java根据ip定位地理位置

? ? ? ?在项目开发中,我们可能会遇到这样的需求:需要在登录日志或者操作日志中记录客户端ip所在的地理位置。目前根据ip定位地理位置的第三方api有好几个,淘宝、新浪、百度等,这三种其实也有些缺点的:淘宝,开始几次可以成功根据ip获取对应地理位置,但后面就莫名其妙开始不行,直接通过浏览器获取又可以;新浪,之前一直可以,但最*不知道为什么不行了,访问直接报错(可能api修改了或者取消了吧);百度,需要申请百度地图开发者*台的开发者账号,请求时接口中需要加*俣忍峁┑拿卦康刃畔ⅲ沂粤讼拢孟癫荒芏ㄎ还獾膇p。


? ? ? ?所以,试了上面三个之后,决定换一种思路,不请求第三方api,改为直接在本地保存ip地址数据库的形式,于是纯真ip地址数据库成了我最好的选择,安装完成之后只需要用到qqwry.dat文件,并且每周会更新这个文件(点击ip.exe,在弹出的界面中点击“在线升级”即可),下面介绍一下使用的流程(文章末尾附2018.07.20版下载地址):


? ? ? ?首先,将qqwry.dat复制至项目的目录(自己定义),以便在项目中读取这个文件。


? ? ? ?其次,就是核心工作啦,根据ip到qqwry.dat中查找对应的地理位置信息,网上有很多方法,下面给出我找到的:


? ? ? ?IPLocation.java


/**
* 用来封装ip相关信息,目前只有两个字段,ip所在的国家和地区
*
*/
public class IPLocation {

private String country;
private String area;

public IPLocation() {
country = area = "";
}

public IPLocation getCopy() {
IPLocation ret = new IPLocation();
ret.country = country;
ret.area = area;
return ret;
}

public String getCountry() {
return country;
}

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

public String getArea() {
return area;
}

public void setArea(String area) {
//如果为局域网,纯真IP地址库的地区会显示CZ88.NET,这里把它去掉
if(area.trim().equals("CZ88.NET")){
this.area="本机或本网络";
}else{
this.area = area;
}
}

}

? ? ? ?Message.java



public class Message {

public static String bad_ip_file="IP地址库文件错误";
public static String unknown_country="未知国家";
public static String unknown_area="未知地区";

}

? ? ? ?IPSeeker.java


import java.io.File;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
import java.io.RandomAccessFile;
import java.io.UnsupportedEncodingException;
import java.util.StringTokenizer;

import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;

import com.huangbl.test.base.IPLocation;
import com.huangbl.test.base.Message;

public class IPSeeker {

private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(IPSeeker.class);

//纯真IP数据库名
private String IP_FILE = "";
//保存的文件夹
private String INSTALL_DIR = "";

// 一些固定常量,比如记录长度等等
private static final int IP_RECORD_LENGTH = 7;
private static final byte REDIRECT_MODE_1 = 0x01;
private static final byte REDIRECT_MODE_2 = 0x02;

// 随机文件访问类
private RandomAccessFile ipFile;
// 起始地区的开始和结束的绝对偏移
private long ipBegin, ipEnd;
// 为提高效率而采用的临时变量
private IPLocation loc;
private byte[] buf;
private byte[] b4;
private byte[] b3;

public IPSeeker() {
//文件名(qqwry.dat),保存在properties文件中
this.IP_FILE = PropertiesUtil.get("ip_file");
//qqwry.dat所在目录,保存在properties文件中
this.INSTALL_DIR = PropertiesUtil.get("ip_dir");
loc = new IPLocation();
buf = new byte[100];
b4 = new byte[4];
b3 = new byte[3];
try {
ipFile = new RandomAccessFile(IP_FILE, "r");
} catch (FileNotFoundException e) {
// 如果找不到这个文件,再尝试再当前目录下搜索,这次全部改用小写文件名
// 因为有些系统可能区分大小写导致找不到ip地址信息文件
String filename = new File(IP_FILE).getName().toLowerCase();
File[] files = new File(INSTALL_DIR).listFiles();
for(int i = 0; i < files.length; i++) {
if(files[i].isFile()) {
if(files[i].getName().toLowerCase().equals(filename)) {
try {
ipFile = new RandomAccessFile(files[i], "r");
} catch (FileNotFoundException e1) {
logger.error("IP地址信息文件没有找到,IP显示功能将无法使用",e1);
ipFile = null;
}
break;
}
}
}
}
// 如果打开文件成功,读取文件头信息
if(ipFile != null) {
try {
ipBegin = readLong4(0);
ipEnd = readLong4(4);
if(ipBegin == -1 || ipEnd == -1) {
ipFile.close();
ipFile = null;
}
} catch (IOException e) {
logger.error("IP地址信息文件格式有错误,IP显示功能将无法使用",e);
ipFile = null;
}
}
}

public IPLocation getIPLocation(String ip){
IPLocation location = getIPLocation(getIpByteArrayFromString(ip));
return location;
}

/**
* 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 IPLocation getIPLocation(byte[] ip) {
IPLocation info = null;
long offset = locateIP(ip);
if(offset != -1)
info = getIPLocation(offset);
if(info == null) {
info = new IPLocation();
info.setCountry(Message.unknown_country);
info.setArea(Message.unknown_area);
}
return info;
}

/**
* 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
* @return 读取的long值,返回-1表示读取文件失败
*/
private long readLong4(long offset) {
long ret = 0;
try {
ipFile.seek(offset);
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 long readLong3(long offset) {
long ret = 0;
try {
ipFile.seek(offset);
ipFile.readFully(b3);
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 long readLong3() {
long ret = 0;
try {
ipFile.readFully(b3);
ret |= (b3[0] & 0xFF);
ret |= ((b3[1] << 8) & 0xFF00);
ret |= ((b3[2] << 16) & 0xFF0000);
return ret;
} catch (IOException e) {
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
* @param ip
*/
private 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) {
logger.error("",e);
}
}

/**
* 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 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
* @param b2
* @return 若b1大于b2则返回1,相等返回0,小于返回-1
*/
private int compareByte(byte b1, byte b2) {
if((b1 & 0xFF) > (b2 & 0xFF)) { // 比较是否大于
return 1;
} else if((b1 ^ b2) == 0) {// 判断是否相等
return 0;
} else {
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 long locateIP(byte[] ip) {
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);
// 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 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;
}
}

/**
* 得到begin偏移和end偏移中间位置记录的偏移
* @param begin
* @param end
* @return
*/
private 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;
}

/**
* 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 IPLocation getIPLocation(long offset) {
try {
// 跳过4字节ip
ipFile.seek(offset + 4);
// 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;
}
}

/**
* 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 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 Message.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 String readString(long offset) {
try {
ipFile.seek(offset);
int i;
for(i = 0, buf[i] = ipFile.readByte(); buf[i] != 0; buf[++i] = ipFile.readByte()) {};
if(i != 0) {
return getString(buf, 0, i, "GBK");
}
} catch (IOException e) {
logger.error("",e);
}
return "";
}

/**
* 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
*/
private static byte[] getIpByteArrayFromString(String ip) {
byte[] ret = new byte[4];
StringTokenizer st = new 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) {
logger.error("从ip的字符串形式得到字节数组形式报错", e);
}
return ret;
}

/**
* 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
*/
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);
}
}

}

? ? ? ?PropertiesUtil.java



import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.Map;
import java.util.Map.Entry;
import java.util.Properties;
import java.util.Set;

import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;

/**
* 读取properties文件
*/
public class PropertiesUtil {

private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(PropertiesUtil.class);

private static Map map = null;

public static String get(String key){
if(map == null) {
load();
}
return map.get(key);
}

public static Integer getInt(String key){
if(map == null) {
load();
}
String value = map.get(key);
return Integer.parseInt(value);
}

synchronized static private void load(){
logger.info("开始加载properties文件内容......");
map = new HashMap();
Properties props = null;
InputStream in = null;
try {
props = new Properties();
in = PropertiesUtil.class.getClassLoader().getResourceAsStream("project.properties");
//防止properties中的中文读取出来后乱码
props.load(new InputStreamReader(in, "utf-8"));
Set> entries = props.entrySet();
Iterator> it = entries.iterator();
Entry entry = null;
String key = null;
String value = null;
while(it.hasNext()){
entry = it.next();
key = (String)entry.getKey();
value = (String)entry.getValue();
map.put(key, value);
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
logger.error("读取properties文件出现异常......");
} finally {
try {
if(null != in) {
in.close();
}
} catch (Exception e2) {
e2.printStackTrace();
logger.error("properties文件流关闭出现异常......");
}
}
logger.info("properties文件内容加载完成......");
}

}

纯真ip地址数据库V2018.07.20下载地址:https://download.csdn.net/download/genaro26/10561277

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