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发送Email

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Email就是电子邮件。电子邮件的应用已经有几十年的历史了,我们熟悉的邮箱地址比如abc@example.com,邮件软件比如Outlook都是用来收发邮件的。

使用Java程序也可以收发电子邮件。我们先来看一下传统的邮件是如何发送的。

传统的邮件是通过邮局投递,然后从一个邮局到另一个邮局,最终到达用户的邮箱:

           ┌──────────┐    ┌──────────┐
           │PostOffice│    │PostOffice│     .───.
┌─────┐    ├──────────┤    ├──────────┤    (   ( )
│═══ ░│───>│ ┌─┐ ┌┐┌┐ │───>│ ┌─┐ ┌┐┌┐ │───> `─┬─'
└─────┘    │ │░│ └┘└┘ │    │ │░│ └┘└┘ │       │
           └─┴─┴──────┘    └─┴─┴──────┘       │

电子邮件的发送过程也是类似的,只不过是电子邮件是从用户电脑的邮件软件,例如Outlook,发送到邮件服务器上,可能经过若干个邮件服务器的中转,最终到达对方邮件服务器上,收件方就可以用软件接收邮件:

             ┌─────────┐    ┌─────────┐    ┌─────────┐
             │░░░░░░░░░│    │░░░░░░░░░│    │░░░░░░░░░│
┌───────┐    ├─────────┤    ├─────────┤    ├─────────┤    ┌───────┐
│░░░░░░░│    │░░░░░░░░░│    │░░░░░░░░░│    │░░░░░░░░░│    │░░░░░░░│
├───────┤    ├─────────┤    ├─────────┤    ├─────────┤    ├───────┤
│       │───>│O ░░░░░░░│───>│O ░░░░░░░│───>│O ░░░░░░░│<───│       │
└───────┘    └─────────┘    └─────────┘    └─────────┘    └───────┘
   MUA           MTA            MTA            MDA           MUA

我们把类似Outlook这样的邮件软件称为MUA:Mail User Agent,意思是给用户服务的邮件代理;邮件服务器则称为MTA:Mail Transfer Agent,意思是邮件中转的代理;最终到达的邮件服务器称为MDA:Mail Delivery Agent,意思是邮件到达的代理。电子邮件一旦到达MDA,就不再动了。实际上,电子邮件通常就存储在MDA服务器的硬盘上,然后等收件人通过软件或者登陆浏览器查看邮件。

MTA和MDA这样的服务器软件通常是现成的,我们不关心这些服务器内部是如何运行的。要发送邮件,我们关心的是如何编写一个MUA的软件,把邮件发送到MTA上。

MUA到MTA发送邮件的协议就是SMTP协议,它是Simple Mail Transport Protocol的缩写,使用标准端口25,也可以使用加密端口465或587。

SMTP协议是一个建立在TCP之上的协议,任何程序发送邮件都必须遵守SMTP协议。使用Java程序发送邮件时,我们无需关心SMTP协议的底层原理,只需要使用JavaMail这个标准API就可以直接发送邮件。

准备SMTP登录信息

假设我们准备使用自己的邮件地址me@example.com给小明发送邮件,已知小明的邮件地址是xiaoming@somewhere.com,发送邮件前,我们首先要确定作为MTA的邮件服务器地址和端口号。邮件服务器地址通常是smtp.example.com,端口号由邮件服务商确定使用25、465还是587。以下是一些常用邮件服务商的SMTP信息:

  • QQ邮箱:SMTP服务器是smtp.qq.com,端口是465/587;
  • 163邮箱:SMTP服务器是smtp.163.com,端口是465;
  • Gmail邮箱:SMTP服务器是smtp.gmail.com,端口是465/587。

有了SMTP服务器的域名和端口号,我们还需要SMTP服务器的登录信息,通常是使用自己的邮件地址作为用户名,登录口令是用户口令或者一个独立设置的SMTP口令。

我们来看看如何使用JavaMail发送邮件。

首先,我们需要创建一个Maven工程,并把JavaMail相关的两个依赖加入进来:

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>javax.mail</groupId>
        <artifactId>javax.mail-api</artifactId>
        <version>1.6.2</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>com.sun.mail</groupId>
        <artifactId>javax.mail</artifactId>
        <version>1.6.2</version>
    </dependency>
    ...

然后,我们通过JavaMail API连接到SMTP服务器上:

// 服务器地址:
String smtp = "smtp.office365.com";
// 登录用户名:
String username = "jxsmtp101@outlook.com";
// 登录口令:
String password = "********";
// 连接到SMTP服务器587端口:
Properties props = new Properties();
props.put("mail.smtp.host", smtp); // SMTP主机名
props.put("mail.smtp.port", "587"); // 主机端口号
props.put("mail.smtp.auth", "true"); // 是否需要用户认证
props.put("mail.smtp.starttls.enable", "true"); // 启用TLS加密
// 获取Session实例:
Session session = Session.getInstance(props, new Authenticator() {
    protected PasswordAuthentication getPasswordAuthentication() {
        return new PasswordAuthentication(username, password);
    }
});
// 设置debug模式便于调试:
session.setDebug(true);

以587端口为例,连接SMTP服务器时,需要准备一个Properties对象,填入相关信息。最后获取Session实例时,如果服务器需要认证,还需要传入一个Authenticator对象,并返回指定的用户名和口令。

当我们获取到Session实例后,打开调试模式可以看到SMTP通信的详细内容,便于调试。

发送邮件

发送邮件时,我们需要构造一个Message对象,然后调用Transport.send(Message)即可完成发送:

MimeMessage message = new MimeMessage(session);
// 设置发送方地址:
message.setFrom(new InternetAddress("me@example.com"));
// 设置接收方地址:
message.setRecipient(Message.RecipientType.TO, new InternetAddress("xiaoming@somewhere.com"));
// 设置邮件主题:
message.setSubject("Hello", "UTF-8");
// 设置邮件正文:
message.setText("Hi Xiaoming...", "UTF-8");
// 发送:
Transport.send(message);

绝大多数邮件服务器要求发送方地址和登录用户名必须一致,否则发送将失败。

填入真实的地址,运行上述代码,我们可以在控制台看到JavaMail打印的调试信息:

这是JavaMail打印的调试信息:
DEBUG: setDebug: JavaMail version 1.6.2
DEBUG: getProvider() returning javax.mail.Provider[TRANSPORT,smtp,com.sun.mail.smtp.SMTPTransport,Oracle]
DEBUG SMTP: need username and password for authentication
DEBUG SMTP: protocolConnect returning false, host=smtp.office365.com, ...
DEBUG SMTP: useEhlo true, useAuth true
开始尝试连接smtp.office365.com:
DEBUG SMTP: trying to connect to host "smtp.office365.com", port 587, ...
DEBUG SMTP: connected to host "smtp.office365.com", port: 587
发送命令EHLO:
EHLO localhost
SMTP服务器响应250:
250-SG3P274CA0024.outlook.office365.com Hello
250-SIZE 157286400
...
DEBUG SMTP: Found extension "SIZE", arg "157286400"
发送命令STARTTLS:
STARTTLS
SMTP服务器响应220:
220 2.0.0 SMTP server ready
EHLO localhost
250-SG3P274CA0024.outlook.office365.com Hello [111.196.164.63]
250-SIZE 157286400
250-PIPELINING
250-...
DEBUG SMTP: Found extension "SIZE", arg "157286400"
...
尝试登录:
DEBUG SMTP: protocolConnect login, host=smtp.office365.com, user=********, password=********
DEBUG SMTP: Attempt to authenticate using mechanisms: LOGIN PLAIN DIGEST-MD5 NTLM XOAUTH2 
DEBUG SMTP: Using mechanism LOGIN
DEBUG SMTP: AUTH LOGIN command trace suppressed
登录成功:
DEBUG SMTP: AUTH LOGIN succeeded
DEBUG SMTP: use8bit false
开发发送邮件,设置FROM:
MAIL FROM:<********@outlook.com>
250 2.1.0 Sender OK
设置TO:
RCPT TO:<********@sina.com>
250 2.1.5 Recipient OK
发送邮件数据:
DATA
服务器响应354:
354 Start mail input; end with <CRLF>.<CRLF>
真正的邮件数据:
Date: Mon, 2 Dec 2019 09:37:52 +0800 (CST)
From: ********@outlook.com
To: ********001@sina.com
Message-ID: <1617791695.0.1575250672483@localhost>
邮件主题是编码后的文本:
Subject: =?UTF-8?Q?JavaMail=E9=82=AE=E4=BB=B6?=
MIME-Version: 1.0
Content-Type: text/plain; charset=UTF-8
Content-Transfer-Encoding: base64

邮件正文是Base64编码的文本:
SGVsbG8sIOi/meaYr+S4gOWwgeadpeiHqmphdmFtYWls55qE6YKu5Lu277yB
.
邮件数据发送完成后,以\r\n.\r\n结束,服务器响应250表示发送成功:
250 2.0.0 OK <HK0PR03MB4961.apcprd03.prod.outlook.com> [Hostname=HK0PR03MB4961.apcprd03.prod.outlook.com]
DEBUG SMTP: message successfully delivered to mail server
发送QUIT命令:
QUIT
服务器响应221结束TCP连接:
221 2.0.0 Service closing transmission channel

从上面的调试信息可以看出,SMTP协议是一个请求-响应协议,客户端总是发送命令,然后等待服务器响应。服务器响应总是以数字开头,后面的信息才是用于调试的文本。这些响应码已经被定义在SMTP协议中了,查看具体的响应码就可以知道出错原因。

如果一切顺利,对方将收到一封文本格式的电子邮件:

javamail-text

发送HTML邮件

发送HTML邮件和文本邮件是类似的,只需要把:

message.setText(body, "UTF-8");

改为:

message.setText(body, "UTF-8", "html");

传入的body是类似<h1>Hello</h1><p>Hi, xxx</p>这样的HTML字符串即可。

HTML邮件可以在邮件客户端直接显示为网页格式:

javamail-html

发送附件

要在电子邮件中携带附件,我们就不能直接调用message.setText()方法,而是要构造一个Multipart对象:

Multipart multipart = new MimeMultipart();
// 添加text:
BodyPart textpart = new MimeBodyPart();
textpart.setContent(body, "text/html;charset=utf-8");
multipart.addBodyPart(textpart);
// 添加image:
BodyPart imagepart = new MimeBodyPart();
imagepart.setFileName(fileName);
imagepart.setDataHandler(new DataHandler(new ByteArrayDataSource(input, "application/octet-stream")));
multipart.addBodyPart(imagepart);
// 设置邮件内容为multipart:
message.setContent(multipart);

一个Multipart对象可以添加若干个BodyPart,其中第一个BodyPart是文本,即邮件正文,后面的BodyPart是附件。BodyPart依靠setContent()决定添加的内容,如果添加文本,用setContent("...", "text/plain;charset=utf-8")添加纯文本,或者用setContent("...", "text/html;charset=utf-8")添加HTML文本。如果添加附件,需要设置文件名(不一定和真实文件名一致),并且添加一个DataHandler(),传入文件的MIME类型。二进制文件可以用application/octet-stream,Word文档则是application/msword

最后,通过setContent()Multipart添加到Message中,即可发送。

带附件的邮件在客户端会被提示下载:

javamail-attachment

发送内嵌图片的HTML邮件

有些童鞋可能注意到,HTML邮件中可以内嵌图片,这是怎么做到的?

如果给一个<img src="http://example.com/test.jpg">,这样的外部图片链接通常会被邮件客户端过滤,并提示用户显示图片并不安全。只有内嵌的图片才能正常在邮件中显示。

内嵌图片实际上也是一个附件,即邮件本身也是Multipart,但需要做一点额外的处理:

Multipart multipart = new MimeMultipart();
// 添加text:
BodyPart textpart = new MimeBodyPart();
textpart.setContent("<h1>Hello</h1><p><img src=\"cid:img01\"></p>", "text/html;charset=utf-8");
multipart.addBodyPart(textpart);
// 添加image:
BodyPart imagepart = new MimeBodyPart();
imagepart.setFileName(fileName);
imagepart.setDataHandler(new DataHandler(new ByteArrayDataSource(input, "image/jpeg")));
// 与HTML的<img src="cid:img01">关联:
imagepart.setHeader("Content-ID", "<img01>");
multipart.addBodyPart(imagepart);

在HTML邮件中引用图片时,需要设定一个ID,用类似<img src=\"cid:img01\">引用,然后,在添加图片作为BodyPart时,除了要正确设置MIME类型(根据图片类型使用image/jpegimage/png),还需要设置一个Header:

imagepart.setHeader("Content-ID", "<img01>");

这个ID和HTML中引用的ID对应起来,邮件客户端就可以正常显示内嵌图片:

javamail-inline

常见问题

如果用户名或口令错误,会导致535登录失败:

DEBUG SMTP: AUTH LOGIN failed
Exception in thread "main" javax.mail.AuthenticationFailedException: 535 5.7.3 Authentication unsuccessful [HK0PR03CA0105.apcprd03.prod.outlook.com]

如果登录用户和发件人不一致,会导致554拒绝发送错误:

DEBUG SMTP: MessagingException while sending, THROW: 
com.sun.mail.smtp.SMTPSendFailedException: 554 5.2.0 STOREDRV.Submission.Exception:SendAsDeniedException.MapiExceptionSendAsDenied;

有些时候,如果邮件主题和正文过于简单,会导致554被识别为垃圾邮件的错误:

DEBUG SMTP: MessagingException while sending, THROW: 
com.sun.mail.smtp.SMTPSendFailedException: 554 DT:SPM

练习

使用SMTP发送邮件

小结

使用JavaMail API发送邮件本质上是一个MUA软件通过SMTP协议发送邮件至MTA服务器;

打开调试模式可以看到详细的SMTP交互信息;

某些邮件服务商需要开启SMTP,并需要独立的SMTP登录密码。


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