Merlin的魔力:Java联网增强技术

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。新的类允许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。

认识统一资源标识符

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,如果您提出新协议(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应商的连接。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: 127.0.0.1Names: 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 类都允许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,您不必再执行任何特殊的操作了 - 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 s = 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。

有人说,幸福是一种人生的感悟,一种个人的体验。

Merlin的魔力:Java联网增强技术

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