最近发现一些同学在学习中对Base64编码的理解有些模糊，所以在此给这部分同学解释下Base64编码的底层实现。
要想知道Base64编码，那么首先就得知道什么是编码。编码就是利用特定的算法，对原始内容进行处理，生成运算后的内容，形成另一种数据的表现形式，可以根据算法，再还原回来。举个简单的例子，战争时期大家发电报下达命令肯定都不会直接发明文，因为会被地方电台截取到消息，所以都会把原文用另一种方式表示出来，让敌人看不懂，而己方人员却可以很轻松的把原文还原回来，这就是编码和解码。而Base64就是一种编码的算法，根据这种算法就可以把任意的二进制数据转成特定的字符来表示，那么具体是怎么做的呢，我们来详细说一下。
首先从名字上来说，Base64就是说这种编码只支持64个可打印字符，包括大小写英文、数字、+、/（一共64个字符）。早期的一些邮件协议，例如SMTP协议，只能传输可打印的字符，导致原本8bit的一个字节（0-255）超出了可表示的范围。例如一个数值是181的数值就超出了可打印字符的范围。这时候，Base64就出现了，它可以使用6bit的字符表示原来8bit才能表示的数值。但是6bit肯定不能直接把8bit的数值全表示出来，所以Base64采取了用4个6bit字符表示3个8bit字符的方式，也就是取6和8的最小公倍数24.这样，就可以用4个Base64字符来表示原来的3个普通字符了。如下图：
转换的方式就是用原来的字符获取字节，每三个字符转成Base64编码的4个字符，具体转码方式如下：
可以看出，将原始数据的 每三个字节分为一组，按位进行分割为 每6位一个字节的形式，进行转换，形成新的4个字节。这四个字节才通过Base64编码表进行映射，形成最后实际的Base64编码结果。如果原始数据最后无法凑成3个字节，则补填充，以“=”作为替换，代表没有数据。这样，Base64就用多占用三分之一的空间作为代价，实现了对8bit字符的更好的兼容性。
下面附上Base64的编码索引表，供大家参考：
而编码后的数据也可以重新还原为6bit乘以4也就是24bit，然后每8bit重编成一个原来的普通字符，这也就是所谓的解码了。而Base64算法只是对原有的二进制数据重新编码后形成了新的字符串，任何人都可以把编码后的值重新解码成原有的字符串，所以Base64不能作为一种加密算法使用。加密一般使用MD5、SHA、AES、RSA等算法来实现，这些算法篇幅有限，等下次有机会再介绍吧。
而Base64的应用也非常广泛，例如上文提到了邮件数据的传输中使用。还有就是在客户端和服务器传输图片等二进制数据的时候，可以把图片的二进制数据读成每6bit一个的Base64的字符，然后用字符串进行传输，有些场景下使用更为方便，甚至可以使用这种方式把图片等二进制数据转成字符串存入数据库，不失为一种有效的数据存储方式。
好了，说了这么多，大家一定大体了解了Base64的底层实现方式和大体用法了，希望能给大家带来一些启发。
