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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 Die Funktionsbibliothek
10 Threads und nebenläufige Programmierung
11 Raum und Zeit
12 Datenstrukturen und Algorithmen
13 Dateien und Datenströme
14 Die eXtensible Markup Language (XML)
15 Grafische Oberflächen mit Swing
16 Grafikprogrammierung
17 Netzwerkprogrammierung
18 Verteilte Programmierung mit RMI und Web-Services
19 JavaServer Pages und Servlets
20 Applets
21 Midlets und die Java ME
22 Datenbankmanagement mit JDBC
23 Reflection und Annotationen
24 Logging und Monitoring
25 Sicherheitskonzepte
26 Java Native Interface (JNI)
27 Dienstprogramme für die Java-Umgebung
A Die Begleit-DVD
Stichwort
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Java ist auch eine Insel von Christian Ullenboom Programmieren mit der Java Standard Edition Version 6
Java ist auch eine Insel 7., aktualisierte Auflage geb., mit DVD (November 2007) 1.492 S., 49,90 Euro Galileo Computing ISBN 978-3-8362-1146-8 |
| 17 Netzwerkprogrammierung
|  | 17.1 Grundlegende Begriffe
|  |  | 17.1.1 Internet-Standards und RFC
|  | 17.2 URI und URL
|  |  | 17.2.1 URI
|  |  | 17.2.2 Die Klasse URL
|  |  | 17.2.3 Informationen über eine URL
|  |  | 17.2.4 Der Zugriff auf die Daten über die Klasse URL
|  |  | 17.2.5 Verbindungen durch einen Proxy-Server
|  | 17.3 Die Klasse URLConnection
|  |  | 17.3.1 Methoden und Anwendung von URLConnection
|  |  | 17.3.2 Protokoll- und Content-Handler
|  |  | 17.3.3 Im Detail: vom URL zur URLConnection
|  |  | 17.3.4 Der Protokoll-Handler für Jar-Dateien
|  |  | 17.3.5 Passwort-geschützte Seiten mit Basic Authentication/ Proxy-Authentifizierung
|  | 17.4 Mit GET und POST Daten übergeben
|  |  | 17.4.1 Kodieren der Parameter für Serverprogramme
|  |  | 17.4.2 Eine Suchmaschine ansprechen
|  | 17.5 Host- und IP-Adressen
|  |  | 17.5.1 Lebt der Rechner?
|  |  | 17.5.2 Das Netz ist Klasse ...
|  |  | 17.5.3 IP-Adresse des lokalen Hosts
|  | 17.6 NetworkInterface
|  | 17.7 Mit dem Socket zum Server
|  |  | 17.7.1 Das Netzwerk ist der Computer
|  |  | 17.7.2 Sockets
|  |  | 17.7.3 Eine Verbindung zum Server aufbauen
|  |  | 17.7.4 Server unter Spannung: die Ströme
|  |  | 17.7.5 Die Verbindung wieder abbauen
|  |  | 17.7.6 Informationen über den Socket
|  |  | 17.7.7 Reine Verbindungsdaten über SocketAddress
|  | 17.8 Client/Server-Kommunikation
|  |  | 17.8.1 Warten auf Verbindungen
|  |  | 17.8.2 Ein Multiplikationsserver
|  |  | 17.8.3 Blockierendes Lesen
|  |  | 17.8.4 Von außen erreichbar sein
|  | 17.9 Apache Jakarta Commons HttpClient und Net
|  |  | 17.9.1 Jakarta Commons HttpClient
|  |  | 17.9.2 Jakarta Commons Net
|  | 17.10 Arbeitsweise eines Webservers
|  |  | 17.10.1 Das Hypertext Transfer Protocol (HTTP)
|  |  | 17.10.2 Anfragen an den Server
|  |  | 17.10.3 Die Antworten vom Server
|  |  | 17.10.4 Webserver mit com.sun.net.httpserver.HttpServer
|  | 17.11 Datagram-Sockets
|  |  | 17.11.1 Die Klasse DatagramSocket
|  |  | 17.11.2 Datagramme und die Klasse DatagramPacket
|  |  | 17.11.3 Auf ein hereinkommendes Paket warten
|  |  | 17.11.4 Ein Paket zum Senden vorbereiten
|  |  | 17.11.5 Methoden der Klasse DatagramPacket
|  |  | 17.11.6 Das Paket senden
|  | 17.12 E-Mail
|  |  | 17.12.1 Wie eine E-Mail um die Welt geht
|  |  | 17.12.2 Das Simple Mail Transfer Protocol und RFC 822
|  |  | 17.12.3 POP (Post Office Protocol)
|  |  | 17.12.4 Die JavaMail API
|  |  | 17.12.5 E-Mails mittels POP3 abrufen
|  |  | 17.12.6 E-Mails versenden
|  |  | 17.12.7 Ereignisse und Suchen
|  | 17.13 Tiefer liegende Netzwerkeigenschaften
|  |  | 17.13.1 Internet Control Message Protocol (ICMP)
|  |  | 17.13.2 MAC-Adresse
|  | 17.14 Zum Weiterlesen
## 17.2 URI und URL Die URL (Uniform Resource Locator) ist das Adressenformat für eine Ressource im Web. Eine URL ist formal in RFC 1738 beschrieben und stellt so etwas wie einen Dateinamen für das Dateisystem dar. Eine Adresse wie http://www.tutego.com/seminare/ zeigt eine übliche URL für Webadressen. Die Angaben beginnen mit einem Schema (auch Protokoll genannt), es folgen Doppelpunkt und weitere Angaben wie der Servername und ein Pfad auf das Verzeichnis. Das Protokoll bestimmt die Zugriffsart, und das meistverwendete Protokoll ist HTTP (Hypertext Transfer Protocol), mit dem auf Inhalte des Webs zugegriffen wird. ### 17.2.1 URI Eine URL hat immer ein Protokoll und ist die Spezialisierung einer URI (Uniform Resource Identifier). In Java wird ein URI-Objekt durch die Klasse java.net.URI beschrieben. Eine wichtige Aufgabe der Klasse ist die Normalisierung, also das Auflösen von relativen Angaben mit »..«. Hier klicken, um das Bild zu vergrößern ### 17.2.2 Die Klasse URL Um ein URL-Objekt zu erzeugen, ist es am einfachsten, über eine String-Repräsentation der URL-Adresse zu gehen:
    URL url = new URL( "http://www.tutego.com/index.html" );
Die URL-Klasse hat zusätzliche Konstruktoren; diese sind nützlich, wenn Komponenten der Adresse, also Zugriffsart (beispielsweise das HTTP), Host-Name und Dateireferenz, getrennt angegeben sind. Eine Alternative zur oben genannten Form ist:
    URL url = new URL( "http", "www.tutego.com", "index.html" );
Das zweite Argument in diesem Konstruktor ist die Basisadresse der URL, und das dritte Argument ist der Name der Ressource relativ zur Basisadresse. Ist diese Basisadresse null, was möglich ist, dann ist die zweite Angabe absolut zu nehmen. Und ist das zweite Argument in absoluter Notation formuliert, wird alles im ersten String ignoriert. Da eine URL auch einen entfernten Rechner an einem anderen Port ansprechen kann, existiert dafür ebenfalls ein Konstruktor:
    URL url = new URL( "http", "www.tutego.com", 80, "index.html" );
Die URL des Objekts wurde durch eine absolute Adresse erzeugt. Diese enthält dann alle Informationen, die für den Aufbau zum Host nötig sind. Es können jedoch auch URL-Objekte erzeugt werden, wo nur eine relative Angabe bekannt ist. Relative Angaben werden häufig bei HTML-Seiten verwendet, da die Seite so besser vor Verschiebungen geschützt ist. Damit die Erzeugung eines URL-Objekts mit relativer Adressierung gelingt, muss eine Basisadresse bekannt sein. Ein Konstruktor für relative Adressen erwartet diese Basisadresse als Argument.
    URL domainUrl = new URL( "http://www.tutego.com/" );
    URL indexUrl  = new URL( domainUrl, "index.html");
Diese Art und Weise der URL-Objekt-Erzeugung ist besonders praktisch für Referenzen innerhalb von Webseiten (Named Anchors). Besitzt eine Webseite eine Textmarke lang, so kann der URL-Konstruktor für relative URLs so verwendet werden:
    URL url       = new URL( "http://www.tutego.com" );
    URL bottomUrl = new URL( virtuellURL, "faq.html#lang" );
#### Ausnahmen bei der URL-Erzeugung Jeder der Konstruktoren löst eine MalformedURLException aus, wenn das Argument im Konstruktor entweder null ist oder er ein unbekanntes Protokoll (wie in telepatic: \\ulli\brain\java) beschreibt. Somit ist der Code in der Regel von einem Block der folgenden Art umgeben:
    try
    {
      URL myURL = new URL( ... )
    }
    catch ( MalformedURLException e ) {
      // Fehlerbehandlung
    }
Es ist wichtig zu erkennen, dass die Ausnahme nicht erzeugt wird, weil der angesprochene Rechner nicht erreicht werden kann. Nur die Schreibweise der URL ist für die Ausnahme ausschlaggebend. Internet-Verbindungen bauen die Konstruktoren nicht auf. Hier klicken, um das Bild zu vergrößern
    final class java.net.URL
    implements Serializable
URL( String spec ) throws MalformedURLException Erzeugt ein Objekt aus der URL-Zeichenkette. URL( String protocol, String host, int port, String file ) throws MalformedURLException Erzeugt ein URL-Objekt mit dem gegebenen Protokoll, Host-Namen, Port-Nummer und Datei. Ist die Port-Nummer –1, wird der Standardport verwendet; für das WWW ist der Port zum Beispiel 80. URL( String protocol, String host, String file ) throws MalformedURLException Das Gleiche wie URL(protocol, host, –1, file). URL( URL context, String spec ) throws MalformedURLException Erzeugt relativ zur gegebenen URL ein neues URL-Objekt. ### 17.2.3 Informationen über eine URL Ist das URL-Objekt einmal angelegt, lassen sich Attribute des Objekts erfragen, aber nicht mehr ändern. Es gibt zwar Setter-Methoden, doch sind diese protected und somit den Unterklassen vorbehalten. Uns normalen Klassenbenutzern bietet die URL-Klasse nur Methoden zum Zugriff auf Protokoll, Host-Name, Port-Nummer und Dateiname. Es lassen sich jedoch nicht alle URL-Adressen so detailliert aufschlüsseln; außerdem sind manche Zugriffsmethoden nur für HTTP sinnvoll.
    final class java.net.URL
    implements Serializable
String getProtocol() Liefert das Protokoll der URL. String getHost() Liefert den Host-Namen der URL, sofern dies möglich ist. Für das Protokoll »file« ist dies ein leerer String. Im Falle einer IP-Adresse steht die Angabe in [ eckigen Klammern ]. int getPort() Liefert die Port-Nummer. Ist sie nicht gesetzt, liefert getPort() eine –1. String getRef() Gibt den Anker – alles hinter dem # – zurück. Bei »vorne#anker« liefert getRef() den String »anker«. String getPath() Gibt nur den Pfad der URL ohne Anker zurück. String getFile() Gibt den Dateinamen der URL zusammen mit dem Anker zurück. String getQuery() Liefert den Anfragestring, also das, was hinter dem Fragezeichen steht. Das kleine nachfolgende Programm erzeugt ein URL-Objekt für http://www.tutego.com:80/java/faq/index.html#lang?key=val und gibt die ermittelbaren Attribute aus. Listing 17.1 com/tutego/insel/net/ParseURL.java, main()
    URL url = new URL( "http://www.tutego.com:80/java/faq/index.html?key=val#Lang" );

    System.out.println( url.getProtocol() );  // http
    System.out.println( url.getHost() );      // www.tutego.com
    System.out.println( url.getPort() );      // 80
    System.out.println( url.getFile() );      // /java/faq/index.html?key=val
    System.out.println( url.getPath() );      // /java/faq/index.html
    System.out.println( url.getQuery() );     // key=val
    System.out.println( url.getRef() );       // Lang
#### Verweisen zwei URLs auf die gleiche Seite? Die URL-Klasse untersucht mit equals(), ob alle Komponenten der einen URL mit der anderen URL übereinstimmen. Zunächst testet die Methode, ob es sich bei dem zu vergleichenden Objekt um ein Exemplar von URL handelt. Wenn ja, untersucht equals() über sameFile() Protokoll, Host, Port, Datei und dann auch noch, ob die Komponenten Referenzen (Anker) besitzen oder nicht.
    final class java.net.URL
    implements Serializable
boolean sameFile( URL other) Vergleicht zwei URL-Objekte. Die Methode liefert true, wenn beide Objekte auf die gleiche Ressource zeigen. Der Anker der HTML-Dateien ist unwichtig. boolean equals( Object o ) Auch equals() vergleicht intern mit sameFile(), doch zusätzlich auch, ob die beiden Anker gleich sind.
Hinweis Wie schon in Kapitel 6 beschrieben (»Objektgleichheit mit equals() und Identität«), führt equals() eine Namensauflösung durch, wenn das nötig ist. Das Gleiche gilt für hashCode(). Das bedeutet: URL-Objekte in Datenstrukturen wie HashMap zu haben, kann sehr teuer werden. Eine gute Alternative stellen URI-Objekte dar.
### 17.2.4 Der Zugriff auf die Daten über die Klasse URL Um auf die auf dem Webserver gespeicherten Dokumente zuzugreifen, gibt es drei Möglichkeiten: Jedes URL-Objekt besitzt die Methode openStream(), die einen InputStream zum Weiterverarbeiten liefert, so dass wir dort die Daten auslesen können. Die API-Beschreibung erwähnt, dass openStream() eigentlich nur eine Abkürzung für openConnection().getInputStream() ist. openConnection() erzeugt ein URLConnection-Objekt, auf dem getInputStream() den Eingabestrom liefert. Wir können natürlich auch mit openConnection() und dem URLConnection direkt arbeiten. Bei der dritten Möglichkeit ist Handarbeit angesagt, weshalb wir sie im Kapitel über Sockets beschreiben. Dazu brauchen wir aber die URL-Klasse nicht mehr. #### Mit dem Scanner und dem InputStream eine Datei aus dem Netz laden Verweist die URL auf eine Textdatei, dann erweitern wir oft den InputStream zu einem BufferedReader, da dieser eine readLine()-Methode besitzt. Die Scanner-Klasse lässt sich ebenfalls optimal einsetzen, da sie zum einen Zeile für Zeile und zum anderen mit dem passenden Delimiter auch die ganze Eingabe lesen kann. Insofern unterscheidet sich das Lesen einer Datei nicht vom Lesen eines entfernten URL-Objekts. Listing 17.2 com/tutego/insel/net/ReadAllFromUrl.java
    package com.tutego.insel.net;

    import java.io.IOException;
    import java.io.InputStream;
    import java.net.URL;
    import java.util.Scanner;

    class ReadAllFromUrl
    {
      public static void main( String[] args )
      {
        InputStream is = null;

        try
        {
          URL url = new URL( " http://www.tutego.com/aufgaben/bond.txt " );
          is = url.openStream();
          System.out.println( new Scanner( is ).useDelimiter( "\\Z" ).next() );
        }
        catch ( Exception e ) {
          e.printStackTrace();
        }
        finally {
          if ( is != null )
            try { is.close(); } catch ( IOException e ) { }
        }
      }
    }
Wir erzeugen ein URL-Objekt und rufen darauf die openStream()-Methode auf. Diese liefert einen InputStream auf den Dateiinhalt. Sind die Daten gelesen, schließt close() den Datenstrom; close() bezieht sich allerdings nicht auf das URL-Objekt, sondern auf den Datenstrom. Das Beispiel zeigt auch, dass bei openStream() beziehungsweise openConnection() ein try-catch-Block notwendig ist. Denn geht etwas daneben, zum Beispiel, wenn der Dienst nicht verfügbar ist, wird eine IOException ausgelöst:
    try
    {
      URL           url = new URL( "http://www.tutego.com/index.html" );
      URLConnection con = url.openConnection();
    }
    catch ( MalformedURLException e ) {    // new URL() ging daneben
      ...
    }
    catch ( IOException e ) {              // openConnection() schlug fehl
      ...
    }
    final class java.net.URL
    implements Serializable
final InputStream openStream() throws IOException Öffnet eine Verbindung zum Server und liefert einen InputStream zurück. Diese Methode ist eine Abkürzung für openConnection().getInputStream(). 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. Im nächsten Unterkapitel wollen wir uns mit dem URLConnection-Objekt beschäftigen, das die Verbindung über das Netzwerk zum Inhalt aufbaut. ### 17.2.5 Verbindungen durch einen Proxy-Server In vielen größeren Unternehmen bekommt ein einzelner Client keinen direkten Zugriff auf das Internet. Vielmehr laufen die Verbindungen über eine Zwischenstelle, die Proxy genannt wird. Dieser Proxy cacht zum Beispiel Webseiten und erhöht damit die Performance. Gleichzeitig ist ein Proxy Teil einer wichtigen unternehmensweiten Sicherheitsstrategie. Seiten können geloggt und ausgefiltert werden – welcher Chef möchte schon, dass seine Mitarbeiter laufend Firmenkugelschreiber auf Ebay verticken? Java nutzt zur Festlegung der Proxy-Eigenschaften zwei beziehungsweise drei System-Properties, die unter http://tutego.com/go/netproperties genauer beschrieben sind: http.proxyHost. Adresse des Rechners, der als Proxy dient http.proxyPort. Port des Proxy-Rechners Um nun in Applikationen einen Proxy einzusetzen, sind die Eigenschaften zu setzen; eine Möglichkeit besteht über die Kommandozeile mit –D, eine andere über System.setProperty():
    System.setProperty( "proxySet", "true" );
    System.setProperty( "proxyHost", "myProxyHost" );
    System.setProperty( "proxyPort", "myProxyPort" );
Für Applets sind diese Eigenschaften automatisch über die Browser-Einstellungen gesetzt. Wenn der Proxy eine Autorisierung erfordert – das ist häufig dann der Fall, wenn der Client einen Fehler mit 407 (authentication required) bekommt –, muss ihm ein Benutzername und Passwort übermittelt werden. Hier gibt es bedauerlicherweise eine ganze Reihe unterschiedlicher Lösungen, die von den Java-Versionen abhängen. Funktionieren sollte im Allgemeinen:
    System.setProperty( "http.proxyUser",      "myProxyUser" );
    System.setProperty( "http.proxyPassword",  "myProxyPasswort" );
Soll ein sicherer Webserver über eine Proxy-Verbindung kontaktiert werden, lassen sich mit installierter Java Secure Socket Extension (JSSE) https.ProxyHost und https.ProxyPort passend setzen. Im Fall von SOCKS [Mit SOCKS lässt sich eine Proxy-Firewall einrichten, die bei vertrauten SOCKS-Servern eine anonyme Bewegung im Internet erlauben. SOCKS-Dienste erfordern Einstellungen an der Software. ] sind die Eigenschaften socksProxyHost für den Server und socksProxyPort für den Port zu setzen. Letzterer steht standardmäßig auf 1080. ### Ihr Kommentar Wie hat Ihnen das <openbook> gefallen? Wir freuen uns immer über Ihre freundlichen und kritischen Rückmeldungen.
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