Java URL自定义私有网络协议

Java基础

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2020-7-3

URI (uniform resource identifier)统一资源标志符;
URL(uniform resource location )统一资源定位符(或统一资源定位器);
URI是一个相对来说更广泛的概念,URL是URI的一种,是URI命名机制的一个子集,可以说URI是抽象的,而具体要使用URL来定位资源。
URI指向的一般不是物理资源路径,而是整个系统中的映射后的资源标识符。
URL是Internet上用来描述信息资源的字符串,主要用在各种WWW客户程序和服务器程序上。采用URL可以用一种统一的格式来描述各种信息资源,包括文件、服务器的地址和目录等。

 

一.先来序言一段

我们习惯了http

 URL url=new URL("http://www.apptest.com:8080/test/ios.php");

我们也要习惯

 "https", "ftp", "mailto", "telnet", "file", "ldap", "gopher",  "jdbc", "rmi", "jndi", "jar", "doc", "netdoc", "nfs", "verbatim", "finger", "daytime",
  "systemresource"

当然,我们还要让URL习惯我们

 URL url=new URL("oschina://www.apptest.com:8080/test/ios.php");

如果不习惯,总会出现如下异常

java.net.MalformedURLException: unknown protocol

在Android浏览器使用Ajax时也会不支持没有定义的过的协议。

 

二.协议的自定义的理解

协议:在编程的世界里,协议本身就是一套Input/ouput约束规则,因此,我们确切的协议应该围绕I/O展开的,所以,这里的协议可以称为I/O协议。

协议发起方:request

协议响应方:response

协议成立的条件是:request和reponse认可同一套协议,并按照协议约束进行通信。

 

三.自定义协议与URL的关系

在java中,自定义协议一定需要用URL吗?

答案是否定的。

 事实上,围绕I/O,我们的规则定义完全有我们本身掌握,并没有说离开URL地球不转了,Java要毁灭了。

为什么使用URL类来自定义协议?

答案是因为URL是一套成熟的协议通信处理框架。

这里说的自定义URL协议,实质上更多的是通过已有的规则进行扩充协议。

 

四.URL自定义私有协议实战

我们知道,自定义协议需要Response 和Request,双方需要充理解对方的协议。这里为了方便起见,我们使用Http协议服务器来作为Response。

这里我们使用了Ngnix服务器+PHP+FastCGI来构建Reponse,部署代码如下

1.定义Response

<?php

$raw_post_data = file_get_contents('php://input', 'r'); 
echo "-------\$_POST------------------\n<br/>"; 
echo var_dump($_POST) . "\n"; 
echo "-------php://input-------------\n<br/>"; 
echo $raw_post_data . "\n<br/>"; 

$rs = json_encode($_SERVER);

file_put_contents('text.html',$rs);

echo '写入成功';

 

2.定义Request

2.1实现URLStreamHandlerFactory工厂,主要用来产生协议处理器

public class EchoURLStreamHandlerFactory implements URLStreamHandlerFactory {
	
	public URLStreamHandler createURLStreamHandler(String protocol){
	//通过这里的分流处理不同的schema请求,当然脑残人士认为这里才是核心代码,URL是一套协议处理框架,如果if-else就是核心,是不是oracle要倒闭
	    if(protocol.equals("echo") || protocol.equals("oschina"))  
	    {
	        return new EchoURLStreamHandler(); //实例化协议处理Handler
	    }
	   return null;
	  
	}
	
}

2.2实现URLStreamHandler,主要作用是生成协议对应的连接器

public class EchoURLStreamHandler extends URLStreamHandler {

	@Override
	protected URLConnection openConnection(URL u) throws IOException {
		return new EchoURLConnection(u);  //在这里我们也可以进行相应的分流
	}
}

2.3  实现URLConnection,作用是协议通信规则的自定义,这里我们使用HTTP协议作为通信规则,我们这里仿制http协议请求

(以下才是核心代码,这里借用的http协议,当然你可以用websocket,smtp,ftp各种协议进行交互,而不是脑残人士让我承认的 if-else+URL前缀

public class EchoURLConnection extends URLConnection {

	private Socket connection = null;

	public final static int DEFAULT_PORT = 80;

	public EchoURLConnection(URL url) {
		super(url);

	}

	public synchronized InputStream getInputStream() throws IOException {
		if (!connected) {
			connect();
		}

		return connection.getInputStream();

	}

	public synchronized OutputStream getOutputStream() throws IOException {
		if (!connected) {
			connect();
		}

		return connection.getOutputStream();
	}

	public String getContentType() {
		return "text/plain";
	}

	public synchronized void connect() throws IOException {
		if (!connected) {
			int port = url.getPort();
			if (port < 0 || port > 65535)
				port = DEFAULT_PORT;
			this.connection = new Socket(url.getHost(), port);
			// true表示关闭Socket的缓冲,立即发送数据..其默认值为false
			// 若Socket的底层实现不支持TCP_NODELAY选项,则会抛出SocketException
			this.connection.setTcpNoDelay(true);
			// 表示是否允许重用Socket所绑定的本地地址
			this.connection.setReuseAddress(true);
			// 表示接收数据时的等待超时时间,单位毫秒..其默认值为0,表示会无限等待,永远不会超时
			// 当通过Socket的输入流读数据时,如果还没有数据,就会等待
			// 超时后会抛出SocketTimeoutException,且抛出该异常后Socket仍然是连接的,可以尝试再次读数据
			this.connection.setSoTimeout(30000);
			// 表示当执行Socket.close()时,是否立即关闭底层的Socket
			// 这里设置为当Socket关闭后,底层Socket延迟5秒后再关闭,而5秒后所有未发送完的剩余数据也会被丢弃
			// 默认情况下,执行Socket.close()方法,该方法会立即返回,但底层的Socket实际上并不立即关闭
			// 它会延迟一段时间,直到发送完所有剩余的数据,才会真正关闭Socket,断开连接
			// Tips:当程序通过输出流写数据时,仅仅表示程序向网络提交了一批数据,由网络负责输送到接收方
			// Tips:当程序关闭Socket,有可能这批数据还在网络上传输,还未到达接收方
			// Tips:这里所说的"未发送完的剩余数据"就是指这种还在网络上传输,未被接收方接收的数据
			this.connection.setSoLinger(true, 5);
			// 表示发送数据的缓冲区的大小
			this.connection.setSendBufferSize(1024);
			// 表示接收数据的缓冲区的大小
			this.connection.setReceiveBufferSize(1024);
			// 表示对于长时间处于空闲状态(连接的两端没有互相传送数据)的Socket,是否要自动把它关闭,true为是
			// 其默认值为false,表示TCP不会监视连接是否有效,不活动的客户端可能会永久存在下去,而不会注意到服务器已经崩溃
			this.connection.setKeepAlive(true);
			// 表示是否支持发送一个字节的TCP紧急数据,socket.sendUrgentData(data)用于发送一个字节的TCP紧急数据
			// 其默认为false,即接收方收到紧急数据时不作任何处理,直接将其丢弃..若用户希望发送紧急数据,则应设其为true
			// 设为true后,接收方会把收到的紧急数据与普通数据放在同样的队列中
			this.connection.setOOBInline(true);
			// 该方法用于设置服务类型,以下代码请求高可靠性和最小延迟传输服务(把0x04与0x10进行位或运算)
			// Socket类用4个整数表示服务类型
			// 0x02:低成本(二进制的倒数第二位为1)
			// 0x04:高可靠性(二进制的倒数第三位为1)
			// 0x08:最高吞吐量(二进制的倒数第四位为1)
			// 0x10:最小延迟(二进制的倒数第五位为1)
			this.connection.setTrafficClass(0x04 | 0x10);
			// 该方法用于设定连接时间,延迟,带宽的相对重要性(该方法的三个参数表示网络传输数据的3项指标)
			// connectionTime--该参数表示用最少时间建立连接
			// latency---------该参数表示最小延迟
			// bandwidth-------该参数表示最高带宽
			// 可以为这些参数赋予任意整数值,这些整数之间的相对大小就决定了相应参数的相对重要性
			// 如这里设置的就是---最高带宽最重要,其次是最小连接时间,最后是最小延迟
			this.connection.setPerformancePreferences(2, 1, 3);

			this.connected = true;

			StringBuilder sb = new StringBuilder();
			sb.append("POST " + url.getPath() + " HTTP/1.1 \r\n");
			if(url.getPort()<0 || url.getPort()>65536)
			{
				sb.append("Host:").append(url.getHost()).append("\r\n");
			}else{
				sb.append("Host:").append(url.getHost()).append(":").append(url.getPort()).append("\r\n");
			}
			sb.append("Connection:keep-alive\r\n");
			sb.append("Date:Fri, 22 Apr 2016 13:17:35 GMT\r\n");
			sb.append("Vary:Accept-Encoding\r\n");
			sb.append("Content-Type: application/x-www-form-urlencoded,charset=utf-8\r\n");
			sb.append("Content-Length: ").append("name=zhangsan&password=123456".getBytes("UTF-8").length).append("\r\n");
			sb.append("\r\n");

			this.connection.getOutputStream().write(sb.toString().getBytes("UTF-8"));

		}
	}

	public synchronized void disconnect() throws IOException {
		if (connected) {
			this.connection.close();
			this.connected = false;
		}
	}
}

 

在这里,协议定义已经完成。

我们测试代码如下

尝试连接  oschina://localhost:8080/test/ios.php

URL.setURLStreamHandlerFactory(new EchoURLStreamHandlerFactory());
// URLConnection.setContentHandlerFactory(new EchoContentHandlerFactory());
URL url=new URL("oschina://localhost:8080/test/ios.php");
EchoURLConnection connection=(EchoURLConnection)url.openConnection();
connection.setDoOutput(true);
connection.setDoInput(true);
	 
PrintWriter pw = new PrintWriter(new OutputStreamWriter(connection.getOutputStream()));
pw.write("name=zhangsan&password=123456");
pw.flush();
	   
InputStream stream = connection.getInputStream();
	    
	    int len = -1;
	    byte[] buf = new byte[256];
	    while((len=stream.read(buf, 0, 256))>-1)
	    {
	    	String line = new String(buf, 0, len);
	    	if(line.endsWith("\r\n0\r\n\r\n")&&len<256) 
	    	{    
	    	        //服务器返回的是Transfer-chunked编码,\r\n0\r\n\r\n表示读取结束了,chunked编码解析:http://dbscx.iteye.com/blog/830644
	    		line = line.substring(0, line.length()-"\r\n0\r\n\r\n".length());
	    		System.out.println(line);
	    		break;
	    	}else{
	    		System.out.println(line);
	    	}
	    }
	    pw.close();
	    stream.close();

运行结果

结果说明,协议确实定义成功了

 

当然,如上数据解析不符合我们的要求,因为是chunked编码信息,如何解析符合要求有,请移步

HTTP Chunked数据编码与解析算法

我们可以通过如下方式解析数据

            URL.setURLStreamHandlerFactory(new EchoURLStreamHandlerFactory());
	   // URLConnection.setContentHandlerFactory(new EchoContentHandlerFactory());
	    URL url=new URL("oschina://localhost:8080/test/ios.php");
	    EchoURLConnection connection=(EchoURLConnection)url.openConnection();
	    connection.setDoOutput(true);
	    connection.setDoInput(true);
	 
	    PrintWriter pw = new PrintWriter(new OutputStreamWriter(connection.getOutputStream()));
	    pw.write("name=zhangsan&password=123456");
	    pw.flush();
	   
	    InputStream stream = connection.getInputStream();
	    HttpInputStream his = new HttpInputStream(stream);
	    System.out.println(his.getHttpHeaders());
	    int len = 0;
	    byte[] buf = new byte[127];
	    StringBuilder sb = new StringBuilder();
	    while((len=his.read(buf, 0, buf.length))!=-1)
	    {
	    	sb.append(new String(buf, 0, len));
	    }
	    
	    System.out.println(sb.toString());

 

五.后话,自定义mineType解析器

java中提供了ContentHandlerFactory,用来解析mineType,我们这里制定我们自己的解析器,当然,JDK中提供的更丰富,这里所做的只是为了符合特殊需求

public class EchoContentHandlerFactory implements ContentHandlerFactory{
	
  public ContentHandler createContentHandler(String mimetype){
    if(mimetype.equals("text/html") || mimetype.equals("text/plain")){
      return new EchoContentHandler();
    }else{
      return null;
    }
  }
}
public class EchoContentHandler extends ContentHandler {
	
	public Object getContent(URLConnection connection) throws IOException {
		InputStream in = connection.getInputStream();
		BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(in));
		return br.readLine();
	}

	public Object getContent(URLConnection connection, Class[] classes) throws IOException {
		InputStream in = connection.getInputStream();
		for (int i = 0; i < classes.length; i++) {
			if (classes[i] == InputStream.class)
				return in;
			else if (classes[i] == String.class)
				return getContent(connection);
		}
		return null;
	}
}

用法很简单

  URLConnection.setContentHandlerFactory(new EchoContentHandlerFactory());

 

 

 

 

 

作者:IamOkay