【java】java獲取ip地址（讀取QQWry.dat文件形式）

該工具類以讀取本地純真IP地址庫實現，缺點不易更新

IPSeekerUtil.java 工具類

package com.gfan.yyq.yyqs.utils;

import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.io.RandomAccessFile;
import java.io.UnsupportedEncodingException;
import java.nio.ByteOrder;
import java.nio.MappedByteBuffer;
import java.nio.channels.FileChannel;
import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;

import org.apache.commons.logging.Log;
import org.apache.commons.logging.LogFactory;
import org.apache.log4j.Logger;

import com.gfan.yyq.yyqs.service.impl.IpServiceImpl;

/**
 * * 用來讀取QQwry.dat文件，以根據ip獲得好友位置，QQwry.dat的格式是
 * 一. 文件頭，共8字節 
 * 1. 第一個起始IP的絕對偏移， 4字節
 * 2. 最後一個起始IP的絕對偏移， 4字節 
 * 二. "結束地址/國家/區域"記錄區 四字節ip地址後跟的每一條記錄分成兩個部分
 * 1. 國家記錄 
 * 2.地區記錄 但是地區記錄是不一定有的。
 * 三.而且國家記錄和地區記錄都有兩種形式
 * 1. 以0結束的字符串 
 * 2. 4個字節，一個字節可能爲0x1或0x2 
 * a.爲0x1時，表示在絕對偏移後還跟着一個區域的記錄，注意是絕對偏移之後，而不是這四個字節之後 
 * b. 爲0x2時，表示在絕對偏移後沒有區域記錄
 * 不管爲0x1還是0x2，後三個字節都是實際國家名的文件內絕對偏移
 * 如果是地區記錄，0x1和0x2的含義不明，但是如果出現這兩個字節，也肯定是跟着3個字節偏移，如果不是 則爲0結尾字符串
 * 四.起始地址/結束地址偏移"記錄區 
 * 1. 每條記錄7字節，按照起始地址從小到大排列 
 * a. 起始IP地址，4字節 
 * b. 結束ip地址的絕對偏移，3字節
 * 
 * 注意，這個文件裏的ip地址和所有的偏移量均採用little-endian格式，而java是採用 big-endian格式的，要注意轉換
 * 
 */
public class IPSeekerUtil {
	private Log log = LogFactory.getLog(IPSeekerUtil.class);

	private static final int IP_RECORD_LENGTH = 7;
	private static final byte AREA_FOLLOWED = 0x01;
	private static final byte NO_AREA = 0x2;

	private MappedByteBuffer buffer; // 內存映射文件,提高IO 讀取效率

	private HashMap<String, IPLocation> cache = new HashMap<String, IPLocation>(); // 用來做爲cache，查詢一個ip時首先查看cache，以減少不必要的重複查找

	private int ipBegin;
	private int ipEnd;

	@SuppressWarnings("resource")
	public IPSeekerUtil(File file) throws Exception {
		buffer = new RandomAccessFile(file, "r").getChannel().map(
				FileChannel.MapMode.READ_ONLY, 0, file.length());

		if (buffer.order().toString().equals(ByteOrder.BIG_ENDIAN.toString())) {
			buffer.order(ByteOrder.LITTLE_ENDIAN);
		}

		ipBegin = readInt(0);
		ipEnd = readInt(4);

		if (ipBegin == -1 || ipEnd == -1) {
			throw new IOException("IP地址信息文件格式有錯誤，IP顯示功能將無法使用");
		}
		log.debug("使用IP地址庫:" + file.getAbsolutePath());
	}

	/**
	 * 給定一個ip 得到一個 ip地址信息
	 * 
	 * @param ip
	 * @return
	 */
	public String getAddress(String ip) {
		return getCountry(ip) + " " + getArea(ip);
	}

	/**
	 * 根據IP得到國家名
	 * 
	 * @param ip
	 *            IP的字符串形式
	 * @return 國家名字符串
	 */
	public String getCountry(String ip) {
		IPLocation cache = getIpLocation(ip);
		return cache.getCountry();
	}

	/**
	 * 根據IP得到地區名
	 * 
	 * @param ip
	 *            IP的字符串形式
	 * @return 地區名字符串
	 */
	public String getArea(String ip) {
		IPLocation cache = getIpLocation(ip);
		return cache.getArea();
	}

	/**
	 * 獲得一個IP地址信息
	 * 
	 * @param ip
	 * @return
	 */
	public IPLocation getIpLocation(String ip) {
		IPLocation ipLocation = null;
		try {
			if (cache.get(ip) != null) {
				return cache.get(ip);
			}
			ipLocation = getIPLocation(getIpByteArrayFromString(ip));
			if (ipLocation != null) {
				cache.put(ip, ipLocation);
			}
		} catch (Exception e) {
			log.error(e);
		}
		if (ipLocation == null) {
			ipLocation = new IPLocation();
			ipLocation.setCountry("未知國家");
			ipLocation.setArea("未知地區");
		}
		return ipLocation;
	}

	/**
	 * 給定一個地點的不完全名字，得到一系列包含s子串的IP範圍記錄
	 * 
	 * @param s
	 *            地點子串
	 * @return 包含IPEntry類型的List
	 */
	public List<IPEntry> getIPEntries(String s) {
		List<IPEntry> ret = new ArrayList<IPEntry>();
		byte[] b4 = new byte[4];
		int endOffset = ipEnd + 4;
		for (int offset = ipBegin + 4; offset <= endOffset; offset += IP_RECORD_LENGTH) {
			// 讀取結束IP偏移
			int temp = readInt3(offset);
			// 如果temp不等於-1，讀取IP的地點信息
			if (temp != -1) {
				IPLocation loc = getIPLocation(temp);
				// 判斷是否這個地點裏麪包含了s子串，如果包含了，添加這個記錄到List中，如果沒有，繼續
				if (loc.country.indexOf(s) != -1 || loc.area.indexOf(s) != -1) {
					IPEntry entry = new IPEntry();
					entry.country = loc.country;
					entry.area = loc.area;
					// 得到起始IP
					readIP(offset - 4, b4);
					entry.beginIp = getIpStringFromBytes(b4);
					// 得到結束IP
					readIP(temp, b4);
					entry.endIp = getIpStringFromBytes(b4);
					// 添加該記錄
					ret.add(entry);
				}
			}
		}
		return ret;
	}

	/**
	 * 根據ip搜索ip信息文件，得到IPLocation結構，所搜索的ip參數從類成員ip中得到
	 * 
	 * @param ip
	 *            要查詢的IP
	 * @return IPLocation結構
	 */
	private IPLocation getIPLocation(byte[] ip) {
		IPLocation info = null;
		int offset = locateIP(ip);
		if (offset != -1) {
			info = getIPLocation(offset);
		}
		return info;
	}

	// -----------------以下爲內部方法

	/**
	 * 讀取4個字節
	 * 
	 * @param offset
	 * @return
	 */
	private int readInt(int offset) {
		buffer.position(offset);
		return buffer.getInt();
	}

	private int readInt3(int offset) {
		buffer.position(offset);
		return buffer.getInt() & 0x00FFFFFF;
	}

	/**
	 * 從內存映射文件的offset位置得到一個0結尾字符串
	 * 
	 * @param offset
	 * @return
	 */
	private String readString(int offset) {
		try {
			byte[] buf = new byte[100];
			buffer.position(offset);
			int i;
			for (i = 0, buf[i] = buffer.get(); buf[i] != 0; buf[++i] = buffer
					.get()) {
			}
			if (i != 0) {
				return getString(buf, 0, i, "GBK");
			}
		} catch (IllegalArgumentException e) {
			log.error(e);
		}
		return "";
	}

	/**
	 * 從offset位置讀取四個字節的ip地址放入ip數組中，讀取後的ip爲big-endian格式，但是
	 * 文件中是little-endian形式，將會進行轉換
	 * 
	 * @param offset
	 * @param ip
	 */
	private void readIP(int offset, byte[] ip) {
		buffer.position(offset);
		buffer.get(ip);
		byte temp = ip[0];
		ip[0] = ip[3];
		ip[3] = temp;
		temp = ip[1];
		ip[1] = ip[2];
		ip[2] = temp;
	}

	/**
	 * 把類成員ip和beginIp比較，注意這個beginIp是big-endian的
	 * 
	 * @param ip
	 *            要查詢的IP
	 * @param beginIp
	 *            和被查詢IP相比較的IP
	 * @return 相等返回0，ip大於beginIp則返回1，小於返回-1。
	 */
	private 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;
	}

	/**
	 * 把兩個byte當作無符號數進行比較
	 * 
	 * @param b1
	 * @param b2
	 * @return 若b1大於b2則返回1，相等返回0，小於返回-1
	 */
	private int compareByte(byte b1, byte b2) {
		if ((b1 & 0xFF) > (b2 & 0xFF)) // 比較是否大於
		{
			return 1;
		} else if ((b1 ^ b2) == 0)// 判斷是否相等
		{
			return 0;
		} else {
			return -1;
		}
	}

	/**
	 * 這個方法將根據ip的內容，定位到包含這個ip國家地區的記錄處，返回一個絕對偏移 方法使用二分法查找。
	 * 
	 * @param ip
	 *            要查詢的IP
	 * @return 如果找到了，返回結束IP的偏移，如果沒有找到，返回-1
	 */
	private int locateIP(byte[] ip) {
		int m = 0;
		int r;
		byte[] b4 = new byte[4];
		// 比較第一個ip項
		readIP(ipBegin, b4);
		r = compareIP(ip, b4);
		if (r == 0) {
			return ipBegin;
		} else if (r < 0) {
			return -1;
		}
		// 開始二分搜索
		for (int i = ipBegin, j = ipEnd; i < j;) {
			m = getMiddleOffset(i, j);
			readIP(m, b4);
			r = compareIP(ip, b4);
			// log.debug(Utils.getIpStringFromBytes(b));
			if (r > 0) {
				i = m;
			} else if (r < 0) {
				if (m == j) {
					j -= IP_RECORD_LENGTH;
					m = j;
				} else {
					j = m;
				}
			} else {
				return readInt3(m + 4);
			}
		}
		// 如果循環結束了，那麼i和j必定是相等的，這個記錄爲最可能的記錄，但是並非
		// 肯定就是，還要檢查一下，如果是，就返回結束地址區的絕對偏移
		m = readInt3(m + 4);
		readIP(m, b4);
		r = compareIP(ip, b4);
		if (r <= 0) {
			return m;
		} else {
			return -1;
		}
	}

	/**
	 * 得到begin偏移和end偏移中間位置記錄的偏移
	 * 
	 * @param begin
	 * @param end
	 * @return
	 */
	private int getMiddleOffset(int begin, int end) {
		int records = (end - begin) / IP_RECORD_LENGTH;
		records >>= 1;
		if (records == 0) {
			records = 1;
		}
		return begin + records * IP_RECORD_LENGTH;
	}

	/**
	 * @param offset
	 * @return
	 */
	private IPLocation getIPLocation(int offset) {
		IPLocation loc = new IPLocation();
		// 跳過4字節ip
		buffer.position(offset + 4);
		// 讀取第一個字節判斷是否標誌字節
		byte b = buffer.get();
		if (b == AREA_FOLLOWED) {
			// 讀取國家偏移
			int countryOffset = readInt3();
			// 跳轉至偏移處
			buffer.position(countryOffset);
			// 再檢查一次標誌字節，因爲這個時候這個地方仍然可能是個重定向
			b = buffer.get();
			if (b == NO_AREA) {
				loc.country = readString(readInt3());
				buffer.position(countryOffset + 4);
			} else {
				loc.country = readString(countryOffset);
			}
			// 讀取地區標誌
			loc.area = readArea(buffer.position());
		} else if (b == NO_AREA) {
			loc.country = readString(readInt3());
			loc.area = readArea(offset + 8);
		} else {
			loc.country = readString(buffer.position() - 1);
			loc.area = readArea(buffer.position());
		}
		return loc;
	}

	/**
	 * @param offset
	 * @return
	 */
	private String readArea(int offset) {
		buffer.position(offset);
		byte b = buffer.get();
		if (b == 0x01 || b == 0x02) {
			int areaOffset = readInt3();
			if (areaOffset == 0) {
				return "未知地區";
			} else {
				return readString(areaOffset);
			}
		} else {
			return readString(offset);
		}
	}

	/**
	 * 從內存映射文件的當前位置開始的3個字節讀取一個int
	 * 
	 * @return
	 */
	private int readInt3() {
		return buffer.getInt() & 0x00FFFFFF;
	}

	/**
	 * 從ip的字符串形式得到字節數組形式
	 * 
	 * @param ip
	 *            字符串形式的ip
	 * @return 字節數組形式的ip
	 */
	private static byte[] getIpByteArrayFromString(String ip) throws Exception {
		byte[] ret = new byte[4];
		java.util.StringTokenizer st = new java.util.StringTokenizer(ip, ".");
		try {
			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);
		} catch (Exception e) {
			throw e;
		}
		return ret;
	}

	/**
	 * 根據某種編碼方式將字節數組轉換成字符串
	 * 
	 * @param b
	 *            字節數組
	 * @param offset
	 *            要轉換的起始位置
	 * @param len
	 *            要轉換的長度
	 * @param encoding
	 *            編碼方式
	 * @return 如果encoding不支持，返回一個缺省編碼的字符串
	 */
	private 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);
		}
	}

	/**
	 * @param ip
	 *            ip的字節數組形式
	 * @return 字符串形式的ip
	 */
	private static String getIpStringFromBytes(byte[] ip) {
		StringBuffer sb = new StringBuffer();
		sb.append(ip[0] & 0xFF);
		sb.append('.');
		sb.append(ip[1] & 0xFF);
		sb.append('.');
		sb.append(ip[2] & 0xFF);
		sb.append('.');
		sb.append(ip[3] & 0xFF);
		return sb.toString();
	}

	
	public class IPLocation {
		private String country;// 所在國家
		private String area;// 所在地區

		public IPLocation() {
		}

		public IPLocation(String country, String area) {
			this.country = country;
			this.area = area;
		}

		public IPLocation getCopy() {
			return new IPLocation(country, area);
		}

		public String getArea() {
			return " CZ88.NET".equals(area) ? "" : area;
		}

		public void setArea(String area) {
			this.area = area;
		}

		public String getCountry() {
			return " CZ88.NET".equals(country) ? "" : country;
		}

		public void setCountry(String country) {
			this.country = country;
		}
	}

	/**
	 * * 一條IP範圍記錄，不僅包括國家和區域，也包括起始IP和結束IP *
	 * 
	 */
	public class IPEntry {
		public String beginIp;
		public String endIp;
		public String country;
		public String area;

		/**
		 * 構造函數
		 */
		public IPEntry() {
		}

		@Override
		public String toString() {
			return new StringBuilder(this.area).append(";")
					.append(this.country).append(";").append("IP範圍:")
					.append(beginIp).append("-").append(endIp).toString();
		}
	}
	
}

調用

由於讀取本地文件地址庫，所以採用單例模式調用

public class IpServiceImpl implements IIpService {
	private static Logger log = Logger.getLogger(IpServiceImpl.class);
	private static IPSeekerUtil ipSeeker;

	@Override
	public String getIpArea(String ip) {
		if(ipSeeker == null){
			String file = (IPSeekerUtil.class.getResource("/").toString() + "QQWry.dat")
					.substring(6);
			try {
				ipSeeker = new IPSeekerUtil(new File(file));
			} catch (Exception e) {
				log.error("IP地址庫實例化出錯", e);
			}
		}
		return ipSeeker.getAddress(ip);
	}
}