图形验证码的使用详情

一. 关于js的启动服务

传统导入js开发的模式没法直接服务器方式调试，需要安装live-server服务器，这个服务器就是node一个模块

安装：npm install -g live-server
# 指定端口80 
启动项目：live-server --port=80 
注意：live-server服务器自带热刷新

二. 使用图形验证码

1. 前端代码

<div class="user-phone">
	<label for="imageCode"><i class="am-icon-check am-icon-sm"></i></label>
	<input type="text" name="" style="width: 180px;" v-model="phoneUserForm.imageCode" id="imageCode" placeholder="请输入图片验证码">
	<img id="captcha-image-temp" @click="getImageCode":src="base64ImageCode"  class="captcha-image-temp"  alt="点击换图" title="点击换图" style="vertical-align: middle; cursor: pointer;">
</div>

2. 流程分析

1. 前端页面一加载或点击重新获取使用axios发送异步请求获取验证码
2. 后端生成图形验证码，并将验证码保存在redis
3. 后端使用Base64将图片编码成字符串，响应给前端
4. 前端使用vue指令base64编码之后的字符串放在对应位置，最终显示图片
	<img src="这里"/>
5. 在点击获取手机验证码的时候验证图形验证码是否正确
	防止非法人员通过脚本恶意点击获取手机验证码

后端redis怎么保存图形验证码？
	1. 设置过期时间 - 简单
	2. key：UUID - 需要在前后端之间进行传输。浏览器的localStorage保存	
	   value：验证码

1. 请求图片验证码之前判断localStorage是否有KEY，如果没就创建，然后保存到localStorage，如果有自己直接作为参数发送Ajax请求获取图片验证码
2. 前端通过ajax发送一个图片验证码请求，携带者KEY
3. 后端收到请求，生成验证码的值
4. 把验证码的存储到Redis，以前段传入的key作为Redis的key
5. 把验证码合并到一个图片中
6. 把图片基于Base64编码层字符串，响应给前端
7. 前端拿到base64字符串，进行图片的展示，用户输入图片验证码

校验过程：前台提交注册请求 ，验证图片验证码(key也要携带)，后端把前端传入的图片验证码的值和Redis中的图片验证码的值做比较 

3. 前端存储数据

sessionStorage：存放的数据只在当前窗口有效。基本不用。不可以跨窗口；
localStorage：持久化存储。只要不删除，在当前浏览器永远有效。可以跨窗口，不能跨浏览器。但是不同的域名共享数据的，即在后台系统保存在localStorage的数据在前台系统是获取不到的。

4. 前端功能代码

<script>
    new Vue({
        el: '#app',
        data: {
            base64ImageCode: '', //获取图形验证码响应一个base64位的字符串
            base64ImageCodePrefix: 'data:image/jpeg;base64,',
            phoneUserForm: {
                imageCode: ''
            },
        },
        methods: {
            //生成随机图形验证码的key
            createUUID() {
                let s = [];
                let hexDigits = "0123456789abcdefghi";
                for (let i = 0; i < 36; i++) {
                    s[i] = hexDigits.substr(Math.floor(Math.random() * 0x10), 1);
                }
                s[14] = "4"; // bits 12-15 of the time_hi_and_version field to 0010
                s[19] = hexDigits.substr((s[19] & 0x3) | 0x8, 1); // bits 6-7 of the clock_seq_hi_and_reserved to 01
                s[8] = s[13] = s[18] = s[23] = "-";
                let uuid = s.join("");
                return uuid;
            },
            // 获取图形验证码
            getImageCode() {
                //获取localhost的键值 verifyCodeKey
                let key = localStorage.getItem('verifyCodeKey')
                if (!key) {// 如果key不存在就重新生成存储到本地
                    key = this.createUUID();
                    localStorage.setItem('verifyCodeKey', key)
                }
                //发送异步请求获取base64编码
                this.$http.get('/verifyCode/image/' + key).then((res) => {
                    // 在回调函数获取响应的数据与拼接前缀 绑定到src
                    this.base64ImageCode = this.base64ImageCodePrefix + res.data.msg
                }).catch(() => {
                    alert('服务器繁忙，请稍后再试！！！')
                })
            }
        },
        mounted() {
            this.getImageCode();
        }
    })
</script>

5. 后端业务实现

@Service
public class VerifyCodeServiceImpl implements VerifyCodeService {
    @Autowired
    private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;

    @Override
    public Result getImgCode(String key) {
        // 获取随机验证码长度为4
        final String code = VerifyCodeUtils.generateVerifyCode(4);
        // 将验证码的值存入redis中 有效期五分钟
        stringRedisTemplate.opsForValue().set("cache:code:image:" + key, code, 5L, TimeUnit.MINUTES);
        // 把验证码的值合并到图片，设置宽度和高度 使用Base64编码。并返回base64编码的字符串
        return Result.success(VerifyCodeUtils.verifyCode(115, 40, code));
    }
}

6. 生成图形验证码工具类

①VerifyCodeUtils

package io.coderyeah.basic.util;

import io.coderyeah.basic.exception.BusinessException;
import sun.misc.BASE64Encoder;

import javax.imageio.ImageIO;
import java.awt.*;
import java.awt.geom.AffineTransform;
import java.awt.image.BufferedImage;
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.util.Arrays;
import java.util.Random;
 
public class VerifyCodeUtils {
    //使用到Algerian字体，系统里没有的话需要安装字体，字体只显示大写，去掉了1,0,i,o几个容易混淆的字符
    public static final String VERIFY_CODES = "23456789ABCDEFGHJKLMNPQRSTUVWXYZ";
    private static Random random = new Random();
 
 
    /**
     * 使用系统默认字符源生成验证码
     *
     * @param verifySize 验证码长度
     * @return
     */
    public static String generateVerifyCode(int verifySize) {
        return generateVerifyCode(verifySize, VERIFY_CODES);
    }
 
    /**
     * 使用指定源生成验证码
     *
     * @param verifySize 验证码长度
     * @param sources    验证码字符源
     * @return
     */
    public static String generateVerifyCode(int verifySize, String sources) {
        if (sources == null || sources.length() == 0) {
            sources = VERIFY_CODES;
        }
        int codesLen = sources.length();
        Random rand = new Random(System.currentTimeMillis());
        StringBuilder verifyCode = new StringBuilder(verifySize);
        for (int i = 0; i < verifySize; i++) {
            verifyCode.append(sources.charAt(rand.nextInt(codesLen - 1)));
        }
        return verifyCode.toString();
    }
 
    /**
     * 输出指定验证码图片流
     *
     */
    public static void outputImage(int w, int h, OutputStream os, String code) throws IOException {
        int verifySize = code.length();
        BufferedImage image = new BufferedImage(w, h, BufferedImage.TYPE_INT_RGB);
        Random rand = new Random();
        Graphics2D g2 = image.createGraphics();
        g2.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_ANTIALIASING, RenderingHints.VALUE_ANTIALIAS_ON);
        Color[] colors = new Color[5];
        Color[] colorSpaces = new Color[]{Color.WHITE, Color.CYAN,
                Color.GRAY, Color.LIGHT_GRAY, Color.MAGENTA, Color.ORANGE,
                Color.PINK, Color.YELLOW};
        float[] fractions = new float[colors.length];
        for (int i = 0; i < colors.length; i++) {
            colors[i] = colorSpaces[rand.nextInt(colorSpaces.length)];
            fractions[i] = rand.nextFloat();
        }
        Arrays.sort(fractions);
 
        g2.setColor(Color.GRAY);// 设置边框色
        g2.fillRect(0, 0, w, h);
 
        Color c = getRandColor(200, 250);
        g2.setColor(c);// 设置背景色
        g2.fillRect(0, 2, w, h - 4);
 
        //绘制干扰线
        Random random = new Random();
        g2.setColor(getRandColor(160, 200));// 设置线条的颜色
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            int x = random.nextInt(w - 1);
            int y = random.nextInt(h - 1);
            int xl = random.nextInt(6) + 1;
            int yl = random.nextInt(12) + 1;
            g2.drawLine(x, y, x + xl + 40, y + yl + 20);
        }
 
        // 添加噪点
        float yawpRate = 0.05f;// 噪声率
        int area = (int) (yawpRate * w * h);
        for (int i = 0; i < area; i++) {
            int x = random.nextInt(w);
            int y = random.nextInt(h);
            int rgb = getRandomIntColor();
            image.setRGB(x, y, rgb);
        }
 
        shear(g2, w, h, c);// 使图片扭曲
 
        g2.setColor(getRandColor(100, 160));
        int fontSize = h - 4;
        Font font = new Font("Algerian", Font.ITALIC, fontSize);
        g2.setFont(font);
        char[] chars = code.toCharArray();
        for (int i = 0; i < verifySize; i++) {
            AffineTransform affine = new AffineTransform();
            affine.setToRotation(Math.PI / 4 * rand.nextDouble() * (rand.nextBoolean() ? 1 : -1), (w / verifySize) * i + fontSize / 2, h / 2);
            g2.setTransform(affine);
            g2.drawChars(chars, i, 1, ((w - 10) / verifySize) * i + 5, h / 2 + fontSize / 2 - 10);
        }
 
        g2.dispose();
        ImageIO.write(image, "jpg", os);
    }
 
    private static Color getRandColor(int fc, int bc) {
        if (fc > 255)
            fc = 255;
        if (bc > 255)
            bc = 255;
        int r = fc + random.nextInt(bc - fc);
        int g = fc + random.nextInt(bc - fc);
        int b = fc + random.nextInt(bc - fc);
        return new Color(r, g, b);
    }
 
    private static int getRandomIntColor() {
        int[] rgb = getRandomRgb();
        int color = 0;
        for (int c : rgb) {
            color = color << 8;
            color = color | c;
        }
        return color;
    }
 
    private static int[] getRandomRgb() {
        int[] rgb = new int[3];
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            rgb[i] = random.nextInt(255);
        }
        return rgb;
    }
 
    private static void shear(Graphics g, int w1, int h1, Color color) {
        shearX(g, w1, h1, color);
        shearY(g, w1, h1, color);
    }
 
    private static void shearX(Graphics g, int w1, int h1, Color color) {
 
        int period = random.nextInt(2);
 
        boolean borderGap = true;
        int frames = 1;
        int phase = random.nextInt(2);
 
        for (int i = 0; i < h1; i++) {
            double d = (double) (period >> 1)
                    * Math.sin((double) i / (double) period
                    + (6.2831853071795862D * (double) phase)
                    / (double) frames);
            g.copyArea(0, i, w1, 1, (int) d, 0);
            if (borderGap) {
                g.setColor(color);
                g.drawLine((int) d, i, 0, i);
                g.drawLine((int) d + w1, i, w1, i);
            }
        }
 
    }
 
    private static void shearY(Graphics g, int w1, int h1, Color color) {
 
        int period = random.nextInt(40) + 10; // 50;
 
        boolean borderGap = true;
        int frames = 20;
        int phase = 7;
        for (int i = 0; i < w1; i++) {
            double d = (double) (period >> 1)
                    * Math.sin((double) i / (double) period
                    + (6.2831853071795862D * (double) phase)
                    / (double) frames);
            g.copyArea(i, 0, 1, h1, 0, (int) d);
            if (borderGap) {
                g.setColor(color);
                g.drawLine(i, (int) d, i, 0);
                g.drawLine(i, (int) d + h1, i, h1);
            }
 
        }
 
    }
 
    /**
     * 获取随机验证码及其加密图片
     *
     */
    public static String verifyCode(int w, int h, String code){
        try {
            //base64编码器
            BASE64Encoder encoder = new BASE64Encoder();
            //准备输出流
            ByteArrayOutputStream data = new ByteArrayOutputStream();
            //使用code生成w宽 h高的图片，并将结果图片存入data流中
            outputImage(w, h, data, code);
            //使用base64编码成String
            return encoder.encode(data.toByteArray());
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            throw new BusinessException("生成验证码失败！");
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws  Exception{
        System.out.println(verifyCode(100, 30, "1234"));
    }
}

②StrUtils

package io.coderyeah.basic.util;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Random;


public class StrUtils {
    /**
     * 把逗号分隔的字符串转换字符串数组
     *
     * @param str
     * @return
     */
    public static String[] splitStr2StrArr(String str,String split) {
        if (str != null && !str.equals("")) {
            return str.split(split);
        }
        return null;
    }


    /**
     * 把逗号分隔字符串转换List的Long
     *
     * @param str
     * @return
     */
    public static List<Long> splitStr2LongArr(String str) {
        String[] strings = splitStr2StrArr(str,",");
        if (strings == null) return null;
        List<Long> result = new ArrayList<>();
        for (String string : strings) {
            result.add(Long.parseLong(string));
        }

        return result;
    }
    /**
     * 把逗号分隔字符串转换List的Long
     *
     * @param str
     * @return
     */
    public static List<Long> splitStr2LongArr(String str,String split) {
        String[] strings = splitStr2StrArr(str,split);
        if (strings == null) return null;

        List<Long> result = new ArrayList<>();
        for (String string : strings) {
            result.add(Long.parseLong(string));
        }
        return result;
    }

    public static String getRandomString(int length) {
        String str = "0123456789";
        Random random = new Random();
        StringBuffer sb = new StringBuffer();
        for (int i = 0; i < length; i++) {
            int number = random.nextInt(10);
            sb.append(str.charAt(number));
        }
        return sb.toString();

    }

    public static String getComplexRandomString(int length) {
        String str = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ0123456789";
        Random random = new Random();
        StringBuffer sb = new StringBuffer();
        for (int i = 0; i < length; i++) {
            int number = random.nextInt(62);
            sb.append(str.charAt(number));
        }
        return sb.toString();
    }

    public static String convertPropertiesToHtml(String properties){
        //1:容量:6:32GB_4:样式:12:塑料壳
        StringBuilder sBuilder = new StringBuilder();
        String[] propArr = properties.split("_");
        for (String props : propArr) {
            String[] valueArr = props.split(":");
            sBuilder.append(valueArr[1]).append(":").append(valueArr[3]).append("<br>");
        }
        return sBuilder.toString();
    }

}

三. 数据库三范式

3FN:
1. 第一范式：列唯一
	列不可再分，保持原子性，关系型数据库默认支持
2. 第二范式：行唯一
	每一行的数据要唯一区分。怎么区分呢？需要加一列作为惟一标识。这列被称为主键
	并且行中每一列数据都与主键相关
3. 第三范式：如果一张表的数据能够通过其他表推导出来，不应该单独设计，通过外键的方式关联查询出来
	减少数据冗余
	
总结：三大范式只是一般设计数据库的基本理念，可以建立冗余较小、结构合理的数据库。如果有特殊情况，当然要特殊对待，数据库设计最重要的是看需求跟性能，需求>性能>表结构。所以不能一味的去追求范式建立数据库表

反3FN：
原则上是不能违反三范式的，但是有的时候我们为了增强查询效率【不用关联查询，直接单表查询】，会设计一些冗余字段，变多表查询为单表查询