JavaSE6新特性:HTTP增强

　　概述

　　Java 语言从诞生的那天起，就非常注重网络编程方面的应用。随着互联网应用的飞速发展，Java 的基础类库也不断地对网络相关的 API 进行加强和扩展。在 Java SE 6 当中，围绕着 HTTP 协议出现了很多实用的新特性：NTLM 认证提供了一种 Window 平台下较为安全的认证机制；JDK 当中提供了一个轻量级的 HTTP 服务器；提供了较为完善的 HTTP Cookie 管理功能；更为实用的 NetworkInterface；DNS 域名的国际化支持等等。

　　NTLM 认证

　　不可避免，网络中有很多资源是被安全域保护起来的。访问这些资源需要对用户的身份进行认证。下面是一个简单的例子：

 

import java.net.*; public class Test { URL url = new URL("http://PROTECTED.com"); InputStream in = connection.getInputStream(); while(in.read(data)>0) //do something for data in.close(); }

　　要解决这个问题，有两种方法：

　　其一，是给 URLConnection 设定一个"Authentication"属性：

 

String credit = USERNAME + ":" + PASSWORD; connection.setRequestProperty ("Authorization", "Basic " + encoding);

　　从上面的例子，我们可以看出，设定 Authentication 属性还是比较复杂的：用户必须了解认证方式的细节，才能将用户名/密码以一定的规范给出，然后用特定的编码方式加以编码。Java 类库有没有提供一个封装了认证细节，只需要给出用户名/密码的工具呢？

　　这就是我们要介绍的另一种方法，使用 java.net.Authentication 类。

　　每当遇到网站需要认证的时候，HttpURLConnection 都会向 Authentication 类询问用户名和密码。

　　Authentication 类不会知道究竟用户应该使用哪个 username/password 那么用户如何向 Authentication 类提供自己的用户名和密码呢?

　　提供一个继承于 Authentication 的类，实现 getPasswordAuthentication 方法，在 PasswordAuthentication 中给出用户名和密码：

 

class DefaultAuthenticator extends Authenticator { return new PasswordAuthentication ("USER", "PASSWORD".toCharArray()); }

 

Authenticator.setDefault (new DefaultAuthenticator());

　　Authentication 提供了关于认证发起者的足够多的信息，让继承类根据这些信息进行判断，在 getPasswordAuthentication 方法中给出了不同的认证信息：

 

getRequestingHost()  getRequestingPrompt()  getRequestingScheme()  getRequestingSite()

 

HTTP Basic authentication  NTLM  Kerberos

　　NTLM 是 NT LAN Manager 的缩写。早期的 SMB 协议在网络上明文传输口令，这是很不安全的。微软随后提出了 WindowsNT 挑战/响应验证机制，即 NTLM。

　　NTLM 协议是这样的：

　　·客户端首先将用户的密码加密成为密码散列；

　　·客户端向服务器发送自己的用户名，这个用户名是用明文直接传输的；

　　·服务器产生一个 16 位的随机数字发送给客户端，作为一个 challenge（挑战） ；

　　·客户端用步骤1得到的密码散列来加密这个 challenge ，然后把这个返回给服务器；

　　·服务器把用户名、给客户端的 challenge 、客户端返回的 response 这三个东西，发送域控制器 ；

　　·域控制器用这个用户名在 SAM 密码管理库中找到这个用户的密码散列，然后使用这个密码散列来加密 challenge；

　　·域控制器比较两次加密的 challenge ，如果一样，那么认证成功； |||

　　Java 6 以前的版本，是不支持 NTLM 认证的。用户若想使用 HttpConnection 连接到一个使用有 Windows 域保护的网站时，是无法通过 NTLM 认证的。另一种方法，是用户自己用 Socket 这样的底层单元实现整个协议过程，这无疑是十分复杂的。

　　终于，Java 6 的 Authentication 类提供了对 NTLM 的支持。使用十分方便，就像其他的认证协议一样：

 

class DefaultAuthenticator extends Authenticator { private static String domain = "domain "; 　public PasswordAuthentication getPasswordAuthentication() { return (new PasswordAuthentication(usernamewithdomain, password.toCharArray())); }

　　Java 6 中 Authentication 的另一个特性是认证协商。目前的服务器一般同时提供几种认证协议，根据客户端的不同能力，协商出一种认证方式。比如，IIS 服务器会同时提供 NTLM with kerberos 和 NTLM 两种认证方式，当客户端不支持 NTLM with kerberos 时，执行 NTLM 认证。

　　目前，Authentication 的默认协商次序是：

GSS/SPNEGO -> Digest -> NTLM -> Basic

　　那么 kerberos 的位置究竟在哪里呢?

　　事实上，GSS/SPNEGO 以 JAAS 为基石，而后者实际上就是使用 kerberos 的。

　　轻量级 HTTP 服务器

　　Java 6 还提供了一个轻量级的纯 Java Http 服务器的实现。下面是一个简单的例子：

 

public static void main(String args) throws Exception{ InetSocketAddress addr = new InetSocketAddress(7778); httpServer.createContext("/myapp/", new MyHttpHandler()); httpServer.start(); } static class MyHttpHandler implements HttpHandler{ String response = "Hello world!"; OutputStream out = httpExchange.getResponseBody(); out.close(); }

 

　　其次，HttpServer 是有上下文（context）的概念的。比如，http://localhost:7778/myapp/ 中"/myapp/"就是相对于 HttpServer Root 的上下文。对于每个上下文，都有一个 HttpHandler 来接收 http 请求并给出回答。

　　最后，在 HttpHandler 给出具体回答之前，一般先要返回一个 Http head。这里使用 HttpExchange.sendResponseHeaders(int code, int length)。其中 code 是 Http 响应的返回值，比如那个著名的 404。length 指的是 response 的长度，以字节为单位。

　　Cookie 是 Web 应用当中非常常用的一种技术， 用于储存某些特定的用户信息。虽然，我们不能把一些特别敏感的信息存放在 Cookie 里面，但是，Cookie 依然可以帮助我们储存一些琐碎的信息，帮助 Web 用户在访问网页时获得更好的体验，例如个人的搜索参数，颜色偏好以及上次的访问时间等等。网络程序开发者可以利用 Cookie 来创建有状态的网络会话（Stateful Session）。 Cookie 的应用越来越普遍。在 Windows 里面，我们可以在"Documents And Settings"文件夹里面找到IE使用的 Cookie，假设用户名为 admin，那么在 admin 文件夹的 Cookies 文件夹里面，我们可以看到名为"admin@(domain)"的一些文件，其中的 domain 就是表示创建这些 Cookie 文件的网络域， 文件里面就储存着用户的一些信息。

　　JavaScript 等脚本语言对 Cookie 有着很不错的支持。 .NET 里面也有相关的类来支持开发者对 Cookie 的管理。 不过，在 Java SE 6 之前， Java一直都没有提供 Cookie 管理的功能。在 Java SE 5 里面， java.net 包里面有一个 CookieHandler 抽象类，不过并没有提供其他具体的实现。到了 Java SE 6， Cookie 相关的管理类在 Java 类库里面才得到了实现。有了这些 Cookie 相关支持的类，Java 开发者可以在服务器端编程中很好的操作 Cookie， 更好的支持 HTTP 相关应用，创建有状态的 HTTP 会话。

　　·用 HttpCookie 代表 Cookie

　　java.net.HttpCookie 类是 Java SE 6 新增的一个表示 HTTP Cookie 的新类， 其对象可以表示 Cookie 的内容， 可以支持所有三种 Cookie 规范：

　　Netscape 草案 
RFC 2965 - http://www.ietf.org/rfc/rfc2965.txt 

　　·用 CookiePolicy 规定 Cookie 接受策略

　　java.net.CookiePolicy 接口可以规定 Cookie 的接受策略。 其中唯一的方法用来判断某一特定的 Cookie 是否能被某一特定的地址所接受。 这个类内置了 3 个实现的子类。一个类接受所有的 Cookie，另一个则拒绝所有，还有一个类则接受所有来自原地址的 Cookie。|||

　　·用CookieStore 储存 Cookie

　　java.net.CookieStore 接口负责储存和取出 Cookie。 当有 HTTP 请求的时候，它便储存那些被接受的 Cookie； 当有 HTTP 回应的时候，它便取出相应的 Cookie。 另外，当一个 Cookie 过期的时候，它还负责自动删去这个 Cookie。

　　·用 CookieManger/CookieHandler 管理 Cookie

　　java.net.CookieManager 是整个 Cookie 管理机制的核心，它是 CookieHandler 的默认实现子类。下图显示了整个 HTTP Cookie 管理机制的结构：

 

　　例子

　　下面这个简单的例子说明了 Cookie 相关的管理功能：

 

// 创建一个默认的 CookieManager // 将规则改掉，接受所有的 Cookie // 保存这个定制的 CookieManager // 接受 HTTP 请求的时候，得到和保存新的 Cookie manager.getCookieStore().add(uri, cookie); // 使用 Cookie 的时候： CookieStore store = manager.getCookieStore(); // 得到所有的 URI  for (URI uri : uris) { // 得到属于这个 URI 的所有 Cookie for (HttpCookie cookie : cookies) { } // 或者，取出这个 CookieStore 里面的全部 Cookie List cookies = store.getCookies(); // 取出了 Cookie

其他新特性

　　·NetworkInterface 的增强

　　从 Java SE 1.4 开始，JDK 当中出现了一个网络工具类 java.net.NetworkInterface，提供了一些网络的实用功能。 在 Java SE 6 当中，这个工具类得到了很大的加强，新增了很多实用的方法。例如：

　　public boolean isUp() 

　　public boolean isLoopback() 

　　public boolean isPointToPoint() 

　　public boolean supportsMulticast() 

　　public byte getHardwareAddress() 

　　public int getMTU() 

　　public boolean isVirtual() 

　　关于此工具类的具体信息，请参考 Java SE 6 相应文档（见 参考资源）。

　　·域名的国际化

　　在最近的一些 RFC 文档当中，规定 DNS 服务器可以解析除开 ASCII 以外的编码字符。有一个算法可以在这种情况下做 Unicode 与 ASCII 码之间的转换，实现域名的国际化。java.net.IDN 就是实现这个国际化域名转换的新类，IDN 是"国际化域名"的缩写（internationalized domain names）。这个类很简单，主要包括 4 个静态函数，做字符的转换。

　　结束语

　　Java SE 6 有着很多 HTTP 相关的新特性，使得 Java SE 平台本身对网络编程，尤其是基于 HTTP 协议的因特网编程，有了更加强大的支持。