Java通过SSLEngine与NIO实现HTTPS访问的操作方法
java使用nio进行https协议访问的时候，离不开sslcontext和sslengine两个类。我们只需要在connect操作、connected操作、read和write操作中加入ssl相关的处理即可。
一、连接服务器之前先初始化sslcontext并设置证书相关的操作。
public void connect(string host, int port) {
msslcontext = this.initsslcontext();
super.connect(host, port);
}
在连接服务器前先创建sslcontext对象，并进行证书相关的设置。如果服务器不是使用外部公认的认证机构生成的密钥，可以使用基于公钥ca的方式进行设置证书。如果是公认的认证证书一般只需要加载java keystore即可。
1.1 基于公钥ca
public sslcontext initsslcontext() throws nosuchalgorithmexception{
// 创建生成x509证书的对象
certificatefactory caf = certificatefactory.getinstance("x.509");
// 这里的ca_path是服务器的ca证书，可以通过浏览器保存cer证书（base64和der都可以）
x509certificate ca = (x509certificate)caf.generatecertificate(new fileinputstream(ca_path));
keystore caks = keystore.getinstance("jks");
caks.load(null, null);
// 将上面创建好的证书设置到仓库里面，前面的`baidu-ca`只是一个别名可以任意不要出现重复即可。
caks.setcertificateentry("baidu-ca", ca);
trustmanagerfactory tmf = trustmanagerfactory.getinstance("sunx509");
tmf.init(caks);
// 最后创建sslcontext，将可信任证书列表传入。
sslcontext context = sslcontext.getinstance("tlsv1.2");
context.init(null, tmf.gettrustmanagers(), null);
return context;
}
1.2 加载java keystore
public sslcontext initsslcontext() throws nosuchalgorithmexception{
// 加载java keystore 仓库
keystore caks = keystore.getinstance("jks");
// 把生成好的jks证书加载进来
caks.load(new fileinputstream(ca_path), password.tochararray());
// 把加载好的证书放入信任的列表
trustmanagerfactory tmf = trustmanagerfactory.getinstance("sunx509");
tmf.init(caks);
// 最后创建sslcontext，将可信任证书列表传入。
sslcontext context = sslcontext.getinstance("tlsv1.2");
context.init(null, tmf.gettrustmanagers(), null);
return context;
}
二、连接服务器成功后，需要创建sslengine对象，并进行相关设置与握手处理。
通过第一步生成的sslcontext创建sslsocketfactory并将当前的socketchannel进行绑定（注：很多别人的例子都没有这步操作，如果只存在一个https的连接理论上没有问题，但如果希望同时创建大量的https请求“可能”有问题，因为sslengine内部使用哪个socket进行操作数据是不确定，如果我的理解有误欢迎指正）。
然后调用创建sslengine对象，并初始化操作数据的buffer，然后开始进入握手阶段。（注：这里创建的buffer主要用于将应用层数据加密为网络数据，将网络数据解密为应用层数据使用：“密文与明文”）。
public final void onconnected() {
super.onconnected();
// 设置socket，并创建sslengine，开始握手
sslsocketfactory fx = msslcontext.getsocketfactory();
// 这里将自己的channel传进去
fx.createsocket(msocketchannel.getsocket(), mhost, mport, false);
msslengine = this.initsslengine(msslcontext);
// 初始化使用的buffer
int appbufsize = msslengine.getsession().getapplicationbuffersize();
int netbufsize = msslengine.getsession().getpacketbuffersize();
mappdatabuf = bytebuffer.allocate(appbufsize);
mnetdatabuf = bytebuffer.allocate(netbufsize);
pappdatabuf = bytebuffer.allocate(appbufsize);
pnetdatabuf = bytebuffer.allocate(netbufsize);
// 初始化完成，准备开启握手
msslinitiated = true;
msslengine.beginhandshake();
this.processhandshake(null);
}
三、进行握手操作
下图简单展示了握手流程，由客户端发起，通过一些列的数据交换最终完成握手操作。要成功与服务器建立连接，握手流程是非常重要的环节，幸好ssengine内部已经实现了证书验证、交换等步骤，我们只需要在其上层执行特定的行为（握手状态处理）。
3.1 握手相关状态（来自gethandshakestatus方法）
need_wrap当前握手状态表示需要加密数据，即将要发送的应用层数据加密输出为网络层数据，并执行发送操作。
need_unwrap当前握手状态表示需要对数据进行解密，即将收到的网络层数据解密后成应用层数据。
need_task当前握手状态表示需要执行任务，因为有些操作可能比较耗时，如果不希望造成阻塞流程就需要开启异步任务进行执行。
finished当前握手已完成
not_handshaking表示不需要握手，这个主要是再次连接时，为了加快速度而跳过握手流程。
3.2处理握手的方法
以下代码展示了握手流程中的各种状态的处理，主要的逻辑就是如果需要加密就执行加密操作，如果需要执行解密就执行解密操作（废话@_@!）。
protected void processhandshake(sslengineresult result){
if(this.isclosed() || this.isshutdown()) return;
// 区分是来此wrap unwrap调用，还是其他调用
sslengineresult.handshakestatus status;
if(result != null){
status = result.gethandshakestatus();
}else{
status = msslengine.gethandshakestatus();
}
switch(status)
{
// 需要加密
case need_wrap:
//判断isoutbounddone，当true时，说明已经不需要再处理任何的need_wrap操作了.
// 因为已经显式调用过closeoutbound，且就算执行wrap，
// sslenginereulst.status也一定是closed，没有任何意义
if(msslengine.isoutbounddone()){
// 如果还有数据则发送出去
if(mnetdatabuf.position() > 0) {
mnetdatabuf.flip();
msocketchannel.writeandflush(mnetdatabuf);
}
break;
}
// 执行加密流程
this.processwrapevent();
break;
// 需要解密
case need_unwrap:
//判断inbounddone是否为true, true说明peer端发送了close_notify,
// peer发送了close_notify也可能被unwrap操作捕获到，结果就是返回的closed
if(msslengine.isinbounddone()){
//peer端发送关闭，此时需要判断是否调用closeoutbound
if(msslengine.isoutbounddone()){
return;
}
msslengine.closeoutbound();
}
break;
case need_task:
// 执行异步任务，我这里是同步执行的，可以弄一个异步线程池进行。
runnable task = msslengine.getdelegatedtask();
if(task != null){
task.run();
// executor.execute(task); 这样使用异步也是可以的，
//但是异步就需要对processhandshake的调用做特殊处理，因为异步的，像下面这直接是会导致疯狂调用。
}
this.processhandshake(null); // 继续处理握手
break;
case finished:
// 握手完成
mhandshakecompleted = true;
this.onhandcompleted();
return;
case not_handshaking:
// 不需要握手
if(!mhandshakecompleted)
{
mhandshakecompleted = true;
this.onhandcompleted();
}
return;
}
}
四、数据的发送与接收
握手成功后就可以进行正常的数据发送与接收，但是需要额外在数据发送的时候进行加密操作，数据接收后进行解密操作。
这里需要额外说明一下，在握手期间也是会需要读取数据的，因为服务器发送过来的数据需要我们执行读取并解密操作。而这个操作在一些其他的例子中直接使用了阻塞的读取方式，我这里则是放在onread事件调用后进行处理，这样才符合nio模型。
4.1加密操作(selectionkey.op_write)
protected void processwrapevent(){
if(this.isclosed() || this.isshutdown()) return;
sslengineresult result = msslengine.wrap(mappdatabuf, mnetdatabuf);
// 处理result
if(processsslstatus(result, true)){
mnetdatabuf.flip();
msocketchannel.writeandflush(mnetdatabuf);
// 发完成后清空buffer
mnetdatabuf.clear();
}
mappdatabuf.clear();
// 如果没有握手完成，则继续调用握手处理
if(!mhandshakecompleted)
this.processhandshake(result);
}
4.2 解密操作(selectionkey.op_read)
protected void processunwrapevent(){
if(this.isclosed() || this.isshutdown()) return;
do{
// 执行解密操作
sslengineresult res = msslengine.unwrap(pnetdatabuf, pappdatabuf);
if(!processsslstatus(res, false))
// 这里不需要对`pnetdatabuf`进行处理，因为processsslstatus里面已经做好处理了。
return;
if(res.getstatus() == status.closed)
break;
// 未完成握手时，需要继续调用握手处理
if(!mhandshakecompleted)
this.processhandshake(res);
}while(pnetdatabuf.hasremaining());
// 数据都解密完了，这个就可以清空了。
if(!pnetdatabuf.hasremaining())
pnetdatabuf.clear();
}
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