第一部分：HTTP协议基础
理解HTTP协议是网络编程的基石，掌握请求-响应模型、方法、状态码和报文结构
学习目标
掌握HTTP协议基本概念，理解请求/响应结构，熟悉常用HTTP方法和状态码
HTTP请求-响应模型
HTTP协议基于客户端-服务器模型，采用请求-响应工作方式：
客户端发送请求
浏览器或Java程序发送HTTP请求
服务器处理请求
Web服务器接收并处理请求
服务器返回响应
服务器将处理结果封装成HTTP响应
客户端处理响应
客户端接收并处理响应内容
HTTP请求方法
HTTP定义了一组请求方法，表示对资源的操作：
- GET 获取资源（最常用）
- POST 提交数据创建资源
- PUT 更新已有资源
- DELETE 删除资源
- HEAD 获取响应头信息
- OPTIONS 查询服务器支持的方法
HTTP状态码
状态码表示请求的处理结果：
- 1xx 信息响应（继续处理）
- 2xx 成功响应（200 OK）
- 3xx 重定向（301 Moved Permanently）
- 4xx 客户端错误（404 Not Found）
- 5xx 服务器错误（500 Internal Server Error）
HTTP头部字段
HTTP头部传递请求和响应的元数据：
| 头部字段 | 说明 | 示例 |
|---|---|---|
| Host | 请求的目标主机 | Host: www.example.com |
| User-Agent | 客户端信息 | User-Agent: Java/17 |
| Content-Type | 请求/响应体的MIME类型 | Content-Type: application/json |
| Content-Length | 请求/响应体的长度 | Content-Length: 348 |
| Location | 重定向目标URL | Location: /new-page |
第二部分：Java URL类详解
Java的URL类提供了统一资源定位符的高级抽象，便于访问网络资源
学习目标
掌握URL类的使用，能够创建URL对象，解析URL各部分，使用URLConnection访问资源
URL结构解析
URL（Uniform Resource Locator）统一资源定位符的标准格式：
https://
www.example.com:
8080
/path/to/resource?
param1=value1¶m2=value2
#section1
| URL部分 | 说明 | Java获取方法 |
|---|---|---|
| 协议(Scheme) | 访问资源使用的协议 (http, https, ftp等) | url.getProtocol() |
| 主机名(Host) | 资源所在的主机域名或IP地址 | url.getHost() |
| 端口(Port) | 访问端口（默认端口可省略） | url.getPort() |
| 路径(Path) | 资源在服务器上的路径 | url.getPath() |
| 查询参数(Query) | 传递给资源的参数（键值对） | url.getQuery() |
| 锚点(Fragment) | 页面内的锚点位置（不会发送到服务器） | url.getRef() |
创建URL对象
Java中创建URL对象的几种方式：
// 1. 使用完整URL字符串
URL url1 = new URL("https://www.example.com:8080/api/data?category=books");
// 2. 分别指定协议、主机和文件
URL url2 = new URL("https", "www.example.com", "/api/users");
// 3. 指定协议、主机、端口和文件
URL url3 = new URL("https", "www.example.com", 8080, "/api/products");
// 4. 基于上下文创建URL
URL baseUrl = new URL("https://api.example.com/v1/");
URL relativeUrl = new URL(baseUrl, "users/123");
处理MalformedURLException
创建URL对象时可能抛出的异常：
try {
URL url = new URL("htp://example.com"); // 无效协议
} catch (MalformedURLException e) {
System.err.println("URL格式错误: " + e.getMessage());
// 处理无效URL的情况
}
常见错误原因：
- 协议名称拼写错误
- 缺少冒号斜杠(://)
- 无效的端口号
- 包含非法字符
第三部分：URL实战编程
使用URL和URLConnection类访问网络资源
学习目标
掌握使用URLConnection读取网络资源，处理响应头，处理超时和异常
使用URLConnection读取内容
基本步骤：创建URL对象 -> 打开连接 -> 设置参数 -> 读取数据
import java.io.*;
import java.net.*;
public class URLReader {
public static void main(String[] args) {
try {
// 1. 创建URL对象
URL url = new URL("https://jsonplaceholder.typicode.com/posts/1");
// 2. 打开连接
HttpURLConnection connection = (HttpURLConnection) url.openConnection();
// 3. 设置请求方法
connection.setRequestMethod("GET");
// 4. 设置超时时间（单位：毫秒）
connection.setConnectTimeout(5000);
connection.setReadTimeout(5000);
// 5. 添加请求头
connection.setRequestProperty("User-Agent", "Java/17 URLConnection");
connection.setRequestProperty("Accept", "application/json");
// 6. 获取响应状态码
int responseCode = connection.getResponseCode();
System.out.println("响应状态码: " + responseCode);
// 7. 读取响应内容
if (responseCode == HttpURLConnection.HTTP_OK) {
try (BufferedReader reader = new BufferedReader(
new InputStreamReader(connection.getInputStream()))) {
String line;
StringBuilder response = new StringBuilder();
while ((line = reader.readLine()) != null) {
response.append(line);
}
System.out.println("响应内容:");
System.out.println(response.toString());
}
} else {
System.out.println("请求失败: " + responseCode);
}
// 8. 断开连接
connection.disconnect();
} catch (MalformedURLException e) {
System.err.println("URL格式错误: " + e.getMessage());
} catch (IOException e) {
System.err.println("IO错误: " + e.getMessage());
}
}
}
读取响应头信息
获取并遍历响应头信息：
// 获取所有响应头字段
Map> headers = connection.getHeaderFields();
// 遍历并打印所有响应头
System.out.println("响应头信息:");
for (Map.Entry> entry : headers.entrySet()) {
String key = entry.getKey();
for (String value : entry.getValue()) {
if (key != null) {
System.out.println(key + ": " + value);
} else {
// 状态行（HTTP/1.1 200 OK）
System.out.println("Status Line: " + value);
}
}
}
// 获取特定头信息
String contentType = connection.getHeaderField("Content-Type");
String contentLength = connection.getHeaderField("Content-Length");
System.out.println("Content-Type: " + contentType);
System.out.println("Content-Length: " + contentLength);
处理重定向
自动处理HTTP重定向：
// 设置自动重定向（默认true）
connection.setInstanceFollowRedirects(true);
// 手动处理重定向
int status = connection.getResponseCode();
if (status == HttpURLConnection.HTTP_MOVED_PERM
|| status == HttpURLConnection.HTTP_MOVED_TEMP) {
// 获取重定向URL
String newUrl = connection.getHeaderField("Location");
URL redirectedUrl = new URL(newUrl);
// 重新打开连接
connection = (HttpURLConnection) redirectedUrl.openConnection();
}
注意：
1. 默认情况下HttpURLConnection会自动处理重定向
2. 对于POST请求的重定向需要特殊处理
3. 无限重定向可能导致程序陷入循环
第四部分：常见错误与调试
解决URL编程中的常见问题和调试技巧
学习目标
识别并解决常见网络编程错误，掌握调试技巧
常见错误与解决方案
| 错误类型 | 原因 | 解决方案 |
|---|---|---|
| UnknownHostException | 域名无法解析 | 检查域名拼写，网络连接，DNS设置 |
| ConnectException | 无法建立连接 | 检查目标服务是否运行，防火墙设置，端口是否正确 |
| SocketTimeoutException | 连接或读取超时 | 增加超时时间，检查网络状况，优化服务响应 |
| FileNotFoundException | 资源不存在(HTTP 404) | 检查URL路径是否正确，资源是否被移除 |
| SSLHandshakeException | HTTPS证书问题 | 更新证书，添加信任，或使用HTTP |
调试技巧
- 启用详细日志： 使用System.setProperty("javax.net.debug", "all")
- 检查网络连接： 使用ping和telnet测试连通性
- 分析HTTP流量： 使用Wireshark或Fiddler抓包分析
- 打印完整URL： System.out.println(url.toExternalForm())
-
使用代理： 设置代理查看请求详情
// 设置HTTP代理 System.setProperty("http.proxyHost", "proxy.example.com"); System.setProperty("http.proxyPort", "8080");
安全注意事项
重要安全提示
- 避免在URL中传递敏感数据，使用POST请求替代
- 验证重定向URL，防止开放重定向漏洞
- 处理HTTPS连接时，验证服务器证书的有效性
- 限制从不受信任来源获取的URL内容
- 对用户输入的URL进行严格验证和清理
第五部分：总结与练习
巩固知识，通过实践提升技能
学习目标
通过实际练习巩固HTTP协议和URL类的知识
知识总结
- HTTP是基于TCP的应用层协议，使用请求-响应模型
- URL类提供了统一资源定位符的高级抽象
- URLConnection是访问网络资源的核心类
- 必须正确处理异常和资源释放
- 掌握状态码和重定向处理至关重要
- 安全考虑是网络编程的重要部分
动手练习
完成以下练习巩固所学知识：
练习1：URL解析器
编写一个程序，接受URL字符串作为输入，解析并输出：
- 协议
- 主机名
- 端口（如未指定则输出默认端口）
- 路径
- 查询参数
- 锚点
练习2：简单HTTP客户端
创建一个HTTP客户端，能够：
- 发送GET请求获取内容
- 显示响应状态码和头信息
- 将响应内容保存到文件
- 支持设置超时时间
- 处理重定向
练习3：API数据获取
使用JSONPlaceholder API完成以下任务：
- 获取用户ID为1的所有帖子
- 获取帖子ID为1的所有评论
- 创建一篇新帖子并输出服务器响应
- 更新现有帖子的标题
- 删除一篇帖子并检查响应状态码
API地址：https://jsonplaceholder.typicode.com/