【README】

本文介绍了 URLConnection java类，通过 URLConnection 如何获取网络资源；
本文还梳理了涉及网络编程的java类的进化过程；从 URL -> URLConnection -> HttpURLConnection 或 HttpClient ;
URL与URI的介绍， refer2 java URL和URI_PacosonSWJTU的博客-CSDN博客

1. 按理URL 有获取网络资源的接口（如getContent()， getFile()），为啥还要封装 URLConnection ？ URL 获取资源方法如下：

2. 很显然， URL 只提供了客户端与服务器简单交互的功能，没有提供复杂的交互功能，比如请求头，缓存，字符编码，鉴权，等等，并根据请求头做出不同响应啊等等；所以引入 URLConnection来封装客户端与服务器间的复杂功能；

2.1 URL 与 URLConnection 两者间还有一个重要区别：
- 2.1.1 URL 只能读取网络资源内容（单向），而 URLConnection 提供了不仅从服务器读取数据，还有向服务器写入数据的功能，是双向交互；

3. 小结： URL 和 URLConnection的不同点

URLConnection 提供了对http的首部访问接口；
URLConnection 可以配置发送给服务器的请求参数；
URLConnection除了可以读取数据之外，还可以向服务器写入数据；（数据流是双向）

4. 那为啥还要在 URLConnection的基础上引入 HttpURLConnection ？

abstract public class HttpURLConnection extends URLConnection {

HttpURLConnection 继承了 URLConnection，前者对后者的功能进行了扩展，以提供基于http协议的api，最显著的差别是，提供了获取错误输入流，响应码等方法，这是 URLConnection做不到的（根据下图的方法列表，HttpURLConnection也只是一点点扩展）；

5. 我们再深入一下，既然有了 HttpURLConnection，那为啥 apache 还提供了 HttpClient-http客户端工具包进行网络编程？

在通常状况下，若是只是须要向Web站点的某个简单页面提交请求并获取服务器响应，HttpURLConnection彻底能够胜任。
但访问一些页面需要复制操作如鉴权，这就涉及Session、Cookie的处理了，若是打算使用HttpURLConnection来处理这些细节，固然也是可能实现的，只是处理起来难度就大了。
因此为了简化复杂的http网络编程，apache提供了HttpClient工具包；

补充：第5点并不是说不用 HttpURLConnection，全部用 HttpClient ；

要知道，性能上 HttpURLConnection高于 HttpClient，简单网络请求用 HttpURLConnection更快，复杂请求如保存会话session，cookie，使用缓存等使用 HttpClient；可以理解为 HttpURLConnection 是轻量级网络请求， HttpClient 封装了其他额外的功能，比较重量级

（但是我们写底层框架的时候，一般用的都是 HttpURLConnection，因为它是jdk自带的，HttpClient 需要额外引入apache依赖，不便于后期框架代码维护）；

6. 下面给出使用 URL， URLConnection， HttpURLConnection， HttpClient 读取网络资源的代码示例

6.1 根据 URL 获取资源

// 根据 URL 获取资源@Testpublic void f0 () throws Exception {URL url = new URL("http://www.baidu.com");try (InputStream inputStream = url.openStream()) {BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream, StandardCharsets.UTF_8));String result = "";while((result = bufferedReader.readLine()) != null) {System.out.println(result);}}}

6.2 根据 URLConnection 获取资源

// 根据 URLConnection 获取资源@Testpublic void f1() throws Exception {URL u = new URL("http://www.baidu.com");// 打开连接获取 URLConnection对象URLConnection uc = u.openConnection();uc.setAllowUserInteraction(true);// 读取资源信息System.out.println("过期时间 " + uc.getExpiration());System.out.println("报文长度 " + uc.getContentLength());System.out.println("最后修改时间" + new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss").format(new Date(uc.getLastModified())));// try资源块-自动关闭输入流try (InputStream inputStream = uc.getInputStream()) {BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream, StandardCharsets.UTF_8));// 打印从服务器读取的报文String line = "";while ((line = bufferedReader.readLine()) != null) {System.out.println(line);}}}

6.3 根据 HttpURLConnection 获取资源

// 根据 HttpURLConnection 获取资源@Testpublic void f1_1() throws Exception {URL u = new URL("http://www.baidu.com");// 获取 HttpURLConnection 连接HttpURLConnection httpUc = (HttpURLConnection) u.openConnection();// try资源块-自动关闭输入流try (InputStream inputStream = httpUc.getInputStream()) {BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream, StandardCharsets.UTF_8));// 打印从服务器读取的报文String line = "";while ((line = bufferedReader.readLine()) != null) {System.out.println(line);}}}

6.4 根据 apache HttpClient 获取资源

// 根据 apache HttpClient 获取资源@Testpublic void f1_2()  {//1.获得一个httpclient对象CloseableHttpClient httpclient = HttpClients.createDefault();//2.生成一个get请求HttpGet httpget = new HttpGet("http://www.baidu.com");//3.执行get请求并返回结果try (CloseableHttpResponse response = httpclient.execute(httpget)) {// 判断响应码if (HttpStatus.SC_OK == response.getStatusLine().getStatusCode()) {// 读取报文BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(response.getEntity().getContent(), StandardCharsets.UTF_8));String line = "";while((line = bufferedReader.readLine()) != null) {System.out.println(line);}}} catch (Exception e) {throw new RuntimeException("请求错误");}}

【1】URLConnection 简要介绍

1）URLConnection 是java的协议处理器机制的一部分，这个机制还包括 URLStatementHandler 类；

【1.1】打开 URLConnection

1）打开 URLConnection 与服务器交互步骤

构造 URL 对象；
调用 URL.openConnection() 获取 URLConnection 对象；
配置这个 URLConnection对象；
读取首部字段；（或有）
获取输入流并读取数据调用 URLConnection.getInputStream() ；（或有）
获取输出流并写入数据；（或有）
关闭连接；

// 打开 URLConnection 与服务器交互@Testpublic void f1() throws Exception {URL u = new URL("http://www.baidu.com");// 打开连接获取 URLConnection对象URLConnection uc = u.openConnection();uc.setAllowUserInteraction(true);try (InputStream inputStream = uc.getInputStream()) { // try资源块-自动关闭输入流BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream, StandardCharsets.UTF_8));// 打印从服务器读取的报文String line = "";while((line = bufferedReader.readLine()) != null) {System.out.println(line);}}}

【1.2】URLConnection 读取首部（请求头或响应头）

1）http首部包括所请求网络资源的内容类型，长度，内容编码字符集，日期时间，内容过期时间，内容最后修改时间；

【1.2.0】常用首部包括：

Content-type；内容类型； MIME 内容类型； URLConnection.getContentType()
Content-length；内容字节长度； URLConnection.getContentLength()
Content-encoding，内容编码（非字符编码，字符编码格式在 content-type中的mime类型指定）； URLConnection.getContentEncoding()
Date，内容产生时间； URLConnection.getDate()
Last-modified，最后修改时间，以便于缓存； URLConnection.getLastModified()
Expires，到期时间，以便于缓存； URLConnection.getExpiration()

【1.2.1】 getContentType 返回响应主体的 MIME内容类型（多用途互联网邮件扩展类型）

1）常用的 mime类型包括

text/html
text/plain
image/gif
application/xml
image/jpeg
application/json

2）如果内容类型是某种类型文本，那这个首部可能还包含一个字符集部分来标识文档的字符编码格式，如：

Content-type: text/html; charset=UTF-8 或 Content-type: application/json; charset=UTF-8

【1.2.2】getContentLength 获取响应报文体字节个数

1）getContentLength 返回是 int 类型，最多标识 2gb（2^31=2g=20亿字节）；
2）随着网络发展，实际上很有可能资源大小超过 2gb；在这种情况下 getContentLength 返回-1；

java7 新增了 getContentLengthLong 方法返回类型是long， 2^63 个字节，理论上可以接收 8000PB=800万TB 个字节，足够使用了；

【1.2.3】getContentEncoding() 获取内容编码格式

web上常用的内容编码格式可能是 x-gzip 或 GZipInputStream 直接解码；

【1.2.4】getDate() 指出文档发送给客户端的时间；

【1.2.5】getExpiration() 文档在服务器的过期时间

1）提示客户端应该何时从缓存中删除文档，并从服务器重新下载；
2）如果http首部没有 expiration字段，getExpiration() 返回0，表示文档不会过期，将永远保留在缓存中；

【1.2.6】getLastModified 返回文档的最后修改时间

例子1，读取http常用响应头

// 读取http常用响应头@Testpublic void f0() throws Exception {// 格式化器SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");// 读取 URLConnection 的常用响应头URL url = new URL("http://www.baidu.com");URLConnection urlConnection = url.openConnection();// 读取资源内容类型， mime 类型System.out.println("内容类型 = " + urlConnection.getContentType());// 读取资源内容长度System.out.println("内容长度 = " + urlConnection.getContentLength());// 读取资源内容编码（如gzip，不是字符编码，字符编码在 content-type中的mime类型指定）System.out.println("内容编码 = " + urlConnection.getContentEncoding());// 读取指出文档发送给客户端的时间System.out.println("指出文档发送给客户端的时间 = " + simpleDateFormat.format(urlConnection.getDate()));// 读取文档在服务器的过期时间System.out.println("文档在服务器的过期时间 = " + simpleDateFormat.format(urlConnection.getExpiration()));// 读取 文档的最后修改时间System.out.println("文档的最后修改时间  = " + simpleDateFormat.format(urlConnection.getLastModified ()));}

结果：

内容类型 = text/html
内容长度 = 2381
内容编码 = null
指出文档发送给客户端的时间 = 2021-11-06 12:02:00
文档在服务器的过期时间 = 1970-01-01 08:00:00
文档的最后修改时间 = 1970-01-01 08:00:00

例子2，读取二进制资源文件，如图片（百度上随便搜索一张），mime类型为 image/jpeg ；

@Testpublic void f1() throws Exception {URL url = new URL("https://gimg2.baidu.com/image_search/src=http%3A%2F%2Fbpic.588ku.com%2Felement_origin_min_pic%2F18%2F08%2F24%2F05dbcc82c8d3bd356e57436be0922357.jpg&refer=http%3A%2F%2Fbpic.588ku.com&app=2002&size=f9999,10000&q=a80&n=0&g=0n&fmt=jpeg?sec=1638764377&t=703444b029255bfa2ddba73484dd7c7c");// 打开连接，判断是否为图片格式URLConnection urlConnection = url.openConnection();String contentType = urlConnection.getContentType();
//        long contentLength = urlConnection.getContentLengthLong();int contentLength = urlConnection.getContentLength();System.out.println("文件内容类型=" + contentType + ", 内容长度=" + contentLength);if (!contentType.startsWith("image") || contentLength < 1) {throw new IOException("不是一个图片文件");}// 读取资源try (BufferedInputStream bufferedInputStream = new BufferedInputStream(url.openStream())) {byte[] data = new byte[contentLength];int offset = 0;int byteread = 0;while(offset < contentLength) {if ((byteread = bufferedInputStream.read(data, offset, data.length - offset)) == -1) {break;}offset += byteread;}if (offset != contentLength) {throw new IOException(MessageFormat.format("读取失败， 读了{0}个字节，期望读取{1}个字节", offset, contentLength));}// 写入文件，获取文件名String filename = url.getFile();System.out.println("资源文件名 = " + filename);filename = "temp01." + contentType.split("[\\W+]")[1];// 非词字符正则分割try (FileOutputStream fos = new FileOutputStream("D:/temp/" + filename)) {fos.write(data);fos.flush();}}}

结果：

文件内容类型=image/jpeg, 内容长度=46417

【1.3】获取任意首部

// 获取任意首部@Testpublic void f1() throws Exception {URL url = new URL("https://gimg2.baidu.com/image_search/src=http%3A%2F%2Fbpic.588ku.com%2Felement_origin_min_pic%2F18%2F08%2F24%2F05dbcc82c8d3bd356e57436be0922357.jpg&refer=http%3A%2F%2Fbpic.588ku.com&app=2002&size=f9999,10000&q=a80&n=0&g=0n&fmt=jpeg?sec=1638764377&t=703444b029255bfa2ddba73484dd7c7c");URLConnection urlConnection = url.openConnection();// 获取所有首部（响应头）的键值对Map<String, List<String>> headerFileds = urlConnection.getHeaderFields();Set<Map.Entry<String, List<String>>> entrySet = headerFileds.entrySet();entrySet.forEach(entry -> {String key = entry.getKey();System.out.println("key = " + key + ", 值列表=" + entry.getValue());}); // 获取单个首部System.out.println("获取单个首部");System.out.println("Content-Type = " + urlConnection.getHeaderField("Content-Type"));}

结果：

key = null, 值列表=[HTTP/1.1 200 OK]
key = Server, 值列表=[JSP3/2.0.14]
key = Access-Control-Allow-Origin, 值列表=[*]
key = Ohc-Upstream-Trace, 值列表=[118.112.225.100]
key = Connection, 值列表=[keep-alive]
key = Last-Modified, 值列表=[Thu, 01 Jan 1970 00:00:00 GMT]
key = Ohc-File-Size, 值列表=[46417]
key = Date, 值列表=[Sat, 06 Nov 2021 04:42:29 GMT]
key = Accept-Ranges, 值列表=[bytes]
key = Ohc-Cache-HIT, 值列表=[cd6ct100 [4], bdix100 [4]]
key = Ohc-Response-Time, 值列表=[1 0 0 0 0 0]
key = ETag, 值列表=[927f0861741bd2135df3cbac979cdded]
key = Timing-Allow-Origin, 值列表=[*]
key = Expires, 值列表=[Sat, 04 Dec 2021 06:42:40 GMT]
key = Content-Length, 值列表=[46417]
key = Age, 值列表=[1287]
key = Content-Type, 值列表=[image/jpeg]
获取单个首部
Content-Type = image/jpeg

【2】缓存

【2.1】缓存涉及的 http报文头

1）Expires 报文头指示这个资源可以缓存，期限是指定的时间为止；

2）Cache-control 首部提供了更加细粒度的缓存策略；

Cache-control 会覆盖 Expires ，即优先级前者高于后者；服务器可以在一个首部中发送多个 Cache-control 首部，只要它们没有冲突；

3）Last-modified 指示资源最后一次修改日期。只有当本地缓存的副本早于这个日期，才会到服务器获取资源，否则客户端一直使用本地缓存；

4）Etag首部：资源改变时的唯一标识；当客户端资源副本的Etag 与服务器不同时，才会到服务器获取资源，否则客户端一直使用本地缓存；

5）缓存策略（干货）：

如果本地缓存中有这个资源的一个表示，而且还没有到它的过期时间 Expires，那么可以直接使用这个资源，而无需请求服务器；
如果本地缓存中有这个资源的一个表示，但到了过期时间，在完成 get请求前，可以检查服务器首部的head首部 Etag，查看资源是否已经改变；

6）java自带的web缓存类

默认情况下，java并没有缓存。需要安装URL类使用的系统级缓存，需要有：

ResponseCache的子类；
CacheRequest的子类；
CacheResponse的子类；

【3】配置 URLConnection连接

【3.1】配置属性及其方法

1）URLConnection定义了7个保护字段，定义了客户端如何向服务器发送请求；

1.1）protected URL url，指定这个 URLConnection 连接 URL；初始化一次，不能修改；
1.2）protected boolean connected，是否连接；连接打开，该值为true，连接关闭，该值为false；connect(), getInputStream(), getOutputStream() 都会打开连接； disconnect() 关闭连接；
1.3）protected boolean allowUserInteraction，指示了是否允许用户交互；只能在打开连接前设置，连接后设置抛出异常；
1.4）protected boolean doInput，是否可以从服务器服务器读取资源；补充 URConnection 可以用于读取服务器，写入服务器，或读写服务器；但响应字段要设置为true；
1.5）protected boolean doOutput，是否可以向服务器写入数据； 当为一个 http URL的doOutput设置为 true时，请求方法从 GET 修改为 POST；
1.6）protected boolean ifModifiedSince，设置为true，则客户端请求报文头包括一个首部 If-Modified-Since，值日期时间格式；如果服务器文档在这个时间之后修改，则发送该文档，否则不发送（而发送响应码 304 Not Modified），客户端使用本地缓存； URLConnection的 ifModifiedSince 字段指定了放置在 If-Modified-Since 首部字段中的日期，调用 setIfModifiedSince(long ifModifiedSince毫秒数) 来设置；
1.7）protected boolean useCaches，客户端是否使用本地缓存； URCConnection.setUseCahces(false) 用于禁用本地缓存；

2）URLConnection 连接属性设置例子

 // URCConnection 连接属性设置例子@Testpublic void f3() throws Exception {URL u = new URL("http://www.baidu.com");// 打开连接获取 URLConnection对象URLConnection uc = u.openConnection();uc.setAllowUserInteraction(true); // 允许交互uc.setDoInput(true);  // 可以从服务器读取数据uc.setDoOutput(true); // 可以向服务器写入数据uc.setIfModifiedSince(new Date().getTime()); // 设置资源最后修改时间uc.setUseCaches(false); // 禁用缓存// try资源块-自动关闭输入流try (InputStream inputStream = uc.getInputStream()) {BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream, StandardCharsets.UTF_8));// 打印从服务器读取的报文String line = "";while ((line = bufferedReader.readLine()) != null) {System.out.println(line);}}}

【3.2】超时

setConnectionTimeout(int)，设置连接获取超时时间；
setReadTimeout(int) ，设置读取服务器资源超时时间；

【4】配置客户端请求http首部

【4.1】增加首部字段

1） URLConnection.setRequestProperty(String name, String value) 为http首部增加字段；

其允许一个name，有多个value，多个value通过逗号隔开；该方法只能在打开连接前使用；

【4.2】向服务器写入数据

// 向服务器写入数据@Testpublic void f4() throws Exception {URL u = new URL("http://www.baidu.com");// 打开连接，把请求方法从get变为postURLConnection uc = u.openConnection();uc.setDoOutput(true); // get 变为 postuc.setRequestProperty("cookie", "username=zhangsan; password=123456; session=B2C7E8A1F2F5E8"); // 设置cookie请求头  // 写入数据到servertry(OutputStream outputStream = uc.getOutputStream()) {outputStream.write("四川省成都市高新区".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));}System.out.println("写入数据成功，bingo");}

【5】HttpURLConnection

HttpURLConnection 是抽象类，构造函数是保护类型，所以不能直接创建；

URL.openConnection() 返回的就是一个 HttpURLConnection的一个实例；如下：

URL u = new URL("http://www.baidu.com");
// 获取 HttpURLConnection 连接
HttpURLConnection httpUc = (HttpURLConnection) u.openConnection();

【5.1】请求方法

1）改变请求方法

HttpURLConnection.setRequestMethod() 用于修改请求方法；

2）请求方法包括：

GET，请求资源，但没有请求体；
POST，请求资源，有请求体；
HEAD，告诉服务器只返回http首部，不用实际发送文件；常见用途是检查文件的最后修改时间；
PUT，html编辑器或向上传文件到服务器使用put方法；
DELETE，删除web服务器上的文件；
OPTIONS，询问某个url 支持哪些选项；
TRACE ，trace会发送http报文头，服务器接收这个报文头；可以查看服务器和客户端之间的代理服务器做了哪些修改；

3）restful api中方法类型与业务操作对应关系；

序号	方法类型	业务操作
1	get	查询数据
2	post	新增数据
3	put	修改或更新数据
4	delete	删除数据

【5.2】断开与服务器的连接

调用 HttpURLConnection.disconnect() 方法可以关闭连接，同时关闭流；但关闭流不会关闭连接；

【5.3】处理服务器响应

1）响应报文示例

（注意：响应报文头与响应实体间 有一个空行（作为分隔符），图片中我忘记标识出来了，特此说明）

2）获取响应码和响应报文

// 获取响应码和响应报文@Testpublic void f6() throws Exception {URL u = new URL("http://www.baidu.com");// 打开连接，把请求方法从get变为postHttpURLConnection httpURLConnection = (HttpURLConnection) u.openConnection();System.out.println("响应码  = " + httpURLConnection.getResponseCode());System.out.println("响应消息  = " + httpURLConnection.getResponseMessage());// 获取所有响应头for (int i = 1; ; i++) {String header = httpURLConnection.getHeaderField(i);String key = httpURLConnection.getHeaderFieldKey(i);if (header == null || key == null) break;System.out.println("key=" + key + ", value=" + header);}}

打印结果：

响应码 = 200
响应消息 = OK
key=Content-Length, value=2381
key=Content-Type, value=text/html
key=Server, value=bfe
key=Date, value=Sat, 06 Nov 2021 08:51:40 GMT

3）补充：HttpURLConnection 封装了很多常量响应码

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【README】

【1】URLConnection 简要介绍

【1.1】打开 URLConnection

【1.2】URLConnection 读取首部（请求头或响应头）

【1.2.0】常用首部包括：

【1.2.1】 getContentType 返回响应主体的 MIME内容类型（多用途互联网邮件扩展类型）

【1.2.2】getContentLength 获取响应报文体字节个数

【1.2.3】getContentEncoding() 获取内容编码格式

【1.2.4】getDate() 指出文档发送给客户端的时间；

【1.2.5】getExpiration() 文档在服务器的过期时间

【1.2.6】getLastModified 返回文档的最后修改时间

【1.3】获取任意首部

【2】缓存

【2.1】缓存涉及的 http报文头

【3】配置 URLConnection连接

【3.1】配置属性及其方法

【3.2】超时

【4】配置客户端请求http首部

【4.1】增加首部字段

【4.2】向服务器写入数据

【5】HttpURLConnection

【5.1】请求方法

【5.2】断开与服务器的连接

【5.3】处理服务器响应

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【1.2.0】常用首部包括：

【1.2.1】 getContentType 返回响应主体的 MIME内容类型 （多用途互联网邮件扩展类型）

【1.2.2】getContentLength 获取响应报文体字节个数

【1.2.3】getContentEncoding() 获取内容编码格式

【1.2.4】getDate() 指出文档发送给客户端的时间；

【1.2.5】getExpiration() 文档在服务器的过期时间

【1.2.6】getLastModified 返回文档的最后修改时间

【1.3】获取任意首部

【2】 缓存

【2.1】缓存涉及的 http报文头

【3】配置 URLConnection连接

【3.1】配置属性及其方法

【3.2】超时

【4】配置客户端请求http首部

【4.1】增加首部字段

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【5.2】断开与服务器的连接

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