Java Web项目中验证码功能的制作攻略

一、前言
在表单页面中使用验证码的好处在于有效防止用户恶意提交表单，或者使用外挂非法攻击系统。

二、准备条件
1、一个普通的web项目 webProject；
2、一个web服务器 Tomcat。

三、实现思路：
1、自定义一个servlet VerifyCodeServlet 画一个包含验证字符的验证码图片，这里的图片需要使用Graphics2D手动去画；
2、在具体页面使用img标签的src引用这个servlet即可显示servlet；
3、因为画图的时候把验证码信息放入了session，所以提交表单后可以根据session中保存的值和用户输入的code做比较，验证输入是否正确。
网上大都是通过servlet实现的验证码，入下图逻辑：

步骤：
1、请求登录页面时随机生成验证码字符串；
2、将生成对验证码字符串存到session中；
3、根据验证码字符串生成验证码图片，然后将验证码图片输出到客户展示；
4、提交登录请求时用户输入的验证码字符串与session中的字符串做比对。

四、具体代码如下：

package com.servlet; 
 
import java.awt.Color;   
import java.awt.Font;   
import java.awt.Graphics2D;   
import java.awt.image.BufferedImage;   
import java.util.Random;   
   
import javax.imageio.ImageIO;   
import javax.servlet.ServletException;   
import javax.servlet.ServletOutputStream;   
import javax.servlet.http.HttpServlet;   
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;   
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;   
import javax.servlet.http.HttpSession;   
   
/** 
 * 产生验证码图片的servlet 
 * @author Administrator 
 * 
 */ 
public class VerifyCodeServlet extends HttpServlet {   
    
  private static final long serialVersionUID = -5051097528828603895L; 
  
  /** 
  * 验证码图片的宽度。 
  */ 
  private int width = 100;   
    
  /** 
  * 验证码图片的高度。 
  */ 
  private int height = 30;   
   
  /** 
  * 验证码字符个数 
  */ 
  private int codeCount = 4;   
   
  /** 
  * 字体高度  
  */ 
  private int fontHeight;   
   
  /** 
  * 第一个字符的x轴值，因为后面的字符坐标依次递增，所以它们的x轴值是codeX的倍数 
  */ 
  private int codeX;   
   
  /** 
  * codeY ,验证字符的y轴值，因为并行所以值一样 
  */ 
  private int codeY;   
   
  /** 
  * codeSequence 表示字符允许出现的序列值 
  */ 
  char[] codeSequence = { 'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G', 'H', 'I', 'J',   
      'K', 'L', 'M', 'N', 'O', 'P', 'Q', 'R', 'S', 'T', 'U', 'V', 'W',   
      'X', 'Y', 'Z', '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9' };   
   
  /**  
   * 初始化验证图片属性  
   */  
  public void init() throws ServletException {   
    // 从web.xml中获取初始信息   
    // 宽度   
    String strWidth = this.getInitParameter("width");   
    // 高度   
    String strHeight = this.getInitParameter("height");   
    // 字符个数   
    String strCodeCount = this.getInitParameter("codeCount");   
    // 将配置的信息转换成数值   
    try {   
      if (strWidth != null && strWidth.length() != 0) {   
        width = Integer.parseInt(strWidth);   
      }   
      if (strHeight != null && strHeight.length() != 0) {   
        height = Integer.parseInt(strHeight);   
      }   
      if (strCodeCount != null && strCodeCount.length() != 0) {   
        codeCount = Integer.parseInt(strCodeCount);   
      }   
    } catch (NumberFormatException e) { 
      e.printStackTrace(); 
    }   
    //width-4 除去左右多余的位置，使验证码更加集中显示，减得越多越集中。 
    //codeCount+1   //等比分配显示的宽度，包括左右两边的空格 
    codeX = (width-4) / (codeCount+1); 
    //height - 10 集中显示验证码 
    fontHeight = height - 10;  
    codeY = height - 7;  
  }   
   
  /** 
  * @param request 
  * @param response 
  * @throws ServletException 
  * @throws java.io.IOException 
  */ 
  protected void service(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, java.io.IOException {   
    // 定义图像buffer   
    BufferedImage buffImg = new BufferedImage(width, height, BufferedImage.TYPE_INT_RGB);   
    Graphics2D gd = buffImg.createGraphics();   
    // 创建一个随机数生成器类   
    Random random = new Random();   
    // 将图像填充为白色   
    gd.setColor(Color.LIGHT_GRAY);   
    gd.fillRect(0, 0, width, height);   
    // 创建字体，字体的大小应该根据图片的高度来定。   
    Font font = new Font("Fixedsys", Font.PLAIN, fontHeight);   
    // 设置字体。   
    gd.setFont(font);   
    // 画边框。   
    gd.setColor(Color.BLACK);   
    gd.drawRect(0, 0, width - 1, height - 1);   
    // 随机产生160条干扰线，使图象中的认证码不易被其它程序探测到。   
    gd.setColor(Color.gray);   
    for (int i = 0; i < 16; i++) {   
      int x = random.nextInt(width);   
      int y = random.nextInt(height);   
      int xl = random.nextInt(12);   
      int yl = random.nextInt(12);   
      gd.drawLine(x, y, x + xl, y + yl);   
    }   
    // randomCode用于保存随机产生的验证码，以便用户登录后进行验证。   
    StringBuffer randomCode = new StringBuffer();   
    int red = 0, green = 0, blue = 0;   
    // 随机产生codeCount数字的验证码。   
    for (int i = 0; i < codeCount; i++) {   
      // 得到随机产生的验证码数字。   
      String strRand = String.valueOf(codeSequence[random.nextInt(36)]);   
      // 产生随机的颜色分量来构造颜色值，这样输出的每位数字的颜色值都将不同。   
      red = random.nextInt(255);   
      green = random.nextInt(255);   
      blue = random.nextInt(255);   
      // 用随机产生的颜色将验证码绘制到图像中。   
      gd.setColor(new Color(red,green,blue));   
      gd.drawString(strRand, (i + 1) * codeX, codeY);   
      // 将产生的四个随机数组合在一起。   
      randomCode.append(strRand);   
    }   
    // 将四位数字的验证码保存到Session中。   
    HttpSession session = request.getSession();   
    session.setAttribute("validateCode", randomCode.toString()); 
    // 禁止图像缓存。   
    response.setHeader("Pragma", "no-cache");   
    response.setHeader("Cache-Control", "no-cache");   
    response.setDateHeader("Expires", 0);   
   
    response.setContentType("image/jpeg");   
    // 将图像输出到Servlet输出流中。   
    ServletOutputStream sos = response.getOutputStream();   
    ImageIO.write(buffImg, "jpeg", sos); 
    sos.close();   
  }   
}

然后在web.xml中配置下这个生成验证码的servlet，具体如下：

<servlet> 
  <servlet-name>VerifyCodeServlet</servlet-name> 
  <servlet-class>com.servlet.VerifyCodeServlet</servlet-class> 
  <init-param> 
    <param-name>width</param-name> 
    <param-value>120</param-value> 
  </init-param> 
  <init-param> 
    <param-name>height</param-name> 
    <param-value>32</param-value> 
  </init-param> 
  <init-param> 
    <param-name>codeCount</param-name> 
    <param-value>4</param-value> 
  </init-param> 
</servlet> 
<servlet-mapping> 
  <servlet-name>VerifyCodeServlet</servlet-name> 
  <url-pattern>/VerifyCodeServlet</url-pattern> 
</servlet-mapping>

启动服务器，在浏览器地址栏输入：http://localhost:8080/webProject/VerifyCodeServlet
查看显示效果，具体如下：

1、每次刷新验证码都有变化，这是因为servlet设置了禁用浏览器缓存。
2、这里发现一个问题：如果使用火狐浏览器，VerifyCodeServlet中重写的serviice方法被执行了两次，换成重写doGet方法或者doPost方法也是一样，并且其他浏览器都不见该情况，后来发现如果是通过页面引用该servlet就调用正常了。

然后就可以在页面中引用该验证码了，具体代码如下：

<%@ page language="java" contentType="text/html; charset=UTF-8" 
  pageEncoding="UTF-8"%> 
<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/html4/loose.dtd"> 
<html> 
<head> 
<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=ISO-8859-1"> 
<title>Insert title here</title> 
</head> 
<body> 
<div> 
<% 
  String inputCode = request.getParameter("inputCode"); 
  String verifyCode = (String)session.getAttribute("validateCode"); 
  if(inputCode!=null && verifyCode!=null){ 
    out.print("真正的验证码：" + verifyCode + "<br/>" + "用户输入的验证码：" + inputCode + "<br/>"); 
    inputCode = inputCode.toUpperCase();//不区分大小写 
    out.print("比较验证码证明用户输入 " + (inputCode.equals(verifyCode)?"正确":"错误") + "！"); 
  } 
%> 
<form action="index.jsp"> 
验证码：<input name="inputCode" value=""/>  
<img src="VerifyCodeServlet" align="middle" title="看不清，请点我" onclick="javascript:refresh(this);" onmouseover="mouseover(this)"/><br/> 
<input name="submit" type="submit" value="提交"/> 
</form> 
</div> 
<script> 
  function refresh(obj){ 
     obj.src = "VerifyCodeServlet?" + Math.random(); 
  } 
   
  function mouseover(obj){ 
    obj.style.cursor = "pointer"; 
  } 
</script> 
</body> 
</html>

上面代码通过表单提交验证码到当前jsp，验证用户输入的验证码是否正确，运行的具体效果如下：
1、输入正确的验证码

2、输入错误的验证码

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