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2006 年底，Sun 公司發布了 Java Standard Edition 6（Java SE 6）的最終正式版，代號 Mustang（野馬）。跟 Tiger（Java SE 5）相比，Mustang 在性能方面有了不錯的提升。與 Tiger 在 API 庫方面的大幅度加強相比，雖然 Mustang 在 API 庫方面的新特性顯得不太多，但是也提供了許多實用和方便的功能：在腳本，WebService，XML，編譯器 API，數據庫，JMX，網絡和 Instrumentation 方面都有不錯的新特性和功能加強。 本系列 文章主要介紹 Java SE 6 在 API 庫方面的部分新特性，通過一些例子和講解，幫助開發者在編程實踐當中更好的運用 Java SE 6，提高開發效率。

本文是系列文章的第二篇，介紹了Java SE 6 在 HTTP 方面的新特性。

概述

Java 語言從誕生的那天起，就非常注重網絡編程方面的應用。隨著互聯網應用的飛速發展，Java 的基礎類庫也不斷地對網絡相關的 API 進行加強和擴展。在 Java SE 6 當中，圍繞著 HTTP 協議出現了很多實用的新特性：NTLM 認證提供了一種 Window 平臺下較為安全的認證機制；JDK 當中提供了一個輕量級的 HTTP 服務器；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 認證

不可避免，網絡中有很多資源是被安全域保護起來的。訪問這些資源需要對用戶的身份進行認證。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 Java 程序試圖從一個要求認證的網站讀取信息的時候，也就是說，從聯系于 http://Protected.com 這個 URLConnection 的 InputStream 中 read 數據時，會引發 FileNotFoundException。盡管筆者認為，這個 Exception 的類型與實際錯誤發生的原因實在是相去甚遠；但這個錯誤確實是由網絡認證失敗所導致的。

要解決這個問題，有兩種方法：

其一，是給 URLConnection 設定一個“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 http://PROTECTED.COM 使用了基本（Basic）認證類型。

從上面的例子，我們可以看出，設定 Authentication 屬性還是比較復雜的：用戶必須了解認證方式的細節，才能將用戶名/密碼以一定的規范給出，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證細節，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。

每當遇到網站需要認證的時候，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 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，將它設為默認的（全局）Authentication:

              Authenticator.setDefault (new DefaultAuthenticator());

那么，不同的網站需要不同的用戶名/密碼又怎么辦呢?

Authentication 提供了關于認證發起者的足夠多的信息，讓繼承類根據這些信息進行判斷，在 getPasswordAuthentication 方法中給出了不同的認證信息：

getRequestingHost()
getRequestingPort()
getRequestingPrompt()
getRequestingProtocol()
getRequestingScheme()
getRequestingURL()
getRequestingSite()
getRequestorType()

另一件關于 Authentication 的重要問題是認證類型。不同的認證類型需要 Authentication 執行不同的協議。至 Java SE 6.0 為止，Authentication 支持的認證方式有：

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 協議在網絡上明文傳輸口令，這是很不安全的。微軟隨后提出了 WindowsNT 挑戰/響應驗證機制，即 NTLM。

NTLM 協議是這樣的：

客戶端首先將用戶的密碼加密成為密碼散列；
客戶端向服務器發送自己的用戶名，這個用戶名是用明文直接傳輸的；
服務器產生一個 16 位的隨機數字發送給客戶端，作為一個 challenge（挑戰）；
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器；
服務器把用戶名、給客戶端的 challenge 、客戶端返回的 response 這三個東西，發送域控制器；
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，那么認證成功；

Java 6 以前的版本，是不支持 NTLM 認證的。用戶若想使用 HttpConnection 連接到一個使用有 Windows 域保護的網站時，是無法通過 NTLM 認證的。另一種方法，是用戶自己用 Socket 這樣的底層單元實現整個協議過程，這無疑是十分復雜的。

終于，Java 6 的 Authentication 類提供了對 NTLM 的支持。使用十分方便，就像其他的認證協議一樣：

              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()));
              

              
                |-------10--------20--------30--------40--------50--------60--------70--------80--------9|
              
              

              
                |-------- XML error:  The previous line is longer than the max of 90 characters ---------|
              
              

              	}
              

              }

這里，根據 Windows 域賬戶的命名規范，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，可以設定一個系統變量名“http.auth.ntlm.domain“。

Java 6 中 Authentication 的另一個特性是認證協商。目前的服務器一般同時提供幾種認證協議，根據客戶端的不同能力，協商出一種認證方式。比如，IIS 服務器會同時提供 NTLM with kerberos 和 NTLM 兩種認證方式，當客戶端不支持 NTLM with kerberos 時，執行 NTLM 認證。

目前，Authentication 的默認協商次序是：

              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 服務器

Java 6 還提供了一個輕量級的純 Java Http 服務器的實現。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。用戶也可以自行實現一個 HttpProvider 和相應的 HttpServer 實現。

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 響應的返回值，比如那個著名的 404。length 指的是 response 的長度，以字節為單位。

Cookie 管理特性

Cookie 是 Web 應用當中非常常用的一種技術，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 用戶在訪問網頁時獲得更好的體驗，例如個人的搜索參數，顏色偏好以及上次的訪問時間等等。網絡程序開發者可以利用 Cookie 來創建有狀態的網絡會話（Stateful Session）。 Cookie 的應用越來越普遍。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 就是表示創建這些 Cookie 文件的網絡域，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 里面也有相關的類來支持開發者對 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。到了 Java SE 6， Cookie 相關的管理類在 Java 類庫里面才得到了實現。有了這些 Cookie 相關支持的類，Java 開發者可以在服務器端編程中很好的操作 Cookie，更好的支持 HTTP 相關應用，創建有狀態的 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 的內容，可以支持所有三種 Cookie 規范：
- 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，協議版本號，是否過期，網絡域，最大生命期等等信息。
用 CookiePolicy 規定 Cookie 接受策略
java.net.CookiePolicy 接口可以規定 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。這個類內置了 3 個實現的子類。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 接口負責儲存和取出 Cookie。當有 HTTP 請求的時候，它便儲存那些被接受的 Cookie；當有 HTTP 回應的時候，它便取出相應的 Cookie。另外，當一個 Cookie 過期的時候，它還負責自動刪去這個 Cookie。
用 CookieManger/CookieHandler 管理 Cookie
java.net.CookieManager 是整個 Cookie 管理機制的核心，它是 CookieHandler 的默認實現子類。下圖顯示了整個 HTTP Cookie 管理機制的結構：

圖 2. Cookie 管理類的關系

一個 CookieManager 里面有一個 CookieStore 和一個 CookiePolicy，分別負責儲存 Cookie 和規定策略。用戶可以指定兩者，也可以使用系統默認的 CookieManger。

例子

下面這個簡單的例子說明了 Cookie 相關的管理功能：

                  // 創建一個默認的 CookieManager
                  

                  CookieManager manager = new CookieManager();
                  

                  

                  // 將規則改掉，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

從 Java SE 1.4 開始，JDK 當中出現了一個網絡工具類 java.net.NetworkInterface，提供了一些網絡的實用功能。在 Java SE 6 當中，這個工具類得到了很大的加強，新增了很多實用的方法。例如：

public boolean isUp()
用來判斷網絡接口是否啟動并運行
public boolean isLoopback()
用來判斷網絡接口是否是環回接口（loopback）
public boolean isPointToPoint()
用來判斷網絡接口是否是點對點（P2P）網絡
public boolean supportsMulticast()
用來判斷網絡接口是否支持多播
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()
用來判斷網絡接口是否是虛擬接口

關于此工具類的具體信息，請參考 Java SE 6 相應文檔（見參考資源）。

域名的國際化

在最近的一些 RFC 文檔當中，規定 DNS 服務器可以解析除開 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 碼之間的轉換，實現域名的國際化。java.net.IDN 就是實現這個國際化域名轉換的新類，IDN 是“國際化域名”的縮寫（internationalized domain names）。這個類很簡單，主要包括 4 個靜態函數，做字符的轉換。

結語

Java SE 6 有著很多 HTTP 相關的新特性，使得 Java SE 平臺本身對網絡編程，尤其是基于 HTTP 協議的因特網編程，有了更加強大的支持。

Java SE 6 新特性: HTTP 增強

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