com.github.fartherp.framework.ip.IPUtils Maven / Gradle / Ivy
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/*
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*/
package com.github.fartherp.framework.ip;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
import java.io.RandomAccessFile;
import java.io.UnsupportedEncodingException;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.StringTokenizer;
import static com.github.fartherp.framework.ip.Constant.IP_RECORD_LENGTH;
import static com.github.fartherp.framework.ip.Constant.REDIRECT_MODE_1;
import static com.github.fartherp.framework.ip.Constant.REDIRECT_MODE_2;
import static com.github.fartherp.framework.ip.Constant.UNKNOWN_AREA;
import static com.github.fartherp.framework.ip.Constant.UNKNOWN_COUNTRY;
/**
* Created by IntelliJ IDEA.
* Author: CK
* Date: 2016/2/14
*/
public class IPUtils {
// 缓存
private static Map ipCache = new HashMap();
// 随机文件访问类
private static RandomAccessFile ipFile;
// 起始地区的开始和结束的绝对偏移
private static long ipBegin, ipEnd;
/**
* 从ip的字符串形式得到字节数组形式
*
* @param ip 字符串形式的ip
* @return 字节数组形式的ip
*/
public static byte[] getIpByteArrayFromString(String ip) {
try {
StringTokenizer st = new StringTokenizer(ip, ".");
byte[] ret = new byte[4];
ret[0] = (byte) (Integer.parseInt(st.nextToken()) & 0xFF);
ret[1] = (byte) (Integer.parseInt(st.nextToken()) & 0xFF);
ret[2] = (byte) (Integer.parseInt(st.nextToken()) & 0xFF);
ret[3] = (byte) (Integer.parseInt(st.nextToken()) & 0xFF);
return ret;
} catch (Exception e) {
throw new RuntimeException("从ip的字符串形式得到字节数组形式报错", e);
}
}
/**
* 从byte中获取IP字符串
*
* @param ip ip的字节数组形式
* @return 字符串形式的ip
*/
public static String getIpStringFromBytes(byte[] ip) {
StringBuilder sb = new StringBuilder();
sb.append(ip[0] & 0xFF).append('.');
sb.append(ip[1] & 0xFF).append('.');
sb.append(ip[2] & 0xFF).append('.');
sb.append(ip[3] & 0xFF);
return sb.toString();
}
/**
* 根据某种编码方式将字节数组转换成字符串
*
* @param b 字节数组
* @param offset 要转换的起始位置
* @param len 要转换的长度
* @param encoding 编码方式
* @return 如果encoding不支持，返回一个缺省编码的字符串
*/
public static String getString(byte[] b, int offset, int len, String encoding) {
try {
return new String(b, offset, len, encoding);
} catch (UnsupportedEncodingException e) {
return new String(b, offset, len);
}
}
/**
* 得到IPLocation结构
* @param ip IP
* @return IPLocation
*/
public static IPLocation getIPLocation(String ip) {
return new IPLocation(getCountry(ip), getArea(ip));
}
/**
* 根据ip搜索ip信息文件，得到IPLocation结构，所搜索的ip参数从类成员ip中得到
*
* @param ip 要查询的IP
* @return IPLocation结构
*/
private static IPLocation getIPLocation(byte[] ip) {
IPLocation info = null;
long offset = locateIP(ip);
if (offset != -1) {
info = getIPLocation(offset);
}
if (null == info) {
info = new IPLocation();
info.setCountry(UNKNOWN_COUNTRY);
info.setArea(UNKNOWN_AREA);
}
return info;
}
/**
* 给定一个ip国家地区记录的偏移，返回一个IPLocation结构
*
* @param offset 国家记录的起始偏移
* @return IPLocation对象
*/
private static IPLocation getIPLocation(long offset) {
try {
// 跳过4字节ip
ipFile.seek(offset + 4);
IPLocation loc = new IPLocation();
// 读取第一个字节判断是否标志字节
byte b = ipFile.readByte();
if (b == REDIRECT_MODE_1) {
// 读取国家偏移
long countryOffset = readLong3();
// 跳转至偏移处
ipFile.seek(countryOffset);
// 再检查一次标志字节，因为这个时候这个地方仍然可能是个重定向
b = ipFile.readByte();
if (b == REDIRECT_MODE_2) {
loc.setCountry(readString(readLong3()));
ipFile.seek(countryOffset + 4);
} else {
loc.setCountry(readString(countryOffset));
}
// 读取地区标志
loc.setArea(readArea(ipFile.getFilePointer()));
} else if (b == REDIRECT_MODE_2) {
loc.setCountry(readString(readLong3()));
loc.setArea(readArea(offset + 8));
} else {
loc.setCountry(readString(ipFile.getFilePointer() - 1));
loc.setArea(readArea(ipFile.getFilePointer()));
}
return loc;
} catch (IOException e) {
return null;
}
}
/**
* 根据IP得到国家名
*
* @param ip IP的字符串形式
* @return 国家名字符串
*/
public static String getCountry(String ip) {
return getCountry(getIpByteArrayFromString(ip));
}
/**
* 根据IP得到国家名
*
* @param ip ip的字节数组形式
* @return 国家名字符串
*/
public static String getCountry(byte[] ip) {
// 检查ip地址文件是否正常
if (ipFile == null) {
return Constant.BAD_IP_FILE;
}
// 保存ip，转换ip字节数组为字符串形式
String ipStr = getIpStringFromBytes(ip);
// 先检查cache中是否已经包含有这个ip的结果，没有再搜索文件
if (ipCache.containsKey(ipStr)) {
IPLocation ipLoc = ipCache.get(ipStr);
return ipLoc.getCountry();
} else {
IPLocation ipLoc = getIPLocation(ip);
ipCache.put(ipStr, ipLoc);
return ipLoc.getCountry();
}
}
/**
* 根据IP得到地区名
*
* @param ip IP的字符串形式
* @return 地区名字符串
*/
public static String getArea(String ip) {
return getArea(getIpByteArrayFromString(ip));
}
/**
* 根据IP得到地区名
*
* @param ip ip的字节数组形式
* @return 地区名字符串
*/
public static String getArea(byte[] ip) {
// 检查ip地址文件是否正常
if (ipFile == null) {
return Constant.BAD_IP_FILE;
}
// 保存ip，转换ip字节数组为字符串形式
String ipStr = getIpStringFromBytes(ip);
// 先检查cache中是否已经包含有这个ip的结果，没有再搜索文件
if (ipCache.containsKey(ipStr)) {
IPLocation ipLoc = ipCache.get(ipStr);
return ipLoc.getArea();
} else {
IPLocation ipLoc = getIPLocation(ip);
ipCache.put(ipStr, ipLoc);
return ipLoc.getArea();
}
}
/**
* 从offset位置读取4个字节为一个long，因为java为big-endian格式，所以没办法 用了这么一个函数来做转换
*
* @param offset offset
* @return 读取的long值，返回-1表示读取文件失败
*/
private static long readLong4(long offset) {
try {
ipFile.seek(offset);
long ret = 0;
ret |= (ipFile.readByte() & 0xFF);
ret |= ((ipFile.readByte() << 8) & 0xFF00);
ret |= ((ipFile.readByte() << 16) & 0xFF0000);
ret |= ((ipFile.readByte() << 24) & 0xFF000000);
return ret;
} catch (IOException e) {
return -1;
}
}
/**
* 从offset位置读取3个字节为一个long，因为java为big-endian格式，所以没办法 用了这么一个函数来做转换
*
* @param offset 整数的起始偏移
* @return 读取的long值，返回-1表示读取文件失败
*/
private static long readLong3(long offset) {
try {
ipFile.seek(offset);
byte[] b3 = new byte[3];
ipFile.readFully(b3);
long ret = 0;
ret |= (b3[0] & 0xFF);
ret |= ((b3[1] << 8) & 0xFF00);
ret |= ((b3[2] << 16) & 0xFF0000);
return ret;
} catch (IOException e) {
return -1;
}
}
/**
* 从当前位置读取3个字节转换成long
*
* @return 读取的long值，返回-1表示读取文件失败
*/
private static long readLong3() {
try {
byte[] b3 = new byte[3];
ipFile.readFully(b3);
long ret = 0;
ret |= (b3[0] & 0xFF);
ret |= ((b3[1] << 8) & 0xFF00);
ret |= ((b3[2] << 16) & 0xFF0000);
return ret;
} catch (IOException e) {
return -1;
}
}
/**
* 这个方法将根据ip的内容，定位到包含这个ip国家地区的记录处，返回一个绝对偏移 方法使用二分法查找。
*
* @param ip 要查询的IP
* @return 如果找到了，返回结束IP的偏移，如果没有找到，返回-1
*/
private static long locateIP(byte[] ip) {
byte[] b4 = new byte[4];
long m = 0;
int r;
// 比较第一个ip项
readIP(ipBegin, b4);
r = compareIP(ip, b4);
if (r == 0) {
return ipBegin;
} else if (r < 0) {
return -1;
}
// 开始二分搜索
for (long i = ipBegin, j = ipEnd; i < j; ) {
m = getMiddleOffset(i, j);
readIP(m, b4);
r = compareIP(ip, b4);
if (r > 0) {
i = m;
} else if (r < 0) {
if (m == j) {
j -= IP_RECORD_LENGTH;
m = j;
} else {
j = m;
}
} else {
return readLong3(m + 4);
}
}
// 如果循环结束了，那么i和j必定是相等的，这个记录为最可能的记录，但是并非
// 肯定就是，还要检查一下，如果是，就返回结束地址区的绝对偏移
m = readLong3(m + 4);
readIP(m, b4);
r = compareIP(ip, b4);
if (r <= 0) {
return m;
} else {
return -1;
}
}
/**
* 把类成员ip和beginIp比较，注意这个beginIp是big-endian的
*
* @param ip 要查询的IP
* @param beginIp 和被查询IP相比较的IP
* @return 相等返回0，ip大于beginIp则返回1，小于返回-1。
*/
private static int compareIP(byte[] ip, byte[] beginIp) {
for (int i = 0; i < 4; i++) {
int r = compareByte(ip[i], beginIp[i]);
if (r != 0) {
return r;
}
}
return 0;
}
/**
* 把两个byte当作无符号数进行比较
*
* @param b1 byte1
* @param b2 byte2
* @return 若b1大于b2则返回1，相等返回0，小于返回-1
*/
private static int compareByte(byte b1, byte b2) {
if ((b1 & 0xFF) > (b2 & 0xFF)) {
return 1;
} else if ((b1 ^ b2) == 0) {
return 0;
} else {
return -1;
}
}
/**
* 从offset位置读取四个字节的ip地址放入ip数组中，读取后的ip为big-endian格式，但是
* 文件中是little-endian形式，将会进行转换
*
* @param offset offset
* @param ip IP
*/
private static void readIP(long offset, byte[] ip) {
try {
ipFile.seek(offset);
ipFile.readFully(ip);
byte temp = ip[0];
ip[0] = ip[3];
ip[3] = temp;
temp = ip[1];
ip[1] = ip[2];
ip[2] = temp;
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
/**
* 得到begin偏移和end偏移中间位置记录的偏移
*
* @param begin 开始位移
* @param end 结束位移
* @return 记录长度
*/
private static long getMiddleOffset(long begin, long end) {
long records = (end - begin) / IP_RECORD_LENGTH;
records >>= 1;
if (records == 0) {
records = 1;
}
return begin + records * IP_RECORD_LENGTH;
}
/**
* 从offset偏移开始解析后面的字节，读出一个地区名
*
* @param offset 地区记录的起始偏移
* @return 地区名字符串
* @throws IOException
*/
private static String readArea(long offset) throws IOException {
ipFile.seek(offset);
byte b = ipFile.readByte();
if (b == REDIRECT_MODE_1 || b == REDIRECT_MODE_2) {
long areaOffset = readLong3(offset + 1);
if (areaOffset == 0) {
return UNKNOWN_AREA;
} else {
return readString(areaOffset);
}
} else {
return readString(offset);
}
}
/**
* 从offset偏移处读取一个以0结束的字符串
*
* @param offset 字符串起始偏移
* @return 读取的字符串，出错返回空字符串
*/
private static String readString(long offset) throws IOException {
ipFile.seek(offset);
int i = 0;
byte[] buf = new byte[100];
while ((buf[i] = ipFile.readByte()) != 0) {
++i;
if (i >= buf.length) {
byte[] tmp = new byte[i + 100];
System.arraycopy(buf, 0, tmp, 0, i);
buf = tmp;
}
}
if (i != 0) {
return getString(buf, 0, i, Constant.GBK);
}
return Constant.EMPTY;
}
static {
try {
String name = IPUtils.class.getClassLoader().getResource(Constant.IP_FILE_NAME).getFile();
ipFile = new RandomAccessFile(name, "r");
} catch (FileNotFoundException e) {
throw new RuntimeException("ip data file not found!", e);
}
// 如果打开文件成功，读取文件头信息
try {
ipBegin = readLong4(0);
ipEnd = readLong4(4);
if (ipBegin == -1 || ipEnd == -1) {
ipFile.close();
ipFile = null;
}
} catch (IOException e) {
throw new RuntimeException("IP地址信息文件格式有错误，IP显示功能将无法使用", e);
}
}
}
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