Java 验证码生成 Servlet 实现：简单高效的验证码方案

本文将带你一步步实现一个 Java 验证码生成 Servlet，并提供 JSP 示例代码，帮助你轻松地将验证码功能集成到你的 Web 项目中。

1. 验证码 Servlet 代码

package code;

import java.awt.Color;
import java.awt.Font;
import java.awt.Graphics;
import java.awt.image.BufferedImage;
import java.io.IOException;
import java.util.Random;

import javax.imageio.ImageIO;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import javax.servlet.http.HttpSession;

public class CaptchaServlet extends HttpServlet {

    private static final long serialVersionUID = 1L;

    private static final int WIDTH = 120;
    private static final int HEIGHT = 40;
    private static final int FONT_SIZE = 20;
    private static final int CODE_LENGTH = 4;

    private static final String SESSION_CAPTCHA_KEY = 'captcha';

    private static final char[] CHARS = { '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', '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' };

    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
            throws ServletException, IOException {
        HttpSession session = request.getSession();

        BufferedImage image = new BufferedImage(WIDTH, HEIGHT, BufferedImage.TYPE_INT_RGB);
        Graphics g = image.getGraphics();

        Random random = new Random();
        g.setColor(getRandColor(200, 250));
        g.fillRect(0, 0, WIDTH, HEIGHT);
        g.setFont(new Font('Times New Roman', Font.PLAIN, FONT_SIZE));

        // 生成随机验证码
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for (int i = 0; i < CODE_LENGTH; i++) {
            char c = CHARS[random.nextInt(CHARS.length)];
            sb.append(c);
            g.setColor(new Color(20 + random.nextInt(110), 20 + random.nextInt(110), 20 + random.nextInt(110)));
            g.drawString(String.valueOf(c), i * (WIDTH / CODE_LENGTH) + 5, HEIGHT / 2 + FONT_SIZE / 2 - 5);
        }

        // 将验证码存入 Session
        session.setAttribute(SESSION_CAPTCHA_KEY, sb.toString());

        // 绘制干扰线
        for (int i = 0; i < 8; i++) {
            g.setColor(getRandColor(40, 150));
            int x1 = random.nextInt(WIDTH);
            int y1 = random.nextInt(HEIGHT);
            int x2 = random.nextInt(WIDTH);
            int y2 = random.nextInt(HEIGHT);
            g.drawLine(x1, y1, x2, y2);
        }

        g.dispose();

        // 输出图片
        response.setContentType('image/jpeg');
        ImageIO.write(image, 'JPEG', response.getOutputStream());
    }

    @Override
    protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
            throws ServletException, IOException {
        HttpSession session = request.getSession();

        // 获取用户输入的验证码
        String captcha = request.getParameter('captcha');

        // 获取 Session 中的验证码
        String sessionCaptcha = (String) session.getAttribute(SESSION_CAPTCHA_KEY);

        // 验证码比较不区分大小写
        if (captcha != null && captcha.equalsIgnoreCase(sessionCaptcha)) {
            response.getWriter().write('验证码正确');
        } else {
            response.getWriter().write('验证码错误');
        }
    }

    private Color getRandColor(int fc, int bc) {
        Random random = new Random();
        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);
    }

}

2. JSP 示例代码

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
	<meta charset='UTF-8'>
	<title>Captcha Demo</title>
</head>
<body>
	<h1>Captcha Demo</h1>
	<form action='CaptchaServlet' method='post'>
		<label>请输入验证码：</label>
		<input type='text' name='captcha'>
		<img src='CaptchaServlet' alt='验证码'>
		<input type='submit' value='提交'>
	</form>
</body>
</html>

3. 配置 Servlet

在项目的 WEB-INF 目录下创建 web.xml 文件，添加如下配置：

<web-app>
	<servlet>
		<servlet-name>CaptchaServlet</servlet-name>
		<servlet-class>code.CaptchaServlet</servlet-class>
	</servlet>
	<servlet-mapping>
		<servlet-name>CaptchaServlet</servlet-name>
		<url-pattern>/CaptchaServlet</url-pattern>
	</servlet-mapping>
</web-app>

在项目的 build path 中添加 servlet-api.jar。
在项目的 lib 目录下添加 jsp-api.jar 和 jstl.jar（如果需要使用 JSTL 的话）。

4. 部署并运行

将项目部署到 Web 服务器 (例如 Tomcat) 上，启动服务器后，访问 http://localhost:8080/你的项目名/CaptchaServlet 即可看到验证码图片。

5. 代码说明

生成验证码图片：
- 使用 BufferedImage 创建一个图像对象。
- 使用 Graphics 对象绘制图像背景、文字、干扰线等。
- 使用 Random 类生成随机数，以控制颜色、位置等参数。
保存验证码到 Session：
- 使用 HttpSession 对象将生成的验证码保存到 Session 中，以便后续验证。
验证用户输入的验证码：
- 从请求中获取用户输入的验证码。
- 从 Session 中获取保存的验证码，并进行比较。
- 如果验证码匹配，则返回成功信息；否则返回错误信息。

6. 总结

本教程详细介绍了如何使用 Java Servlet 生成验证码，并提供了一个完整的示例代码。你可以根据自己的需求修改代码，例如改变验证码的长度、颜色、字体等。希望这篇文章能帮助你轻松实现验证码功能。

7. 附加说明

为了安全性，建议使用更复杂的验证码算法，例如添加噪点、扭曲字符等。
可以使用第三方库 (例如 Captcha 库) 来简化验证码的生成和验证过程。
可以考虑使用 HTTPS 协议来保护验证码传输的安全性。

祝你成功！