Java联网增强技术
——研究J2SE1.4中最新的联网特姓
作者：John Zukowski 本文选自：IBM DW中国 2003年05月20日
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。
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。由于安全姓原因，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: 127.0.0.1
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 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
