Merlin 的魔力：Java 联网增强技术

2019-11-18 12:27:43

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供稿：网友

　　随着 Merlin 的发布，java.net 包发生了很大的变化。不仅添加了六个类和三个异常，而且现有的类中有许多都进行了更改以支持额外的功能（比如改进 URL 编码和解码）。在本文中，John Zukowski 向您说明了用 Java 技术进行联网有什么新鲜和不同之处，其中包括 J2SE 1.4 中最新的联网功能：ipv6 支持、URI、网络接口、安全套接字和非绑定套接字。请在附带的论坛中与作者和其他读者一起分享您有关本文的心得体会（您也可以点击文章顶部或底部的讨论来访问论坛）。
　　
　　Java 编程中的联网包括了定位和识别资源的能力以及通过 TCP 和 UDP 连接进行通信的能力。首先，您需要识别具有象 www.ibm.com 这样名称的资源，然后打开到该资源的连接，最后在您自己和连接的另一端之间发送信息包。由于安全性原因，可能会包括其它任务，但是整个过程是一样的。对于 Java 平台，会在 java.net 包中找到支持这些操作的类。从 Java 编程的早期到现在，这些操作中大多数都未曾发生太大的变化。但是，随着 Merlin 的发展，这些基本操作中有些已经作了改进，以支持有价值的新功能。在本文中，我们将研究五个此类功能：IPv6 支持、URI、网络接口、非绑定套接字和安全套接字。
　　
　　对 IPv6 地址的支持
　　首先让我们研究一下对下一代因特网协议 V6（Internet PRotocol V6，IPv6）寻址体系结构的新支持。借助于 InetAddress 的两个新子类（Inet4Address 和 Inet6Address），您能够与基于 TCP 和 UDP 的应用程序进行连接。Inet4Address 支持大多数机器所支持的较旧的（而且通常是唯一的）IP 寻址样式，localhost 的格式为 127.0.0.1。RFC2373（请参阅参考资料）中所定义的新寻址方案提供了一种用冒号隔开的格式，其中 0:0:0:0:0:0:0:1 是与 127.0.0.1 等价的回送地址。新的类答应应用程序支持一种或这两种寻址方案。
　　
　　对 IPv6 的支持取决于底层平台是否支持它，Solaris 8 和更高版本，以及 linux 2.1.2 和更高（RedHat 6.1+）版本都支持 IPv6，而 Microsoft Windows 并不支持它（Microsoft 的 Window 2000 实现是个有限的实现）。希望 J2SE 1.4 的 Windows 版本以后能支持 IPv6。
　　
　　熟悉统一资源标识符
　　java.net 包现已包括了统一资源标识符（uniform resource identifier，URI）类。可将 URI 看作是幕后没有协议处理程序的统一资源定位符（uniform resource locator，URL）。通常，URL 看上去象 http://www.ibm.com。为了使 Java 语言运行时理解 URL，它需要知道该怎么处理以 http: 开头的信息。以前，假如您提出新协议（例如，象 jdbc:database），那么若没有协议处理程序，则您不能将 jdbc:database 字符串作为 URL 处理。相反，您不得不严格地将它作为字符串处理，这正是 JDBC 现在所做的。
　　
　　URI 的典型格式是：[scheme:][//authority][path][?query][#fragment]，其中 authority 通常就是主机名。但是，它还可以包括用户登录信息和端口：[userInfo@]host[:port]。URI 类自身提供了一系列的 getter 方法，以便了解 URI 各个特定的部分。在您先前传递看上去象 URL 的字符串（但这仅为了描述 URL 而非使用它）的地方，您应当使用该类。
　　
　　用 NetworkInterface 列出网络连接
　　您是否曾经想知道哪个联网接口是可用的，但是在不回复到本机代码的情况下又不知道该如何询问呢？通常，连接至因特网的大多数机器中有两个连接：到其自身的本地循环和到其本地服务供给商的连接。但是，有些机器是多宿主的。它们有多个网卡，每个网卡都有一个到因特网的独立连接并且都有自己的名称和地址。有了这个新的 NetworkInterface 接口，您就可以在向外发送多点广播数据报时指定使用哪个网卡，或查看网络连接是否正常。清单 1 演示了该类的用法：
　　
　　清单 1. 列出网络接口 import java.net.*;
　　import java.util.Enumeration;
　　public class Nets {
　　　public static void main(String args[]) throws SocketException {
　　　　Enumeration enum = NetworkInterface.getNetworkInterfaces();
　　　　while (enum.hasMoreElements()) {
　　　　　NetworkInterface net = (NetworkInterface)enum.nextElement();
　　　　　System.out.println(
　　　　　　"Names: " + net.getName() + " / " + net.getDisplayName());
　　　　　Enumeration enum2 = net.getInetAddresses();
　　　　　while (enum2.hasMoreElements()) {
　　　　　　InetAddress address = (InetAddress)enum2.nextElement();
　　　　　　System.out.println("/tAddress: " + address.getHostAddress());
　　　　　}
　　　　}
　　　}
　　}
　　
　　您运行该程序所得的结果肯定是不同的。清单 2 包括了您想看到的输出样本：
　　
　　清单 2. 清单 1 的样本结果 Names: lo / MS TCP Loopback interface
　　　　　　Address: 127.0.0.1
　　Names: eth0 / 3Com EtherLink PCI
　　　　　　Address: 192.168.0.109
　　
　　对未连接套接字和非绑定套接字的支持
　　通常，象在套接字之间进行读写之类的操作都是阻塞操作。在操作完成之前，调用线程都不能继续运行。在 Merlin 新 I/O（NIO）类的帮助下，联网类现在可以是非阻塞型的。无论哪一种情况（阻塞或非阻塞），新的 InetSocketAddress 和 SocketAddress 类都答应您打开到主机和端口的连接，然后在真正连接到主机之前为该连接设置一些选项。清单 3 显示了基本的操作序列：
　　
　　清单 3. 连接至主机和端口 String hostname = ...;
　　int port = ...;
　　SocketAddress socketAddress =
　　　new InetSocketAddress(host, port);
　　SocketChannel channel = SocketChannel.open();
　　channel.configureBlocking(false);
　　channel.connect(socketAddress);
　　
　　请在下个月的专栏文章中查阅有关 NIO 包的更多信息。
　　
　　用安全套接字进行连接
　　Merlin 中有一个新的包：javax.net.ssl。该包提供了使用 Java 安全套接字扩展（Java Secure socket extension，JSSE）的安全通信，该扩展更常用的名称是 https URL 的安全套接字层（secure sockets layer，SSL）支持。您不再需要用标准扩展库来实现 SSL 支持－它现已随核心库一起提供。通过请求来自 SSLSocketFactory 的 SSL 套接字，您自动地就获得了一个安全连接（假设您所连接的服务器支持该功能）。获取套接字后，您不必再执行任何非凡的操作了－它会完全象普通套接字那样进行通信。
　　
　　在清单 4 中，我们使用 SSL 来连接用户指定的站点，或 Verisign，并获取该站点的入口页面。可以随意将输出保存到文件中，以便查看。
　　
　　清单 4. 通过安全套接字进行连接 import java.io.*;
　　import java.net.*;
　　import javax.net.*;
　　import javax.net.ssl.*;
　　public class SslSample {
　　　static final int HTTPS_PORT = 443;
　　　public static void main(String args[]) throws IOException {
　　　　String hostname;
　　　　// If host not provided, connect to Verisign
　　　　if (args.length == 0) {
　　　　　hostname = "www.verisign.com";
　　　　} else {
　　　　　hostname = args[0];
　　　　}
　　　　// Get socket factory
　　　　SocketFactory factory = SSLSocketFactory.getDefault();
　　　　// Get socket from factory
　　　　Socket socket = factory.createSocket(hostname, HTTPS_PORT);
　　　　// Send request
　　　　OutputStream os = socket.getOutputStream();
　　　　PrintWriter pw = new PrintWriter(os);
　　　　// Setup command
　　　　String command = "GET / HTTP/1.0/r/n/r/n";
　　　　pw.print(command);
　　　　pw.flush();
　　　　// Get response
　　　　InputStream is = socket.getInputStream();
　　　　InputStreamReader isr = new InputStreamReader(is);
　　　　BufferedReader br = new BufferedReader(isr);
　　　　String line;
　　　　while ((line = br.readLine()) != null) {
　　　　　System.out.println(line);
　　　　}
　　　　pw.close();
　　　　br.close();
　　　　socket.close();
　　　}
　　}
　　
　　还有一个 HttpsURLConnection 类，可以象 jave.net.URLConnection 那样使用它。
　　
　　旧的类，新的技巧
　　并不是所有的联网增强技术都是在新的类（和包）中实现的。许多现有的类也得到了增强。有些功能主要是在后台进行的，比如改进的 FTP 协议处理程序。现在，Merlin 的功能和 RFC1738 和 RFC959 的功能（请参阅参考资料）匹配得更加紧密了，包括对被动方式的支持。另外，URLEncoder 和 URLDecoder 类都支持使用程序员指定的字符集进行编码和解码。HTTP 摘要认证支持也已经得到改进，并且 URLConnection 头的处理已得到了增强，可以支持直接获取和添加头。
　　
　　结束语
　　Merlin 给标准 Java 编程添加了许多功能。有些功能已经存在了一段时间了，但是现在才最终被合并进标准发行版。有些功能是新的，而其它的则被升级成现有的功能。随着 Java 技术使用得越来越多，就越来越难跟上它不断扩充的功能列表。有时候您需要沙里淘金，但请坚持寻找－它们早就等在那了。

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