JavaでのBase64

Java 8で java.util.Base64 クラスが導入され、用途別に3つのエンコーダー/デコーダーのペアが提供されています：Basic、URL-safe、MIMEです。Java 8以前は、公開APIではない sun.misc.BASE64Encoder やApache Commons Codecなどのサードパーティライブラリに頼る必要がありました。

基本的なエンコードとデコード：

import java.util.Base64;

// Encoding
String original = "Hello, World!";
String encoded = Base64.getEncoder().encodeToString(original.getBytes("UTF-8"));
// Result: "SGVsbG8sIFdvcmxkIQ=="

// Decoding
byte[] decodedBytes = Base64.getDecoder().decode(encoded);
String decoded = new String(decodedBytes, "UTF-8");
// Result: "Hello, World!"

3つのエンコーダータイプ：

1. Basic（Base64.getEncoder()）：行区切りなしの標準Base64。A-Z, a-z, 0-9, +, / と パディング用の = を使用。汎用的なエンコードに最適。

2. URL-safe（Base64.getUrlEncoder()）：+ の代わりに -、/ の代わりに _ を使用。行区切りなし。URLやファイル名に含めるデータのエンコードに理想的。

3. MIME（Base64.getMimeEncoder()）：76文字ごとに行区切り（\r\n）を挿入。MIME（RFC 2045）が要求する形式。メール添付ファイルなどのプロトコルで使用。

// URL-safe encoding
String urlSafe = Base64.getUrlEncoder().encodeToString(data);

// MIME encoding with line breaks
String mimeEncoded = Base64.getMimeEncoder().encodeToString(largeData);

// Without padding (useful for JWTs)
String noPadding = Base64.getUrlEncoder().withoutPadding().encodeToString(data);

大容量データのストリーミング処理：

// Wrap an OutputStream for encoding on-the-fly
OutputStream encodedStream = Base64.getEncoder().wrap(outputStream);
encodedStream.write(largeByteArray);
encodedStream.close();

wrap() メソッドは、ファイル全体をメモリに読み込む必要がないため、大きなファイルに特に有用です。データをストリームとして処理するため、数ギガバイトのファイルにも対応できます。

よくある間違い： 文字セットを指定せずに String.getBytes() を使用すること。デフォルトの文字セットはプラットフォームによって異なり（Linux/macOSではUTF-8、古いWindowsではWindows-1252）、同じ文字列でもマシンによって異なるBase64出力が生成される可能性があります。常に "UTF-8" を明示的に指定しましょう。