概述
Java 語言從誕生的那天起，就非常注重網(wǎng)絡(luò)編程方面的應(yīng)用。隨著互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的飛速發(fā)展，Java 的基礎(chǔ)類庫也不斷地對網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的 API 進(jìn)行加強(qiáng)和擴(kuò)展。在 Java SE 6 當(dāng)中，圍繞著 HTTP 協(xié)議出現(xiàn)了很多實用的新特性：NTLM 認(rèn)證提供了一種 Window 平臺下較為安全的認(rèn)證機(jī)制；JDK 當(dāng)中提供了一個輕量級的 HTTP 服務(wù)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(rèn)證
不可避免，網(wǎng)絡(luò)中有很多資源是被安全域保護(hù)起來的。訪問這些資源需要對用戶的身份進(jìn)行認(rèn)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(dāng) Java 程序試圖從一個要求認(rèn)證的網(wǎng)站讀取信息的時候，也就是說，從聯(lián)系于 http://Protected.com 這個 URLConnection 的 InputStream 中 read 數(shù)據(jù)時，會引發(fā) FileNotFoundException。盡管筆者認(rèn)為，這個 Exception 的類型與實際錯誤發(fā)生的原因?qū)嵲谑窍嗳ド踹h(yuǎn)；但這個錯誤確實是由網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證失敗所導(dǎo)致的。
要解決這個問題，有兩種方法：
其一，是給 URLConnection 設(shè)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(shè) http://PROTECTED.COM 使用了基本（Basic）認(rèn)證類型。
從上面的例子，我們可以看出，設(shè)定 Authentication 屬性還是比較復(fù)雜的：用戶必須了解認(rèn)證方式的細(xì)節(jié)，才能將用戶名/密碼以一定的規(guī)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(rèn)證細(xì)節(jié)，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(dāng)遇到網(wǎng)站需要認(rèn)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(yīng)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(xiàn) 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(shè)為默認(rèn)的（全局）Authentication:
Authenticator.setDefault (new DefaultAuthenticator());
那么，不同的網(wǎng)站需要不同的用戶名/密碼又怎么辦呢?
Authentication 提供了關(guān)于認(rèn)證發(fā)起者的足夠多的信息，讓繼承類根據(jù)這些信息進(jìn)行判斷，在 getPasswordAuthentication 方法中給出了不同的認(rèn)證信息：
getRequestingHost()
getRequestingPort()
getRequestingPrompt()
getRequestingProtocol()
getRequestingScheme()
getRequestingURL()
getRequestingSite()
getRequestorType()
另一件關(guān)于 Authentication 的重要問題是認(rèn)證類型。不同的認(rèn)證類型需要 Authentication 執(zhí)行不同的協(xié)議。至 Java SE 6.0 為止，Authentication 支持的認(rèn)證方式有：
HTTP Basic authentication
HTTP Digest authentication
NTLM
Http SPNEGO Negotiate
Kerberos
NTLM
這里我們著重介紹 NTLM。
NTLM 是 NT LAN Manager 的縮寫。早期的 SMB 協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)上明文傳輸口令，這是很不安全的。微軟隨后提出了 WindowsNT 挑戰(zhàn)/響應(yīng)驗證機(jī)制，即 NTLM。
NTLM 協(xié)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(wù)器發(fā)送自己的用戶名，這個用戶名是用明文直接傳輸?shù)模?
·服務(wù)器產(chǎn)生一個 16 位的隨機(jī)數(shù)字發(fā)送給客戶端，作為一個 challenge（挑戰(zhàn)） ；
·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(wù)器；
·服務(wù)器把用戶名、給客戶端的 challenge 、客戶端返回的 response 這三個東西，發(fā)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(rèn)證成功；
Java 6 以前的版本，是不支持 NTLM 認(rèn)證的。用戶若想使用 HttpConnection 連接到一個使用有 Windows 域保護(hù)的網(wǎng)站時，是無法通過 NTLM 認(rèn)證的。另一種方法，是用戶自己用 Socket 這樣的底層單元實現(xiàn)整個協(xié)議過程，這無疑是十分復(fù)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(rèn)證協(xié)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(jù) Windows 域賬戶的命名規(guī)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(shè)定一個系統(tǒng)變量名“http.auth.ntlm.domain“。
Java 6 中 Authentication 的另一個特性是認(rèn)證協(xié)商。目前的服務(wù)器一般同時提供幾種認(rèn)證協(xié)議，根據(jù)客戶端的不同能力，協(xié)商出一種認(rèn)證方式。比如，IIS 服務(wù)器會同時提供 NTLM with kerberos 和 NTLM 兩種認(rèn)證方式，當(dāng)客戶端不支持 NTLM with kerberos 時，執(zhí)行 NTLM 認(rèn)證。
目前，Authentication 的默認(rèn)協(xié)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(wù)器
Java 6 還提供了一個輕量級的純 Java Http 服務(wù)器的實現(xiàn)。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();
}
}
然后，在瀏覽器中訪問 http://localhost:7778/myapp/，我們得到：
圖一 瀏覽器顯示
首先，HttpServer 是從 HttpProvider 處得到的，這里我們使用了 JDK 6 提供的實現(xiàn)。用戶也可以自行實現(xiàn)一個 HttpProvider 和相應(yīng)的 HttpServer 實現(xiàn)。
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(yīng)的返回值，比如那個著名的 404。length 指的是 response 的長度，以字節(jié)為單位。
Cookie 管理特性
Cookie 是 Web 應(yīng)用當(dāng)中非常常用的一種技術(shù)， 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(wǎng)頁時獲得更好的體驗，例如個人的搜索參數(shù)，顏色偏好以及上次的訪問時間等等。網(wǎng)絡(luò)程序開發(fā)者可以利用 Cookie 來創(chuàng)建有狀態(tài)的網(wǎng)絡(luò)會話（Stateful Session）。 Cookie 的應(yīng)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(shè)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(chuàng)建這些 Cookie 文件的網(wǎng)絡(luò)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(guān)的類來支持開發(fā)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(xiàn)。到了 Java SE 6， Cookie 相關(guān)的管理類在 Java 類庫里面才得到了實現(xiàn)。有了這些 Cookie 相關(guān)支持的類，Java 開發(fā)者可以在服務(wù)器端編程中很好的操作 Cookie， 更好的支持 HTTP 相關(guān)應(yīng)用，創(chuàng)建有狀態(tài)的 HTTP 會話。
·用 HttpCookie 代表 Cookie
java.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(nèi)容， 可以支持所有三種 Cookie 規(guī)范：
Netscape 草案
RFC 2109 - http://www.ietf.org/rfc/rfc2109.txt
RFC 2965 - http://www.ietf.org/rfc/rfc2965.txt
這個類儲存了 Cookie 的名稱，路徑，值，協(xié)議版本號，是否過期，網(wǎng)絡(luò)域，最大生命期等等信息。
·用 CookiePolicy 規(guī)定 Cookie 接受策略
java.net.CookiePolicy 接口可以規(guī)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(nèi)置了 3 個實現(xiàn)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 Cookie
java.net.CookieStore 接口負(fù)責(zé)儲存和取出 Cookie。 當(dāng)有 HTTP 請求的時候，它便儲存那些被接受的 Cookie； 當(dāng)有 HTTP 回應(yīng)的時候，它便取出相應(yīng)的 Cookie。 另外，當(dāng)一個 Cookie 過期的時候，它還負(fù)責(zé)自動刪去這個 Cookie。
·用 CookieManger/CookieHandler 管理 Cookie
java.net.CookieManager 是整個 Cookie 管理機(jī)制的核心，它是 CookieHandler 的默認(rèn)實現(xiàn)子類。下圖顯示了整個 HTTP Cookie 管理機(jī)制的結(jié)構(gòu)：
圖 2. Cookie 管理類的關(guān)系
一個 CookieManager 里面有一個 CookieStore 和一個 CookiePolicy，分別負(fù)責(zé)儲存 Cookie 和規(guī)定策略。用戶可以指定兩者，也可以使用系統(tǒng)默認(rèn)的 CookieManger。
例子
下面這個簡單的例子說明了 Cookie 相關(guān)的管理功能：
// 創(chuàng)建一個默認(rèn)的 CookieManager
CookieManager manager = new CookieManager();
// 將規(guī)則改掉，接受所有的 Cookie
manager.setCookiePolicy(CookiePolicy.ACCEPT_ALL);
// 保存這個定制的 CookieManager
CookieHandler.setDefault(manager);
// 接受 HTTP 請求的時候，得到和保存新的 Cookie
HttpCookie 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<URI> 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<HttpCookie> 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<HttpCookie> cookies = store.getCookies();
for (HttpCookie cookie : cookies) {
// 取出了 Cookie
}
其他新特性
·NetworkInterface 的增強(qiáng)
從 Java SE 1.4 開始，JDK 當(dāng)中出現(xiàn)了一個網(wǎng)絡(luò)工具類 java.net.NetworkInterface，提供了一些網(wǎng)絡(luò)的實用功能。 在 Java SE 6 當(dāng)中，這個工具類得到了很大的加強(qiáng)，新增了很多實用的方法。例如：
public boolean isUp()
用來判斷網(wǎng)絡(luò)接口是否啟動并運(yùn)行
public boolean isLoopback()
用來判斷網(wǎng)絡(luò)接口是否是環(huán)回接口（loopback）
public boolean isPointToPoint()
用來判斷網(wǎng)絡(luò)接口是否是點對點（P2P）網(wǎng)絡(luò)
public boolean supportsMulticast()
用來判斷網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)接口是否是虛飩涌?
關(guān)于此工具類的具體信息，請參考 Java SE 6 相應(yīng)文檔（見 參考資源）。
·域名的國際化
在最近的一些 RFC 文檔當(dāng)中，規(guī)定 DNS 服務(wù)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(zhuǎn)換，實現(xiàn)域名的國際化。java.net.IDN 就是實現(xiàn)這個國際化域名轉(zhuǎn)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(tài)函數(shù)，做字符的轉(zhuǎn)換。
結(jié)束語
Java SE 6 有著很多 HTTP 相關(guān)的新特性，使得 Java SE 平臺本身對網(wǎng)絡(luò)編程，尤其是基于 HTTP 協(xié)議的因特網(wǎng)編程，有了更加強(qiáng)大的支持。