ZXing开源库生成二维码

引言

二维码（QR Code）作为一种快速、高容量、高密度的矩阵条码，已经在各行各业得到广泛应用。ZXing（Zebra Crossing）是一款由Google开源的Java二维码生成和解析库，提供了丰富的功能和易于使用的API。本篇博文将研究如何使用ZXing开源库生成二维码。

　　GitHub地址，猛戳：https://github.com/zxing/zxing

　　API文档，猛戳：Overview (ZXing 3.5.2 API)

　　介绍文档，猛戳：ZXing – About

第一部分：引入ZXing库

了解ZXing

ZXing是一个强大的二维码处理库，除了支持生成和解析二维码外，还能处理其他一维条码。它是一个开源项目，通过Google Code托管，并在GitHub上进行维护。

集成ZXing到项目中

你可以通过Maven或手动下载JAR文件的方式将ZXing集成到你的Java项目中。以下是Maven的依赖配置：

         <!--zxing依赖-->
        <dependency>
            <groupId>com.google.zxing</groupId>
            <artifactId>core</artifactId>
            <version>3.3.3</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>com.google.zxing</groupId>
            <artifactId>javase</artifactId>
            <version>3.3.3</version>
        </dependency>
        <!--commons-lang依赖-->
        <dependency>
            <groupId>commons-lang</groupId>
            <artifactId>commons-lang</artifactId>
            <version>2.6</version>
        </dependency>

zxing常用API

EncodeHintType（编码提示类型）

EncodeHintType是用来设置二维码编码时的一些额外参数的枚举类型，常用枚举值如下：

ERROR_CORRECTION：
- 误差校正级别。对于黑白二维码，可选值为L(7%)、M(15%)、Q(25%)、H(30%)，表示二维码允许破损的最大容错率。在二维码出现破损时，根据设置的容错率级别，可以尝试修复二维码中的一些数据。
- 二维码在生成过程中，可能会出现一些损坏或者缺失的情况，例如打印时墨水耗尽、图像压缩、摄像头拍摄角度不对等。这些问题可能导致二维码无法完全识别，或者识别出来的数据不准确，而误差校正码就是为了解决这些问题而产生的。
- 例如，选择L级别的容错率，相当于允许在二维码的整体颜色区域中，最多可有约7%的坏像素点；而选择H级别的容错率时，最多可有约30%的坏像素点。
- 注意：误差校正级别的具体值需要通过ErrorCorrectionLevel的枚举值来获取。
CHARACTER_SET：
- 编码字符集。可以设置使用的字符编码，例如utf-8、gb2312等等。
MARGIN：
- 二维码的空白区域大小。可以设置二维码周围的留白大小，以便于在不同的嵌入场景中使用二维码。

BarcodeFormat（码格式）

BarcodeFormat是枚举类，通过它来制定二维码格式：

QR Code ：QR Code是最常见的二维码格式之一，广泛应用于商品包装、票务、扫码支付等领域。QR Code矩阵有黑白两种颜色，其中黑色部分表示信息的编码，白色部分则用于衬托和辨识。
Aztec Code：Aztec Code是一种高密度、可靠性很高的二维码格式。相比于其他二维码格式，它具有更低的容错率、更小的尺寸和更高的解码效率。因此，它适合用于储存一些核心信息，例如个人信息、证件信息、账户密码等。
PDF417：是一种可以储存大量信息的二维码格式，它具有数据密度高、可靠性强等优点，可以应用于许多场景，例如航空机票，运输和配送标签，法律文件等。
Data Matrix：是一种小巧的二维码格式，它的编码方式类似于QR Code，但是其可靠性、识别率、扫描速度和牢固度都比QR Code更优秀。由于尺寸较小、可靠性较高，因此Data Matrix适合嵌入简单的产品标签、医疗图像、检测数据等领域。

第二部分：创建二维码生成服务

在Spring Boot项目中，我们可以创建一个服务类，专门用于生成二维码。以下是一个简单的示例：

@Service
public class QRCodeService {
    // 定义一个名为generateQRCode的公共方法，它接收三个参数：content（字符串类型，表示二维码的内容）、width（整数类型，表示二维码的宽度）和height（整数类型，表示二维码的高度）。
    public byte[] generateQRCode(String content, int width, int height) {
        try {
            // 创建一个名为hints的HashMap对象，用于存储二维码编码的提示信息。
            Map<EncodeHintType, Object> hints = new HashMap<>();
            // 设置错误纠正级别为L，表示较低的纠错能力。
            hints.put(EncodeHintType.ERROR_CORRECTION, ErrorCorrectionLevel.L);
            // 设置边距为2，即二维码边缘与内容之间的距离为2个像素。
            hints.put(EncodeHintType.MARGIN, 2);
            // 设置字符集为UTF-8，表示二维码支持UTF-8编码的字符。
            hints.put(EncodeHintType.CHARACTER_SET, "UTF-8");

            // 创建一个QRCodeWriter对象，用于生成二维码。
            QRCodeWriter qrCodeWriter = new QRCodeWriter();
            // 使用QRCodeWriter对象将内容编码为二维码，并指定宽度、高度和提示信息。
            BitMatrix bitMatrix = qrCodeWriter.encode(content, BarcodeFormat.QR_CODE, width, height, hints);

            // 将BitMatrix对象转换为BufferedImage对象，以便于后续处理。
            BufferedImage bufferedImage = MatrixToImageWriter.toBufferedImage(bitMatrix);
            // 创建一个ByteArrayOutputStream对象，用于将BufferedImage对象转换为字节数组。
            ByteArrayOutputStream byteArrayOutputStream = new ByteArrayOutputStream();
            // 将BufferedImage对象写入到ByteArrayOutputStream对象中，并指定输出格式为png。
            ImageIO.write(bufferedImage, "png", byteArrayOutputStream);

            // 将ByteArrayOutputStream对象中的数据转换为字节数组，并返回该字节数组。
            return byteArrayOutputStream.toByteArray();
        } catch (Exception e) {
            // 如果在生成二维码过程中出现异常，则打印异常信息。
            e.printStackTrace();
            // 返回空字节数组。
            return null;
        }
    }
}

在上述示例中，我们使用了ZXing的QRCodeWriter和MatrixToImageWriter来生成二维码图片。服务方法generateQRCode接受内容、宽度和高度作为参数，并返回生成的二维码的字节数组。

第三部分：在Controller中使用生成服务

接下来，我们可以在Controller中使用刚刚创建的服务来生成二维码，并将其返回给前端。以下是一个简单的Controller示例：

@RestController
public class QRCodeController {

    @Autowired
    private QRCodeService qrCodeService;

    // 使用@GetMapping注解，表示这是一个处理HTTP GET请求的方法。
    // value属性指定了该方法对应的URL路径为"/generateQRCode"。
    // produces属性指定了该方法返回的数据类型，即PNG格式的图片。
    @GetMapping(value = "/generateQRCode", produces = MediaType.IMAGE_PNG_VALUE)
    public byte[] generateQRCode(@RequestParam String content,
                                 @RequestParam(defaultValue = "200") int width,
                                 @RequestParam(defaultValue = "200") int height) {
        // 调用qrCodeService的generateQRCode方法来生成二维码。
        // 传入二维码的内容、宽度和高度作为参数。
        return qrCodeService.generateQRCode(content, width, height);
    }
}

在上述示例中，我们使用@GetMapping注解定义了一个接口/generateQRCode，接受内容、宽度和高度参数，并通过调用qrCodeService生成二维码的字节数组，将其作为图片返回。