
    private static final String[] CNUMBERS = "0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10".split(",");

    @Override
    public String getText() {
        Integer result = 0;
        Random random = new Random();
        int x = random.nextInt(10);
        int y = random.nextInt(10);
        StringBuilder suChinese = new StringBuilder();
        int randomoperands = (int) Math.round(Math.random() * 2);
        if (randomoperands == 0) {
            result = x * y;
            suChinese.append(CNUMBERS[x]);
            suChinese.append("*");
            suChinese.append(CNUMBERS[y]);
        } else if (randomoperands == 1) {
            if (!(x == 0) && y % x == 0) {
                result = y / x;
                suChinese.append(CNUMBERS[y]);
                suChinese.append("/");
                suChinese.append(CNUMBERS[x]);
            } else {
                result = x + y;
                suChinese.append(CNUMBERS[x]);
                suChinese.append("+");
                suChinese.append(CNUMBERS[y]);
            }
        } else if (randomoperands == 2) {
            if (x >= y) {
                result = x - y;
                suChinese.append(CNUMBERS[x]);
                suChinese.append("-");
                suChinese.append(CNUMBERS[y]);
            } else {
                result = y - x;
                suChinese.append(CNUMBERS[y]);
                suChinese.append("-");
                suChinese.append(CNUMBERS[x]);
            }
        } else {
            result = x + y;
            suChinese.append(CNUMBERS[x]);
            suChinese.append("+");
            suChinese.append(CNUMBERS[y]);
        }
        suChinese.append("=?@" + result);
        return suChinese.toString();
    }
}

这段代码并不难理解，生成的验证码文本类似于 1+1=?@2 这样的字符串。

将来以@为分界线，将@前面的字符串内容绘制到图片上，@后面的内容存到 session 中，和用户上传的内容进行比较即可。

当然，我们还需要在配置验证码的时候添加如下属性，以修改验证码文本的提供类：

properties.setProperty(KAPTCHA_TEXTPRODUCER_IMPL, "org.javaboy.tienchin.framework.config.KaptchaTextCreator");

配置完成后，将来在接口中直接使用这个验证码即可，用的时候注意将生成的验证码文本拆分后处理，一部分用来绘图，一部分用来存到 session 中。