11.12 E-Mail *

E-Mail ist heute ein wichtiger Teil der modernen Kommunikation. Die Vorteile bei der Technik sind vielfältig: Das Medium ist schnell, die Nachrichtenübertragung erfolgt asynchron, und die Informationen können direkt weiterverarbeitet werden – ein Vorteil, der bei herkömmlichen Briefen nicht gegeben ist.

11.12.1 Wie eine E-Mail um die Welt geht

In einem E-Mail-System kommen mehrere Komponenten vor, die kurz benannt werden sollen:

• User: der Benutzer des Mail-Systems, der Nachrichten verschickt oder empfängt
• Mail User Agent (MUA): die Schnittstelle zwischen dem Benutzer und dem Mail-System
• Message Store (MS): Dient dem Mail User Agent zum Ablegen der Nachrichten.
• Message Transfer Agent (MTA): Diese Komponente des Message Transfer Systems ist für die eigentliche Nachrichtenübermittlung verantwortlich.
• Message Transfer System (MTS): die Gesamtheit der Message Transfer Agents und ihrer Verbindungen

Die Nachrichtenübermittlung läuft also über diese Komponenten, wobei der Benutzer über seinen Mail User Agent (MUA) die Nachricht erstellt. Anschließend wird diese Nachricht vom MUA an den Message Transfer Agent (MTA) übergeben. Nun ist es Aufgabe dieser Agenten, die Botschaft entweder direkt (der Empfänger ist im gleichen Netzwerk wie der Sender) oder über Store-and-Forward zu übermitteln. Danach ist der Sender aus dem Spiel, und der Empfänger nimmt die E-Mail entgegen. Der Abrufer holt sie mit dem MUA vom Ziel-MTA.

11.12.2 Das Simple Mail Transfer Protocol und RFC 822

Für die Übertragung von E-Mail hat sich auf breiter Basis das Simple Mail Transfer Protocol (kurz SMTP) etabliert. X.400 war durch die Standardisierung zwar auf einem guten Weg, ist aber dann stecken geblieben. SMTP ist ein Versende-Protokoll, das in RFC 2821 beschrieben ist. Zusammen mit dem RFC 822 (Standard for the Format of ARPA Internet Text Messages), das den Austausch textbasierter Nachrichten im Internet beschreibt, bildet es das Gerüst des Mail-Systems. Über RFC 822 wird nur der Aufbau der Nachrichten beschrieben – es ist kein Protokoll –, und in RFC 2821 wird das Protokoll zum Verschicken und Übertragen der Nachrichten von einem Rechner zum anderen beschrieben. Beide Systeme sind schon recht alt, das Simple Mail Transfer Protocol stammt ebenso wie der Standard für die ARPA-Internet-Text-Nachrichten aus dem Jahre 1982. Was früher noch durchging, wird heute immer mehr zum Hindernis, da die (böse) kommerzielle Welt ganz andere Weichen stellt.

Multipurpose Internet Mail Extensions (MIME)

In den Anfängen des Internets bestand eine E-Mail meistens aus lesbaren englischen Textnachrichten. Wenn denn einmal binäre Dateien verschickt werden sollten, musste der Benutzer sie unter Unix mit einem UUencode in 7-Bit-ASCII umwandeln, um sie anschließend zu verschicken. Der Standard des RFC 822 kann viele der heute anzutreffenden Daten nicht kodieren:

• Binärdaten (zum Beispiel Audiodaten, Bilder, Video, Datenbanken)
• Nachrichten in Sprachen mit Umlauten und Akzenten (Deutsch, Französisch)
• Nachrichten in nichtlateinischen Schriften (Hebräisch, Russisch) oder sogar Sprachen ohne klassisches Alphabet (Chinesisch, Japanisch)

Um Abhilfe zu schaffen, wurde MIME in RFC 1341 und RFC 1521 vorgeschlagen. Um ASCII-fremde Nachrichten zu kodieren, werden fünf Nachrichten-Header definiert und die Binärdateien nach Base64-Encoding umgesetzt. Für Nachrichten, die fast nur aus ASCII-Zeichen bestehen, wäre dies aber zu großer Overhead, sodass Quoted Printing Encoding eingesetzt wird. Dies definiert lediglich alle Zeichen über 127 durch zwei hexadezimale Zeichen. Dieses Kodierungsverfahren entdecken wir oft in URLs, die von Formularen erzeugt werden, etwa http://www.google.de/search?q=r%FCssel.

11.12.3 POP (Post Office Protocol)

Die Idee eines E-Mail-Programms ist einfach: Zunächst muss eine Verbindung zum richtigen E-Mail-Server stehen, und anschließend lässt sich die Kommunikation mit einigen Kommandos regeln. Mit dieser Technik ist es dann möglich, eine Mail zu empfangen und zu senden. Nun besteht das E-Mail-System aber aus zwei Teilen: zum einen aus dem Empfänger und zum anderen aus dem Sender. Die empfangende Seite setzt auf das POP3-Protokoll, die sendende auf SMTP. Der POP3-Server sitzt auf der Empfängerseite und stellt die Infrastruktur bereit, damit die E-Mail eingesehen werden kann. Beide Systeme arbeiten also Hand in Hand. Wird mittels SMTP-Server eine E-Mail versendet, so kann sie durch den POP3-Server abgerufen werden. Alternativ lässt sich für beide Seiten auch das IMAP-Protokoll einsetzen.

11.12.4 Die JavaMail API

Nachdem wir alles eher theoretisch betrachtet haben, wollen wir eine E-Mail-Utility-Klasse MailUtils entwickeln, um E-Mails abzurufen, zu verschicken und auch E-Mails mit Anhang zu versenden. Die Beispiele nutzen die JavaMail API, eine standardisierte API zur Kommunikation mit dem Mail-Server. Von der JavaMail API gibt es unterschiedliche Implementierungen, und wer im Java EE-Umfeld unterwegs ist, muss sich um eine Implementierung der API auch nicht kümmern, denn JavaMail ist Teil vom Java EE-Standard und somit Teil jedes Java EE-Applikationsservers. Als Entwickler von Java SE-Anwendungen müssen wir uns um eine Implementierung bemühen und können zur Referenzimplementierung von Oracle greifen. Von der Webseite http://www.oracle.com/technetwork/java/javamail/index.html ist ein Zip-Archiv, etwa javamail1_4_4.zip, herunterzuladen, auszupacken, und das enthaltende Java-Archiv mail.jar im Klassenpfad aufzunehmen. Zudem muss bis Java 6 das Archiv activation.jar für das JavaBeans Activation Framework ebenfalls mit in den Klassenpfad aufgenommen werden. Dann ist die Vorbereitung getroffen.

Session, die Verbindung

Um eine E-Mail mit JavaMail zu verwenden, sind nicht viele Klassen zu verstehen: Session steht für eine Verbindung mit dem Mail-Server, dann unterscheidet es sich je nach Sender und Empfänger. Gemeinsam ist beiden Teilen, dass die Verbindung je nach Provider unterschiedlich konfiguriert werden muss. Dazu stellt die Session-Klasse eine getInstance()-Methode bereit, der ein Properties-Objekt mit Informationen über Host, Benutzername usw. übergeben werden kann. Eine andere Variante ist, über das connect() der Typen Store (Nachrichtenspeicher) und Transport (Sender) die Verbindungsdaten mitzugeben. Die Schlüssel für das Properties-Objekt sind standardisiert und unter http://javamail.kenai.com/nonav/javadocs/com/sun/mail/pop3/package-summary.html dokumentiert.

Für unser Beispiel soll auf Google Mail zugegriffen werden. Dazu sind ganz bestimmte Properties zu setzen – für das Empfangen andere als für das Senden. Kommen wir zum ersten Teil unser Mail-Helferklasse:

Listing 11.22: com/tutego/insel/mail/MailUtils.java, Teil 1

package com.tutego.insel.mail;

import java.io.*;
import java.util.*;
import javax.activation.*;
import javax.mail.*;
import javax.mail.internet.*;

public class MailUtila
{
  private MailUtils() {}

  public static Session getGMailSession( String user, String pass )
  {
    final Properties props = new Properties();

    // Zum Empfangen
    props.setProperty( "mail.pop3.host", "pop.gmail.com" );
    props.setProperty( "mail.pop3.user", user );
    props.setProperty( "mail.pop3.password", pass );
    props.setProperty( "mail.pop3.port", "995" );
    props.setProperty( "mail.pop3.auth", "true" );
    props.setProperty( "mail.pop3.socketFactory.class",
                       "javax.net.ssl.SSLSocketFactory" );

    // Zum Senden
    props.setProperty( "mail.smtp.host", "smtp.gmail.com" );
    props.setProperty( "mail.smtp.auth", "true" );
    props.setProperty( "mail.smtp.port", "465" );
    props.setProperty( "mail.smtp.socketFactory.port", "465" );
    props.setProperty( "mail.smtp.socketFactory.class",
                       "javax.net.ssl.SSLSocketFactory" );
    props.setProperty( "mail.smtp.socketFactory.fallback", "false" );

    return Session.getInstance( props, new javax.mail.Authenticator() {
      @Override protected PasswordAuthentication getPasswordAuthentication() {
        return new PasswordAuthentication( props.getProperty( "mail.pop3.user" ),
                                           props.getProperty( "mail.pop3.password" ) );
      }
    } );
//    session.setDebug( true );
  }
  // ...
}

Bei Google Mail gibt es eine weitere Spezialität, dass ein Mail-Authenticator genutzt werden muss; er liefert beim Authentifizierungsprozess den Benutzernamen und das Passwort. Bei anderen Mail-Servern ist das nicht unbedingt erforderlich, es kommt darauf an, wie die Mail-Server die Authentifizierung vornehmen.

11.12.5 E-Mails mittels POP3 abrufen

Steht die Verbindung zum Server, kann der Client eine Mailbox öffnen. Wir deklarieren dazu eine openPop3InboxReadOnly()- und eine closeInbox()-Methode.

Listing 11.23: com/tutego/insel/mail/MailUtils.java, Teil 2

public static Folder openPop3InboxReadOnly( Session session )
  throws MessagingException
{
  Store store = session.getStore( "pop3" );
  store.connect();

  Folder folder = store.getFolder( "INBOX" );
  folder.open( Folder.READ_ONLY );

  return folder;
}
public static void closeInbox( Folder folder ) throws MessagingException
{
  folder.close( false );
  folder.getStore().close();
}

Die Rückgabe von openPop3InboxRealOnly() ist ein Folder-Objekt, und mit diesem lassen sich letztendlich die E-Mails abrufen:

Listing 11.24: com/tutego/insel/mail/MailUtils.java, Teil 3

public static void printAllTextPlainMessages( Folder folder )
  throws MessagingException, IOException
{
  for ( Message m : folder.getMessages() )
  {
    System.out.println( "\nNachricht:" );
    System.out.println( "Von: " + Arrays.toString(m.getFrom()) );
    System.out.println( "Betreff: " + m.getSubject() );
    System.out.println( "Gesendet am: " + m.getSentDate() );
    System.out.println( "Content-Type: " +
                        new ContentType( m.getContentType() ) );

    if ( m.isMimeType( "text/plain" ) )
   System.out.println( m.getContent() );
  }
}

Die Implementierung holt sich mit getContent() den kompletten Inhalt, aber natürlich lässt sich der auch über einen Eingabestrom holen.

Im Folgenden sehen Sie ein kleines Demoprogramm dazu, das erst eine Verbindung mit dem Google Mail-Server herstellt, dann den INPUT-Ordner öffnet und alle E-Mails abläuft. Die Nachrichten werden nicht vom Server gelöscht.

Listing 11.25: com/tutego/insel/mail/PrintAllMailsWithMailUtils.java, main()

Session session = MailUtils.getGMailSession(
                    JOptionPane.showInputDialog( "user" ),
                    JOptionPane.showInputDialog( "pass" ) );
Folder inbox = MailUtils.openPop3InboxReadOnly( session );
MailUtils.printAllTextPlainMessages( inbox );
MailUtils.closeInbox( inbox );

Das Programm öffnet zwei Dialoge: einen für den Benutzernamen und einen für das Passwort. Es ist jedem selbst überlassen, hier feste Strings einzukodieren.

Nachricht löschen

Um eine Nachricht vom Server zu löschen, darf der Ordner nicht mit READ_ONLY geöffnet werden, sondern mit Folder.READ_WRITE. Anschließend lässt sich einer Nachricht, die durch ein Message-Objekt repräsentiert wird, mit setFlag() ein Lösch-Hinweis geben:

message.setFlag( Flags.Flag.DELETED, true );

Die Daten werden jedoch nur dann vom Server gelöscht, wenn zum Schluss folder.close(true) aufgerufen wird. Ohne den Aufruf von close() mit dem Argument true bleiben die Nachrichten erhalten.

11.12.6 Multipart-Nachrichten verarbeiten

Ist die Nachricht eine Multipart-Nachricht, besteht sie aus mehreren Teilen und nicht nur einem. Technisch gesehen wird eine Multipart-Nachricht in einem speziellen MIME-Typ kodiert – neben den klassischen MIME-Typen »text/html«, »application«, »audio«, »image«, »video« ist der Typ dann »multipart« und zeigt an, dass eine E-Mail aus mehreren Teilen besteht. Alle diese Teile können wiederum selbst unterschiedliche MIME-Typen besitzen.

Für Multipart-Nachrichten bietet die JavaMail API die Klasse (Mime)Multipart an. Ist die Aussage isMimeType("multipart/*") für eine Nachricht wahr, lässt sich über die Teile iterieren und sie behandeln. Wir erweitern unsere Utility-Klasse um eine neue Methode, die sich nur die Nachrichten anschaut, die vom MIME-Typ multipart sind, und auch dann nur XML-Anhänge ausgibt, aber alle anderen Typen kommentiert.

Listing 11.26: com/tutego/insel/mail/MailUtils.java, Teil 4

public static void printAllMultipartMessages( Folder folder )
  throws MessagingException, IOException
{
  for ( Message m : folder.getMessages() )
  {
    if ( m.isMimeType( "text/plain" ) )
      System.out.println( "Nachricht ist text/plain" );
    else if ( m.isMimeType( "multipart/*" ) )
    {
      System.out.println( "Verarbeite multipart/* Nachricht" );
      Multipart mp = (Multipart) m.getContent();

    // Der erste Part ist immer die Hauptnachricht
    if ( mp.getCount() > 1 )
    {
      Part part = mp.getBodyPart( 0 );
      System.out.println( part.getContent() );
    }

    // Laufe über alle Teile (Anhänge)
    for ( int j = 1; j < mp.getCount(); j++ )
    {
      Part part = mp.getBodyPart( j );
      String disp = part.getDisposition();
      if ( disp == null || disp.equalsIgnoreCase( Part.ATTACHMENT ) )
      {
        MimeBodyPart mimePart = (MimeBodyPart) part;

        // Gib MIME-Typ jedes Anhangs aus; im Fall von XML die Nachricht
        System.out.println( "MIME-Typ ist " + mimePart.getContentType() );
        if ( mimePart.isMimeType( "text/xml" ) )
          System.out.println( mimePart.getContent() );
      }
    }
    System.out.println( "Verarbeitung abgeschlossen" );
  }
}

Die erste Nachricht im Bündel ist immer die Hauptnachricht, alles andere sind Anhänge. Ausgaben könnten so aussehen:

Nachricht ist text/plain
Nachricht ist text/plain
Verarbeite multipart/* Nachricht
Hallo Peter, alles klar?
MIME-Typ ist application/msword; name=word1.doc
MIME-Typ ist application/msword; name=word2.doc
MIME-Typ ist text/xml; name="Nett.xml"
<?xml version="1.0" encoding="windows-1252"?>
<nett/>
MIME-Typ ist text/xml; name=Toll.xml
<toll/>
Verarbeitung abgeschlossen
Nachricht ist text/plain
Nachricht ist text/plain
Verarbeite multipart/* Nachricht
Gute Nacht!
MIME-Typ ist application/pdf; name=gute-nacht.pdf
Verarbeitung abgeschlossen

11.12.7 E-Mails versenden

Um eine E-Mail mit JavaMail zu versenden, sind nicht viele Klassen zu verstehen: Session steht für eine Verbindung mit dem Mail-Server, Message (bzw. MimeMessage) für die zu versendende Nachricht, und Address repräsentiert einen Sender und die Empfänger. Die Klasse Transport ist für den Versand zuständig. Das erweitert unsere Utility-Klasse um eine Methode postMail():

Listing 11.27: com/tutego/insel/mail/MailUtils.java, Teil 5

public static void postMail( Session session, String recipient,
                             String subject, String message )
  throws MessagingException
{
  Message msg = new MimeMessage( session );

  InternetAddress addressTo = new InternetAddress( recipient );
  msg.setRecipient( Message.RecipientType.TO, addressTo );

  msg.setSubject( subject );
  msg.setContent( message, "text/plain" );
  Transport.send( msg );
}

Und einem dazugehörigen Demoprogramm:

Listing 11.28: com/tutego/insel/mail/SendMailWithMailUtils.java, main()

Session session = MailUtils.getGMailSession(
                              JOptionPane.showInputDialog( "user" ),
                              JOptionPane.showInputDialog( "pass" ) );
MailUtils.postMail( session, "a@b.c",
                    "Kurze Info", "Hab's verstanden!" );

MimeMultipart-Nachrichten schicken

Ein Objekt vom Typ (Mime)Multipart ist eine Containerklasse, der mit addBodyPart() diverse (Mime)BodyPart-Objekte hinzugefügt werden können. Zum Schluss – wenn die Körper aufgebaut sind – setzt auf dem Message-Objekt setContent() nun nicht mehr das einfache MimeMessage-Objekt mit einem expliziten MIME-Typ auf, sondern das MimeMultipart-Objekt.

Unsere Utility-Klassen wollen wir um eine Methode postMultipartTextAndHtmlMail() erweitern, die ein Message-Objekt aus zwei Teilen zusammensetzt: zum einen aus einer normalen »text/plain«-Nachricht und zum anderen aus einer »text/html«-Nachricht. Den Konstruktor eines MimeMultipart-Objekts rufen wir mit new MimeMultipart("alternative") auf. Das bedeutet für den Mail-Client, dass die Mail verschiedene Versionen desselben Textes enthält und der Client sich die beste Variante aussuchen kann. Standardmäßig versendet so zum Beispiel Microsoft Outlook die E-Mails. Sie werden als reiner Text und als HTML verschickt. Lassen wir den String im Konstruktor weg, sind es einfach mehrere Anhänge.

Listing 11.29: com/tutego/insel/mail/MailUtils.java, Teil 6

public static void postMultipartTextAndHtmlMail(
                     Session session, String recipient,
                     String subject, String txtMsg, String htmlMsg )
  throws MessagingException
{
  MimeMultipart content = new MimeMultipart( "alternative" );

  MimeBodyPart text = new MimeBodyPart();
  text.setContent( txtMsg, "text/text" );
  content.addBodyPart( text );

  MimeBodyPart html = new MimeBodyPart();
  html.setContent( htmlMsg, "text/html" );
  content.addBodyPart( html );

  Message msg = new MimeMessage( session );

  InternetAddress addressTo = new InternetAddress( recipient );
  msg.setRecipient( Message.RecipientType.TO, addressTo );

  msg.setSubject( subject );
  msg.setContent( content );
  Transport.send( msg );
}

Das Beispiel sieht damit einfach aus:

Listing 11.30: com/tutego/insel/mail/SendMultipartMailWithMailUtils.java, main()

Session session = MailUtils.getGMailSession(
                    JOptionPane.showInputDialog( "user" ),
                    JOptionPane.showInputDialog( "pass" ) );
MailUtils.postMultipartTextAndHtmlMail(
            session, "a@b.c",
            "Text und HTML beides in einer E-Mail",
            "1. Text als Text",
            "<html>2. Text als <b>HTML</b></html>" );

Anhänge mitsenden

Anhänge kodiert die JavaMail API über DataSource-Objekte; FileDataSource steht etwa für einen Datei-Anhang. Soll dieser Anhang an die Nachricht (MimeBodyPart) angehängt werden, ist setDataHandler() zu verwenden. Unsere Utility-Klasse soll eine Methode bekommen, die eine Datei mit gegebenen Dateinamen in den Anhang setzt:

Listing 11.31: com/tutego/insel/mail/MailUtils.java, Teil 7

public static void postAttachement( Session session, String recipient,
                                    String subject, String message,
                                    String filename )
  throws MessagingException
{
  MimeMultipart content = new MimeMultipart( "mixed" );

  MimeBodyPart text = new MimeBodyPart();
  text.setText( message );
  content.addBodyPart( text );

  BodyPart messageBodyPart = new MimeBodyPart();
  messageBodyPart.setDataHandler(
                    new DataHandler( new FileDataSource( filename ) ) );
  messageBodyPart.setFileName( new File(filename).getName() );
  content.addBodyPart( messageBodyPart );

  Message msg = new MimeMessage( session );

  InternetAddress addressTo = new InternetAddress( recipient );
  msg.setRecipient( Message.RecipientType.TO, addressTo );

  msg.setSubject( subject );
  msg.setContent( content );
  Transport.send( msg );
}

Es ist sinnvoll, mit setFileName() einen Namen für den Anhang zu vergeben, damit der Empfänger der E-Mail diesen Anhang einfach unter diesem Namen speichern kann.

Abschließend erstellen wir auch damit ein Demoprogramm:

Listing 11.32: com/tutego/insel/mail/SendMultipartMailWithMailUtils.java, main()

Session session = MailUtils.getGMailSession(
                              JOptionPane.showInputDialog( "user" ),
                              JOptionPane.showInputDialog( "pass" ) );
MailUtils.postAttachement( session, "a@b.c", "Mail mit Anhang",
                           "Körper", "c:/eula.1028.txt" );

11.12.8 Ereignisse und Suchen

Die JavaMail-API bietet einige Glanzstücke, unter ihnen ein System für verschiedene Ereignisse:

Das zweite Glanzstück ist ein Suchsystem, das JavaMail über das Paket javax.mail.search bietet. Zunächst wird ein Suchterm aus SearchTerm-Objekten aufgebaut. Diese abstrakte Basisklasse deklariert eine Methode match(), die von Unterklassen passend implementiert wird:

• AddressTerm und die Unterklassen FromTerm und RecipientTerm vergleichen javax.mail. Address-Objekte. Address besitzt die Unterklassen InternetAddress und NewsAddress.
• StringTerm sucht nach Teilzeichenketten. Interessant sind die Unterklassen AddressStringTerm (mit den Unterklassen FromStringTerm und RecipientStringTerm), BodyTerm, HeaderTerm, MessageIDTerm und SubjectTerm.
• FlagTerm testet, ob Nachrichten gewisse Flags besitzen.
• ComparisonTerm vergleicht über die Unterklassen DateTerm und IntegerComparisonTerm. Ein Datum ist durch die Unterklassen ReceivedDateTerm und SentDateTerm weiter gegliedert, ein IntegerComparisonTerm besitzt die Unterklassen MessageNumberTerm und SizeTerm.
• AndTerm, NotTerm, OrTerm bieten Verknüpfungen zwischen Termen.

SearchTerm st = new AndTerm( new SubjectTerm( "Re:" ),
                             new BodyTerm( "Nigeria-Connection" ) );
Message[] msgs = folder.search( st );

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