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JavaSE6的特性
Java 語言從誕生的那天起，就非常注重網絡編程方面的應用。隨著互聯網應用的飛速發展，Java 的基礎類庫也不斷地對網絡相關的 API 進行加強和擴展。在 Java SE 6 當中，圍繞著 HTTP 協議出現了很多實用的新特性：NTLM 認證提供了一種 Window 平臺下較為安全的認證機制;JDK 當中提供了一個輕量級的 HTTP 服務器;提供了較為完善的 HTTP Cookie 管理功能;更為實用的 NetworkInterface;DNS 域名的國際化支持等等。NTLM 認證不可避免，網絡中有很多資源是被安全域保護起來的。訪問這些資源需要對用戶的身份進行認證。下面是一個簡單的例子：import java.net.*;import java.io.*;public class Test { public static void main(String[] args) throws Exception { URL url = new URL("http://PROTECTED.com"); URLConnection connection = url.openConnection(); InputStream in = connection.getInputStream(); byte[] data = new byte[1024]; while(in.read(data)>0) { //do something for data } in.close(); }}
當 Java 程序試圖從一個要求認證的網站讀取信息的時候，也就是說，從聯系于 http://Protected.com 這個 URLConnection 的 InputStream 中 read 數據時，會引發 FileNotFoundException.盡管認為，這個 Exception 的類型與實際錯誤發生的原因實在是相去甚遠;但這個錯誤確實是由網絡認證失敗所導致的。要解決這個問題，有兩種方法：其一，是給 URLConnection 設定一個“Authentication”屬性：String credit = USERNAME + "：" + PASSWORD;String encoding = new sun.misc.BASE64Encoder()。encode (credit.getBytes());connection.setRequestProperty ("Authorization"， "Basic " + encoding);
這里假設 http://PROTECTED.COM 使用了基本(Basic)認證類型。從上面的例子，我們可以看出，設定 Authentication 屬性還是比較復雜的：用戶必須了解認證方式的細節，才能將用戶名/密碼以一定的規范給出，然后用特定的編碼方式加以編碼。Java 類庫有沒有提供一個封裝了認證細節，只需要給出用戶名/密碼的工具呢?這就是我們要介紹的另一種方法，使用 java.net.Authentication 類。每當遇到網站需要認證的時候，HttpURLConnection 都會向 Authentication 類詢問用戶名和密碼。Authentication 類不會知道究竟用戶應該使用哪個 username/password 那么用戶如何向 Authentication 類提供自己的用戶名和密碼呢?提供一個繼承于 Authentication 的類，實現 getPasswordAuthentication 方法，在 PasswordAuthentication 中給出用戶名和密碼：class DefaultAuthenticator extends Authenticator { public PasswordAuthentication getPasswordAuthentication () { return new PasswordAuthentication ("USER"， "PASSWORD".toCharArray()); }}
然后，將它設為默認的(全局)Authentication：Authenticator.setDefault (new DefaultAuthenticator());
那么，不同的網站需要不同的用戶名/密碼又怎么辦呢?Authentication 提供了關于認證發起者的足夠多的信息，讓繼承類根據這些信息進行判斷，在 getPasswordAuthentication 方法中給出了不同的認證信息：getRequestingHost()getRequestingPort()getRequestingPrompt()getRequestingProtocol()getRequestingScheme()getRequestingURL()getRequestingSite()getRequestorType()另一件關于 Authentication 的重要問題是認證類型。不同的認證類型需要 Authentication 執行不同的協議。至 Java SE 6.0 為止，Authentication 支持的認證方式有：HTTP Basic authenticationHTTP Digest authenticationNTLMHttp SPNEGO NegotiateKerberosNTLM這里我們著重介紹 NTLM.NTLM 是 NT LAN Manager 的縮寫。早期的 SMB 協議在網絡上明文傳輸口令，這是很不安全的。微軟隨后提出了 WindowsNT 挑戰/響應驗證機制，即 NTLM.NTLM 協議是這樣的：客戶端首先將用戶的密碼加密成為密碼散列;客戶端向服務器發送自己的用戶名，這個用戶名是用明文直接傳輸的;服務器產生一個 16 位的隨機數字發送給客戶端，作為一個 challenge(挑戰) ;客戶端用步驟1得到的密碼散列來加密這個 challenge ，然后把這個返回給服務器;服務器把用戶名、給客戶端的 challenge 、客戶端返回的 response 這三個東西，發送域控制器 ;域控制器用這個用戶名在 SAM 密碼管理庫中找到這個用戶的密碼散列，然后使用這個密碼散列來加密 challenge;域控制器比較兩次加密的 challenge ，如果一樣，那么認證成功;Java 6 以前的版本，是不支持 NTLM 認證的。用戶若想使用 HttpConnection 連接到一個使用有 Windows 域保護的網站時，是無法通過 NTLM 認證的。另一種方法，是用戶自己用 Socket 這樣的底層單元實現整個協議過程，這無疑是十分復雜的。終于，Java 6 的 Authentication 類提供了對 NTLM 的支持。使用十分方便，就像其他的認證協議一樣：class DefaultAuthenticator extends Authenticator { private static String username = "username "; private static String domain = "domain "; private static String password = "password "; public PasswordAuthentication getPasswordAuthentication() { String usernamewithdomain = domain + "/ "+username; return (new PasswordAuthentication(usernamewithdomain， password.toCharArray())); }}
這里，根據 Windows 域賬戶的命名規范，賬戶名為域名+“/”+域用戶名。如果不想每生成 PasswordAuthentication 時，每次添加域名，可以設定一個系統變量名“http.auth.ntlm.domain”。Java 6 中 Authentication 的另一個特性是認證協商。目前的服務器一般同時提供幾種認證協議，根據客戶端的不同能力，協商出一種認證方式。比如，IIS 服務器會同時提供 NTLM with kerberos 和 NTLM 兩種認證方式，當客戶端不支持 NTLM with kerberos 時，執行 NTLM 認證。目前，Authentication 的默認協商次序是：GSS/SPNEGO -> Digest -> NTLM -> Basic
那么 kerberos 的位置究竟在哪里呢?事實上，GSS/SPNEGO 以 JAAS 為基石，而后者實際上就是使用 kerberos 的。輕量級 HTTP 服務器Java 6 還提供了一個輕量級的純 Java Http 服務器的實現。下面是一個簡單的例子：public static void main(String[] args) throws Exception{ HttpServerProvider httpServerProvider = HttpServerProvider.provider(); InetSocketAddress addr = new InetSocketAddress(7778); HttpServer httpServer = httpServerProvider.createHttpServer(addr， 1); httpServer.createContext("/myapp/"， new MyHttpHandler()); httpServer.setExecutor(null); httpServer.start(); System.out.println("started");}static class MyHttpHandler implements HttpHandler{ public void handle(HttpExchange httpExchange) throws IOException { String response = "Hello world!"; httpExchange.sendResponseHeaders(200， response.length()); OutputStream out = httpExchange.getResponseBody(); out.write(response.getBytes()); out.close(); } }
首先，HttpServer 是從 HttpProvider 處得到的，這里我們使用了 JDK 6 提供的實現。用戶也可以自行實現一個 HttpProvider 和相應的 HttpServer 實現。其次，HttpServer 是有上下文(context)的概念的。比如，http://localhost：7778/myapp/ 中“/myapp/”就是相對于 HttpServer Root 的上下文。對于每個上下文，都有一個 HttpHandler 來接收 http 請求并給出回答。最后，在 HttpHandler 給出具體回答之前，一般先要返回一個 Http head.這里使用 HttpExchange.sendResponseHeaders(int code， int length)。其中 code 是 Http 響應的返回值，比如那個著名的 404.length 指的是 response 的長度，以字節為單位。Cookie 管理特性Cookie 是 Web 應用當中非常常用的一種技術，用于儲存某些特定的用戶信息。雖然，我們不能把一些特別敏感的信息存放在 Cookie 里面，但是，Cookie 依然可以幫助我們儲存一些瑣碎的信息，幫助 Web 用戶在訪問網頁時獲得更好的體驗，例如個人的搜索參數，顏色偏好以及上次的訪問時間等等。網絡程序開發者可以利用 Cookie 來創建有狀態的網絡會話(Stateful Session)。 Cookie 的應用越來越普遍。在 Windows 里面，我們可以在“Documents And Settings”文件夾里面找到IE使用的 Cookie，假設用戶名為 admin，那么在 admin 文件夾的 Cookies 文件夾里面，我們可以看到名為“admin@(domain)”的一些文件，其中的 domain 就是表示創建這些 Cookie 文件的網絡域，文件里面就儲存著用戶的一些信息。JavaScript 等腳本語言對 Cookie 有著很不錯的支持。 .NET 里面也有相關的類來支持開發者對 Cookie 的管理。不過，在 Java SE 6 之前， Java一直都沒有提供 Cookie 管理的功能。在 Java SE 5 里面， java.net 包里面有一個 CookieHandler 抽象類，不過并沒有提供其他具體的實現。到了Java SE 6，Cookie 相關的管理類在 Java 類庫里面才得到了實現。有了這些 Cookie 相關支持的類，Java 開發者可以在服務器端編程中很好的操作 Cookie，更好的支持 HTTP 相關應用，創建有狀態的 HTTP 會話。用 HttpCookie 代表 Cookiejava.net.HttpCookie 類是 Java SE 6 新增的一個表示 HTTP Cookie 的新類，其對象可以表示 Cookie 的內容， 可以支持所有三種 Cookie 規范：Netscape 草案RFC 2109 - http://www.ietf.org/rfc/rfc2109.txtRFC 2965 - http://www.ietf.org/rfc/rfc2965.txt這個類儲存了Cookie 的名稱，路徑，值，協議版本號，是否過期，網絡域，最大生命期等等信息。用CookiePolicy 規定 Cookie 接受策略java.net.CookiePolicy 接口可以規定Cookie 的接受策略。其中唯一的方法用來判斷某一特定的 Cookie 是否能被某一特定的地址所接受。 這個類內置了 3 個實現的子類。一個類接受所有的 Cookie，另一個則拒絕所有，還有一個類則接受所有來自原地址的 Cookie.用CookieStore 儲存Cookiejava.net.CookieStore 接口負責儲存和取出Cookie. 當有 HTTP 請求的時候，它便儲存那些被接受的 Cookie; 當有HTTP 回應的時候，它便取出相應的 Cookie. 另外，當一個Cookie 過期的時候，它還負責自動刪去這個Cookie.用 CookieManger/CookieHandler 管理Cookiejava.net.CookieManager 是整個 Cookie 管理機制的核心，它是 CookieHandler 的默認實現子類。
一個 CookieManager 里面有一個 CookieStore 和一個 CookiePolicy，分別負責儲存 Cookie 和規定策略。用戶可以指定兩者，也可以使用系統默認的 CookieManger.例子下面這個簡單的例子說明了 Cookie 相關的管理功能:// 創建一個默認的 CookieManagerCookieManager manager = new CookieManager();// 將規則改掉，接受所有的 Cookiemanager.setCookiePolicy(CookiePolicy.ACCEPT_ALL);// 保存這個定制的 CookieManagerCookieHandler.setDefault(manager); // 接受 HTTP 請求的時候，得到和保存新的 CookieHttpCookie cookie = new HttpCookie("……(name)……"，"……(value)……");manager.getCookieStore()。add(uri， cookie); // 使用 Cookie 的時候:// 取出 CookieStore CookieStore store = manager.getCookieStore();// 得到所有的 URI List uris = store.getURIs();for (URI uri ： uris) { // 篩選需要的 URI // 得到屬于這個 URI 的所有 Cookie List cookies = store.get(uri); for (HttpCookie cookie ： cookies) { // 取出了 Cookie }} // 或者，取出這個 CookieStore 里面的全部 Cookie// 過期的 Cookie 將會被自動刪除List cookies = store.getCookies();for (HttpCookie cookie ： cookies) { // 取出了 Cookie}
其他新特性NetworkInterface 的增強從 Java SE 1.4 開始，JDK 當中出現了一個網絡工具類 java.net.NetworkInterface，提供了一些網絡的實用功能。 在 Java SE 6 當中，這個工具類得到了很大的加強，新增了很多實用的方法。例如：public boolean isUp()用來判斷網絡接口是否啟動并運行public boolean isLoopback()用來判斷網絡接口是否是環回接口(loopback)public boolean isPointToPoint()用來判斷網絡接口是否是點對點(P2P)網絡public boolean supportsMulticast()用來判斷網絡接口是否支持多播public byte[] getHardwareAddress()用來得到硬件地址(MAC)public int getMTU()用來得到最大傳輸單位(MTU，Maximum Transmission Unit)public boolean isVirtual()用來判斷網絡接口是否是虛擬接口關于此工具類的具體信息，請參考 Java SE 6 相應文檔(見 參考資源)。域名的國際化在最近的一些 RFC 文檔當中，規定 DNS 服務器可以解析除開 ASCII 以外的編碼字符。有一個算法可以在這種情況下做 Unicode 與 ASCII 碼之間的轉換，實現域名的國際化。java.net.IDN 就是實現這個國際化域名轉換的新類，IDN 是“國際化域名”的縮寫(internationalized domain names)。這個類很簡單，主要包括 4 個靜態函數，做字符的轉換。結語
Java SE 6 有著很多 HTTP 相關的新特性，使得 Java SE 平臺本身對網絡編程，尤其是基于 HTTP 協議的因特網編程，有了更加強大的支持。
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