Galileo Computing < openbook > Galileo Computing - Professionelle Bücher. Auch für Einsteiger.
Professionelle Bücher. Auch für Einsteiger.

Inhaltsverzeichnis
Vorwort
1 Java ist auch eine Sprache
2 Sprachbeschreibung
3 Klassen und Objekte
4 Der Umgang mit Zeichenketten
5 Mathematisches
6 Eigene Klassen schreiben
7 Angewandte Objektorientierung
8 Exceptions
9 Generics, innere Klassen
10 Die Klassenbibliothek
11 Threads und nebenläufige Programmierung
12 Datenstrukturen und Algorithmen
13 Raum und Zeit
14 Dateien und Datenströme
15 Die eXtensible Markup Language (XML)
16 Grafische Oberflächen mit Swing
17 Grafikprogrammierung
18 Netzwerkprogrammierung
19 Verteilte Programmierung mit RMI und Web–Services
20 JavaServer Pages und Servlets
21 Applets
22 Midlets und die Java ME
23 Datenbankmanagement mit JDBC
24 Reflection und Annotationen
25 Logging und Monitoring
26 Sicherheitskonzepte
27 Java Native Interface (JNI)
28 Dienstprogramme für die Java-Umgebung
Stichwort

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Java ist auch eine Insel (8. Auflage) von Christian Ullenboom
Programmieren mit der Java Standard Edition Version 6
Buch: Java ist auch eine Insel (8. Auflage)

Java ist auch eine Insel (8. Aufl.)
8., aktual. Auflage, geb., mit DVD
1.475 S., 49,90 Euro
Galileo Computing
ISBN 978-3-8362-1371-4
Pfeil 18 Netzwerkprogrammierung
Pfeil 18.1 Grundlegende Begriffe
Pfeil 18.1.1 Internet-Standards und RFC
Pfeil 18.2 URI und URL
Pfeil 18.2.1 URI
Pfeil 18.2.2 Die Klasse URL
Pfeil 18.2.3 Informationen über eine URL
Pfeil 18.2.4 Der Zugriff auf die Daten über die Klasse URL
Pfeil 18.2.5 Verbindungen durch einen Proxy-Server
Pfeil 18.3 Die Klasse URLConnection
Pfeil 18.3.1 Methoden und Anwendung von URLConnection
Pfeil 18.3.2 Protokoll- und Content-Handler
Pfeil 18.3.3 Im Detail: vom URL zur URLConnection
Pfeil 18.3.4 Der Protokoll-Handler für Jar-Dateien
Pfeil 18.3.5 Basic Authentication/Proxy-Authentifizierung
Pfeil 18.4 Mit GET und POST Daten übergeben
Pfeil 18.4.1 Kodieren der Parameter für Serverprogramme
Pfeil 18.4.2 Eine Suchmaschine ansprechen
Pfeil 18.5 Host- und IP-Adressen
Pfeil 18.5.1 Lebt der Rechner?
Pfeil 18.5.2 IP-Adresse des lokalen Hosts
Pfeil 18.5.3 Das Netz ist Klasse …
Pfeil 18.6 NetworkInterface
Pfeil 18.7 Mit dem Socket zum Server
Pfeil 18.7.1 Das Netzwerk ist der Computer
Pfeil 18.7.2 Sockets
Pfeil 18.7.3 Eine Verbindung zum Server aufbauen
Pfeil 18.7.4 Server unter Spannung: die Ströme
Pfeil 18.7.5 Die Verbindung wieder abbauen
Pfeil 18.7.6 Informationen über den Socket
Pfeil 18.7.7 Reine Verbindungsdaten über SocketAddress
Pfeil 18.8 Client-Server-Kommunikation
Pfeil 18.8.1 Warten auf Verbindungen
Pfeil 18.8.2 Ein Multiplikationsserver
Pfeil 18.8.3 Blockierendes Lesen
Pfeil 18.8.4 Von außen erreichbar sein
Pfeil 18.9 Apache Jakarta Commons HttpClient und Net
Pfeil 18.9.1 Jakarta Commons HttpClient
Pfeil 18.9.2 Jakarta Commons Net
Pfeil 18.10 Arbeitsweise eines Webservers
Pfeil 18.10.1 Das Hypertext Transfer Protocol (HTTP)
Pfeil 18.10.2 Anfragen an den Server
Pfeil 18.10.3 Die Antworten vom Server
Pfeil 18.10.4 Webserver mit com.sun.net.httpserver.HttpServer
Pfeil 18.11 Datagram-Sockets
Pfeil 18.11.1 Die Klasse DatagramSocket
Pfeil 18.11.2 Datagramme und die Klasse DatagramPacket
Pfeil 18.11.3 Auf ein hereinkommendes Paket warten
Pfeil 18.11.4 Ein Paket zum Senden vorbereiten
Pfeil 18.11.5 Methoden der Klasse DatagramPacket
Pfeil 18.11.6 Das Paket senden
Pfeil 18.12 E-Mail
Pfeil 18.12.1 Wie eine E-Mail um die Welt geht
Pfeil 18.12.2 Das Simple Mail Transfer Protocol und RFC 822
Pfeil 18.12.3 POP (Post Office Protocol)
Pfeil 18.12.4 Die JavaMail API
Pfeil 18.12.5 E-Mails mittels POP3 abrufen
Pfeil 18.12.6 E-Mails versenden
Pfeil 18.12.7 Ereignisse und Suchen
Pfeil 18.13 Tiefer liegende Netzwerkeigenschaften
Pfeil 18.13.1 Internet Control Message Protocol (ICMP)
Pfeil 18.13.2 MAC-Adresse
Pfeil 18.14 Zum Weiterlesen


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18.3 Die Klasse URLConnection Zur nächsten ÜberschriftZur vorigen Überschrift

Die Objekte der Klasse URLConnection sind für den Empfang der Inhalte der URL-Objekte verantwortlich. Die Klasse ist abstrakt, und die Unterklassen implementieren die Protokolle, mit denen die Verbindung zum Inhalt aufgebaut wird. Die Unterklassen bedienen sich dabei der Objekte der Klasse URLStreamHandler, mit denen der eigentliche Inhalt ausgelesen wird.


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18.3.1 Methoden und Anwendung von URLConnection Zur nächsten ÜberschriftZur vorigen Überschrift

Die Klasse URLConnection ist ein wenig HTTP-lastig, denn viele Methoden haben nur für URLs auf Webseiten eine Bedeutung. So stellt die Klasse Methoden bereit, um die HTTP-Header zu lesen. Das ist etwas untypisch für andere Protokolle, die vielleicht keine Header setzen. Da eine Datei, die vom Webserver kommt, den Inhalt (engl. content) immer ankündigt, kann die Klasse URLConnection mit einem Content-Handler den Inhalt erkennen.

Zum Datum

Um zu erfahren, wann die Datei auf dem Server gelandet ist, kann getDate() beziehungsweise getLastModified() verwendet werden.

Listing 18.3 com/tutego/insel/net/UrlConnectionHeader.java, main()

URL url = new URL( "http://www.tutego.com/index.html" ); 
URLConnection con = url.openConnection(); 
System.out.println( con ); 
System.out.println( "Date            : " + new Date(con.getDate()) ); 
System.out.println( "Last Modified   : " + new Date(con.getLastModified()) ); 
System.out.println( "Content encoding: " + con.getContentEncoding() ); 
System.out.println( "Content type    : " + con.getContentType() ); 
System.out.println( "Content length  : " + con.getContentLength() );

Die Programmzeilen würden etwa folgende Ausgabe erzeugen:

sun.net.www.protocol.http.HttpURLConnection:http://www.tutego.com/index.html 
Date            : Tue Mar 27 10:02:28 CEST 2007 
Last Modified   : Mon Mar 26 12:01:45 CEST 2007 
Content encoding: null 
Content type    : text/html 
Content length  : 16116

HTTP-Header

Die meisten Header-Attribute verarbeitet getHeaderField(). Die Methode getHeaderFieldInt() ist eine Fassade und ruft Integer.parseInt(getHeaderField(name)) auf. Ebenso wandelt getHeaderFieldDate() mittels getHeaderField() den String zuerst in ein long um und konvertiert ihn anschließend in ein Date-Objekt. Sehen wir uns zwei weitere Methoden an:

Listing 18.4 java/net/URLConnection.java, Ausschnitt

public String getContentType() { 
  return getHeaderField("content-type"); 
} 
public long getLastModified() { 
  return getHeaderFieldDate("last-modified", 0); 
}

Wie nun getHeaderField() wirklich implementiert ist, können wir nicht sehen, da es sich dabei um eine Methode handelt, die von einer Sun-Unterklasse überschrieben wird. Prinzipiell ist die URLConnection-Klasse zwar für alle Protokolle gleichwertig, doch an anderer Stelle wurde schon erwähnt, dass sie eher zu Gunsten von HTTP entscheidet. Deshalb muss ein Rückgabewert von getLastModified() von einer FTP-Verbindung mit Vorsicht genossen werden.

Verbindung nur mit Lesen oder Schreiben

Über eine URLConnection lassen sich Daten lesen und auch schreiben. Standardmäßig ist die Verbindung zur Eingabe bereit, aber zur Ausgabe nicht. Die Zustände ändern die Methoden setDoInput(boolean) und setDoOutput(boolean). Insbesondere wenn der initiierende Client Daten zurücksenden möchte, muss er mit setDoOutput(true) die URLConnection initialisieren.


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18.3.2 Protokoll- und Content-Handler Zur nächsten ÜberschriftZur vorigen Überschrift

Falls ein passender Content-Handler eingetragen ist, bietet getContent() Zugriff auf den Inhalt eines URL-Objekts. Mit einer kleinen Zeile können wir erfragen, welches Handler-Objekt eine URL-Klasse für den Datenstrom einsetzt:

Object o = u.getContent(); 
System.out.println( "Schnapp: Ich habe einen " + o.getClass().getName() );

getContent() erkennt nun am Content-Type oder an den ersten Bytes den Dateitypus. Dann konvertiert ein Content-Handler die Bytes seines Datenstroms in ein Java-Objekt. Der Protokoll-Handler überwacht die Verbindung zum Server und stellt dann die Verbindung zu einem konkreten Content-Handler her, der die Konvertierung in ein Objekt übernimmt.

Eine Zusammenfassung von Content- und Protokoll-Handler:

  • Content-Handler: Durch einen Content-Handler wird die Funktionalität der URL-Klasse erweitert. Es können Quellen verschiedener MIME-Typen durch die Methode getContent() als Objekte zurückgegeben werden. Leider beschreibt die Java-Spezifikation nicht, welche Content-Handler bereitgestellt werden müssen. Für GIFs und JPEGs gibt es Handler, die gleich ImageProducer anlegen.
  • Protokoll-Handler: Auch ein Protokoll-Handler erweitert die Möglichkeiten der URL-Klassen. Das Protokoll ist der erste Teil einer URL und gibt bei Übertragungen wie »http« die Kommunikationsmethode an. Auch hier gibt es keine verbindliche Verpflichtung, diese bei einer JVM auszuliefern. So unterstützt das JDK Protokolle wie »file«, »ftp«, »jar«, »mailto«, doch schon Netscape benutzt andere Implementierungen der Klasse URLConnection. Noch anders sieht es beim Microsoft Internet Explorer aus. Also hilft nur das Selberprogrammieren. [Wer sich mit der Implementierung von Protokoll-Handlern näher auseinandersetzen möchte, der findet unter http://java.sun.com/people/brown/ eine Implementierung vom Finger-Protokoll-Handler.]

abstract class java.net.URLConnection

  • Object getContent() throws IOException, UnknownServiceException
    Liefert den Inhalt, auf den die URL verweist. UnknownServiceException ist eine Unterklasse von IOException, es reicht also ein catch auf IOException aus.

final class java.net.URL 
implements Serializable

  • final Object getContent() throws IOException
    Liefert den Inhalt, auf den die URL verweist. Die Methode ist eine Abkürzung für openConnection().getContent(). Wegen der Umleitung auf das URLConnection-Objekt kann auch hier eine UnknownServiceException auftauchen.

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18.3.3 Im Detail: vom URL zur URLConnection Zur nächsten ÜberschriftZur vorigen Überschrift

Im Konstruktor des URL-Objekts wird festgelegt, um welches Protokoll es sich handelt, etwa um HTTP. Dann wird die statische Funktion getURLStreamHandler(Protokoll) aufgerufen. Sie ist die eigentliche Arbeitsstelle und findet eine entsprechende Klasse, die das Protokoll behandelt. Das funktioniert so: An das Präfix sun.net.www.protocol. wird der Name des Handlers (zum Beispiel ftp, http) und anschließend ein .Handler angehängt. Nun wird über Class.forName(clsName) nachgesehen, ob die Klasse schon im System geladen wurde. Wenn nicht, versucht der Klassenlader, über loadClass(clsName) an die Klasse zu kommen. Falls die Klasse geladen werden konnte, wird sie mit newInstance() initialisiert und als URL-StreamHandler zurückgegeben. Der Konstruktor von URL merkt sich diesen Handler in einer internen Variable handler. Die Methode würde null zurückliefern, falls sie mit dem Protokoll nichts anzufangen weiß – dies bekämen wir zu spüren, denn eine null heißt Malformed-URLException().

openConnection() von URL macht nichts weiter, als vom jeweiligen Handler wiederum openConnection() aufzurufen. Die Handler wissen für ihr Protokoll, wie die Verbindung aufzubauen ist. Denn für Webseiten mit dem HTTP-Protokoll sieht dies anders aus als bei einer Dateiübertragung mit dem FTP-Protokoll.

public URLConnection openConnection() throws java.io.IOException 
{ 
  return handler.openConnection( this ); 
}

Der Handler übernimmt selbst das Öffnen. Zurückgegeben wird ein Objekt vom Typ URLConnection, und wir können damit auf die Referenz lesend (wir holen uns also Informationen beispielsweise von der Webseite) und schreibend (zum Beispiel für eine CGI-Abfrage) reagieren. Die Klasse URLConnection ist selbst abstrakt, und die Unterklassen implementieren ihr eigenes Protokoll.

Es muss betont werden, dass bei der Erzeugung eines URLConnection-Objekts noch keine Verbindung aufgebaut wird. Dies erfolgt mit den Methoden getOutputStream() oder getInputStream(). Der Handler von URLConnection ist vom Typ URLStreamHandler, eine abstrakte Superklasse, die von allen Stream-Protokoll-Handlern implementiert wird. Leider können wir diese Implementierung nicht im Quelltext sehen.


abstract class java.net.URLConnection

  • URLConnection openConnection() throws IOException
    Liefert ein URLConnection-Objekt, das die Verbindung zum entfernten Objekt vertritt. openConnection() wird vom Protokoll-Handler immer dann aufgerufen, wenn eine neue Verbindung geöffnet wird.

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18.3.4 Der Protokoll-Handler für Jar-Dateien Zur nächsten ÜberschriftZur vorigen Überschrift

Wir haben gesehen, dass url.openConnection() den Datenstrom öffnet und einen passenden Protokoll-Behandler sucht. Um die typischen Behandler-Eigenschaften zu nutzen, passen wir den Typ der Rückgabe an, sodass wir zum Beispiel eine URLConnection zu einer HttpURLConnection aufwerten, wenn wir wissen, dass der zu erwartende Behandler eine HTTP-Verbindung übernimmt.

So wie HttpURLConnection das Protokoll HTTP übernimmt, kümmert sich die JarURLConnection um das Protokoll »jar«, das sich auf Java-Archive bezieht. Das Format für die URL beginnt mit dem Namen des Protokolls, dem hinter dem Doppelpunkt die URL folgt. Den Abschluss bildet zwingend die Zeichenfolge »!/«:

Des Weiteren lässt sich im Archiv eine bestimmte Datei auswählen. Die Angabe folgt dann hinter dem Trenner »!/«:

String host = "http://midlet.org/repository/anfy/amark/Amark.jar?md=65"; 
String path = "a/a.class"; 
URL url = new URL( "jar:" + host + "!/" + path );

Nach dem Aufbau des URL-Objekts liefert url.openConnection() das URLConnection-Objekt, das wir aber explizit an JarURLConnection anpassen. Das bietet die Möglichkeit, mit getJarFile() auf das Java-Archiv zuzugreifen:

JarURLConnection conn = (JarURLConnection) url.openConnection(); 
JarFile jarFile = conn.getJarFile();

Das JarFile repräsentiert die Datei mit ihren Dateien, die vom Typ JarEntry sind. Mit der Methode getEntry(String) lässt sich eine bestimmte Datei auswählen. Eine Liste der eingebundenen Dateien liefert entries() über eine Enumeration.

for ( Enumeration it = jarFile.entries(); it.hasMoreElements(); ) 
{ 
  JarEntry entry = ( JarEntry ) it.nextElement(); 
  if ( ! entry.isDirectory() ) 
    System.out.println( entry + ", " + entry.getSize() ); 
}

In unserem Beispiel liefert die Schleife die Ausgabe, die mit

a/a.class, 7504 
b/a.class, 1308 
b/b.class, 3293

beginnt. Während getJarFile() das gesamte Archiv repräsentiert, kann ja in der URL gleich eine ganz konkrete Datei ausgewählt sein. Dann ist JarFile gar nicht nötig, denn das Interesse ist nun bei einer konkreten Datei. Die liefert getJarEntry() auf dem JarURLConnection-Objekt wieder als JarEntry-Objekt.

So viele Methoden bietet JarURLConnection nicht an, doch kann getManifest() (liefert ein Manifest-Objekt) nützlich sein, um an die Beschreibung des Archivs zu gelangen.

Um den Inhalt zu beziehen, vermuten wir bei JarEntry eine Methode, die einen Strom liefert. Dem ist aber nicht so. Stattdessen gibt es eine Methode getInputStream() bei JarFile, die als Parameter den JarEntry erwartet:

JarFile jarFile = conn.getJarFile(); 
ZipEntry entry = jarFile.getEntry( "a/a.class" ); 
InputStream in = new BufferedInputStream( jarFile.getInputStream(entry) );

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18.3.5 Basic Authentication/Proxy-Authentifizierung topZur vorigen Überschrift

URL-Verbindungen können durch die Basic Authentication, also durch ein Passwort, geschützt sein. Anwender bemerken dies, wenn sich ein Eingabedialog öffnet, der die Eingabe eines Namens und eines Passworts erzwingt. Die Webseite http://www.rahul.net/joeuser/ demonstriert diesen Eingabedialog. Erst die Identifizierung mit dem Benutzernamen »joe-user« und dem Passwort »a.b.C.D« zeigt eine Webseite.

Ohne das Login kommt auch ein Java-Programm nicht an die Seite. Daher muss der Java-Client der Authentifizierungsbitte nachkommen und Benutzername sowie Passwort schicken. Glücklicherweise geht das in Java mit der Klasse java.net.Authenticator ganz einfach:

Listing 18.5 com/tutego/insel/net/BasicAuth.java, main()

Authenticator.setDefault( new Authenticator() 
{ 
  @Override protected PasswordAuthentication getPasswordAuthentication() 
  { 
    System.out.printf( "url=%s, host=%s, ip=%s, port=%s%n", 
                       getRequestingURL(), getRequestingHost(), 
                       getRequestingSite(), getRequestingPort() ); 
 
    return new PasswordAuthentication( "joeuser", "a.b.C.D".toCharArray() ); 
  } 
} ); 
 
URL url = new URL( "http://www.rahul.net/joeuser/" ); 
System.out.println( new Scanner( url.openStream() ).useDelimiter( "\\Z" ).next() );

Die Anweisung Authenticator.setDefault() setzt einen neuen Authenticator, den die URL-Klasse immer dann nutzt, wenn eine Verbindung aufgebaut wird. Dann ruft die Java-Bibliothek unsere überschriebene Methode getPasswordAuthentication() auf, in der wir ein PasswordAuthentication-Objekt liefern, welches die Benutzernamen und Passwort kodiert. Da getPasswordAuthentication() eine überschriebene Methode ist, kann sie über diverse getXXX()-Methoden auf Zustände zurückgreifen – die Verbindungsdaten wie Host usw. Diese Daten sind nicht unwichtig, da wir ja beabsichtigen, für unterschiedliche Webseiten unterschiedliche Benutzer und Passwörter verwenden zu können.

Proxy-Authorization

Um nicht nur eine Benutzer-Authentifizierung, sondern auch eine Authentifizierung für den Proxy zu realisieren, gibt es zwei Möglichkeiten. Eine von ihnen wurde schon kurz vorgestellt:

System.setProperty( "http.proxyUserName", proxyUser ); 
System.setProperty( "http.proxyPassword", proxyPass );

Eine andere Variante ist, die Header-Variable »Proxy-Authorization« zu setzen:

URLConnection conn = url.openConnection(); 
String base64 = "Basic " + new sun.misc.BASE64Encoder(). 
                           encode((user + ":" + passwd).getBytes() ); 
conn.setRequestProperty( "Proxy-Authorization", 
  "Basic " + 
  new sun.misc.BASE64Encoder().encode((proxyUser + ":" + proxyPass).getBytes()) ); 
conn.connect(); 
InputStream in = conn.getInputStream();


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