基于JavaMail的Web邮件验证系统设计

Data Base Technique •数据库技术Electronic Technology & Software Engineering 电子技术与软件工程• 179【关键词】JavaMail 电子邮件 Web 高并发随着互联网领域各项技术迅速地发展，电子邮箱已经成为现代人常用的一种联系工具，并且涉及的领域也越来越广泛，个人邮箱有时可以看作是一个身份认证的标识，可以用来进行身份确认，以及进行相关的联系活动。

现在有很多WEB 开发都需要JavaMail ，例如，用户注册后，网站发送一封激活邮件进行验证；用户过生日，系统发送生日祝福邮件；将最新活动和优惠以邮件的形式告知会员等等。

这些应用都需要开发人员使用编程发送邮件。

本次设计就是基于JavaMail 实现用户注册时，通过邮件对账户进行认证的完善登陆系统。

通过邮箱激活注册账户，既保证了对相关账户的安全性，也拓展了信息推广的途径，这方式已经成为了很多IT 公司用户注册必经步骤。

整个设计采用B/S 架构，在设计过程中，我们首先搭建并配置邮箱服务器端和邮件客户端，数据库采用MySQL ，在数据库中建立相应数据表，导入相应的JavaMail 的jar 包，在eclipse 平台上引用相应的API ，并考虑到一定的高并发性，采取多线程，用JA V A 语言进行开发邮箱验证功能。

我们在最后的实验结果检测过程中，会检测分析到系统成功实现邮件发送、接收，以及点击链接后的激活功能，本次系统的设计也将对研究人员在用户安全性设计方面有一定的帮助。

1 JavaMail基于JavaMail 的Web 邮件验证系统设计文/卜凡港JavaMail 是由SUN 公司发布，提供给开发者处理电子邮件相关的编程接口。

JavaMail 支持常用的SMTP 、POP3、IMAP 等邮件协议，开发人员使用JavaMail 编写邮件程序时，无需考虑底层的通信细节(Socket)，可以更加有效地实施邮件传输操作，同时JavaMail 所提供的API 也能够支持创建出各种复杂MIME 格式的邮件内容。

JavaMail 的API 结构图如图1所示。

JavaMail API 提供了消息、地址和头文件等基本的邮件系统对象，即使针对不同的邮件协议，不同的厂商，都可以从JavaMail 所提供的一系列接口中找到相应的实现类，从而满足开发者多方面需求。

2 邮件收发协议协议是用来规定双方应该满足什么样的格式，回什么样格式的数据，才可以进行正常通讯的一个规定。

当我们在邮箱服务器上申请空间，进行邮件的传输接收，都是默认了一种通讯协议，以便通讯的正常进行。

如果让JavaMail 与邮件服务器通信，就需要相应的协议支持，该部分称为服务提供者接口，也就是JavaMail 自身需要的协议支持。

2.1 SMTP协议SMTP ，即简单传输协议，它是一组用于由源地址到目的地址传送邮件的规则，控制信件的中转方式，属于TCP/IP 协议簇，帮助每台计算机在发送或中转信件时找到下一个目的地。

通过SMTP 所指定的服务器，可以把E-mail 在较短时间内寄到收件人的服务器上，通常把处理用户SMTP 请求的邮件服务器称为SMTP 服务器，SMTP 服务器则是遵循SMTP 协议的发送邮件服务器，用来发送或中转电子邮件，SMTP 服务器的默认端口号为25。

2.2 POP3协议POP3，即邮局协议版本3，主要用于支持使用客户端远程管理在服务器上的邮件。

如果用户想从邮箱服务器中获得或接受一封电子邮件的话，连上邮件服务器后，也需要遵循一定的通讯格式，而POP3协议就是用来定义这种通讯格式。

通常把处理POP3请求的服务器称为POP3服务器，它的默认端口号为110。

3 邮件验证方案分析移动互联网迅速发展，社交联系得越密图1：邮件收发过程图2：邮件收发过程180 •电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering数据库技术• Data Base Technique切，社交手段越多样化，而电子邮箱也是当今社交重要方式之一，所以JavaMail 在产品开发中必不可少，而了解邮箱收发过程也是很多开发人员容易忽视的一点。

通过对邮件收发过程，邮件验证逻辑，以及并发量的解决方案分析可以使系统设计得更加完善。

3.1 邮箱收发过程分析邮箱收发过程遵循之前所讲解的邮件协议，并根据相应协议所对应的服务器进行通信，具体收发过程如图2所示。

假设现在有两个邮箱，我们想让163邮箱向126邮箱发送一封邮件，让163邮箱账户和密码通过客户端进行链接，客户端可以是网页版或者是软件版，登陆到邮箱服务器上，连接邮箱服务器中的SMTP 服务器上，然后进行写邮件操作，将写好的邮件同，163邮箱的SMTP 服务器连接到126邮箱的SMTP 服务器上，把这封邮件发送到对方邮箱服务器的SMTP 上，于是126邮箱将会把这封邮件存储到其内在的存储空间里面。

收邮件过程，用户通过注册时的用户名和密码，连接到相应邮箱服务器中的POP3服务器上，找到这封邮件，并返回到客户端，用户就能看到对方发送过来的邮件，整个过程反之亦然。

3.2 验证逻辑分析在设计过程中，在数据表中设置state 字段，0为激活，1为非激活状态，当用户第一次注册后，数据表中传入相应字段，state 处于非激活状态，然后发送一封激活邮件到对应的注册邮箱，用户点击邮件中的激活链接后，state 由非激活状态变为激活状态。

如图3所示。

邮件验证的逻辑，相对而言较为简单，在实现注册功能时，服务器产生激活码，并根据开发者的配置，给注册用户发送含有激活码链接的激活邮件，通过点击链接，改变state 的取值从而实现用户激活，但如果遇上系统新开放注册，这将会产生一定量的并发量，若一定时间段内，用户一窝蜂地进行注册操作，将有可能造成SMTP 服务器产生拒绝421等状态，接下来将对并发量的解决方案进行分析。

3.3 并发量分析由于注册功能不会像电商秒杀功能一样，瞬间有上千万甚至上亿的并发量，所以考虑节约资源，且可抗住一定量的并发量，我们可将注册页面放入CDN ，将发送功能采用多线程进行封装，从而达到一定量的抗并发效果。

具体多线程实现逻辑如图4所示。

本次设计采用ThreadPoolExecutor 线程池来实现多线程，并在线程池中设定同时运行的线程数量，线程池维护线程所允许的空闲时间的单位，以及缓冲队列，从而达到对线程池的参数的设置以及优化，在参数设置基础上，多的任务可以进行排队，从而可以实现了多线程的JavaMail 并发。

4 Web邮件系统编码实现本套系统的实现采用的是MVC 框架结构，这是目前相对主流且成熟的框架，我们首先在MySQL 数据库中建立数据库和相应的用户表，配置C3P0数据池链接，导入所需要的Jar 包，根据MVC 结构，依次从实体类，DAO 层，再到业务层，最后编写注册Servlet 和激活Servlet 实现系统设计功能。

4.1 DAO层的实现用户注册，首先调用数据访问层中定义的方法，通过JDBC 将数据存入到数据库用户表中，state 状态为0值，并随机生成一串编码，并通过程序生成含有激活码的字符串链接，然后再给用户发送一封含有该激活码链接的邮件，此时通过DAO 层与数据库的交互，部分代码如下：Connection conn=DBUtil.getConnection();String sql ="insert into user(username,email,password,state,code) values(?,?,?,?,?)";P r e p a r e d S t a t e m e n t p s t m t =c o n n.prepareStatement(sql);pstmt.setString(1, user.getUsername());pstmt.setString(2, user.getEmail());pstmt.setString(3, user.getPassword());pstmt.setInt(4, user.getState());pstmt.setString(5, user.getCode());num=pstmt.executeUpdate();DBUtil.close(conn,pstmt, null);DBUtil 是封装好的数据库连接类，通过编写一条SQL 语句，经预编译进行处理，然后一一对应进行传值，从而实现与数据库的交互。

4.2 业务层的实现根据MVC 结构，我们将业务层首先规定相应方法的接口，再在业务层中定义实现类，通过继承这些接口，实现业务层中定义的相应方法。

在注册功能方面，利用正则表达式验证邮箱是否符合邮箱格式，若符合生成激活码，把相应数据存入到数据库中，保存成功后通过线程方式给用户发送一封邮件，再通过调用DAO 层中激活用户的方法实现激活功能，其中部分代码如下所示：S t r i n g c o d e =C o d e U t i l .generateUniqueCode(); User user=new User(username,email,p assword,0,code);U s e r D a o u s e r D a o =n e wUserDaoImpl();if(userDao.save(user)>0){ n e w T h r e a d (n e w MailUtil(email, code)).start();return true;}在抗并发上，整个事务逻辑是通过调用线程池接口，开启线程，实现用户的注册和激活功能，并在一定程度上，可以抗住一定量的用户注册产生的并发量。

4.3 Servlet的实现本次设计中，为了实现Web 应用程序，不收到CGI 程序性能的限制，我们通过采用JavaServlet 来实现对数据库中的JDBC API 进行访问，本设计涉及到的最主要的两部分Servlet 是实现用户注册Servlet 和激活Servlet ，我们需将其首先继承HttpServlet 类，并复写doGet 和doPost 方法，其中部分代码如下：S t r i n g u s e r N a m e =r e q u e s t .getParameter("username");S t r i n g p a s s w o r d =r e q u e s t .getParameter("password");图3：邮件验证过程图4：多线程执行过程Data Base Technique •数据库技术Electronic Technology & Software Engineering 电子技术与软件工程• 181String email=request.getParameter("email");U s e r S e r v i c e u s e r S e r v i c e =n e w UserServiceImpl();if(userService.doRegister(userName,passwo rd,email)){request.setAttribute("msg","注册成功，请登录邮箱激活账号");}else{ request.setAttribute("msg","注册失败，请检查相关信息");}request.getRequestDispatcher("/result.jsp").forward(request, response);在doPost 方法中接收数据，将数据进行封装，调用业务，实现业务实现类，将用户信息和激活码传递过去，根据激活码查询用户，更改用户状态，将状态0变为1，同时将激活码在相应数据设置为NULL ，然后调用request 的getRequestDispatcher 方法进行页面跳转。