Todd

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          1. 背景
          使用socket在Java程序與C程序間進行進程間通信。本文主要描述了在同C程序進行通信的Client端的Java實現功能。

          1.1. 使用的語言
          Client端:Java,JVM(JDK1.3)
          Server端:C,UNIX(Sun Solaris)

          1.2. 討論范圍
          數據發送:只涉及到Java中int整型系列的討論,包括byte,short,int。
          數據接受:涉及到byte,short,int,long,float,double,char。

          1.3.Java與C的數據類型的比較
          Type Java C
          short 2-Byte 2-Byte
          int 4-Byte 4-Byte
          long 8-Byte 4-Byte
          float 4-Byte 4-Byte
          double 8-Byte 8-Byte
          boolean 1-bit N/A
          byte 1-Byte N/A
          char 2-Byte 1-Byte

          2. 實現
          輸出流:使用OutputStream流發送數據到C程序端。
          輸入流:使用DataInputStream流從C程序端接受數據

          2.1. 數據發送
          由于DataOutputStream流對于Java各個基本數據類型都相應地提供了“寫”方法,如wrightShort和wrightInt等,因此當進行進程間通信(sockect通信)時,我們總是優先考慮使用DataOutputStream流。
          下面我們對DataOutputStream流及其成員方法進行分析:

          2.1.1. DataOutputStream流
          DataOutputStream流實現了接口DataOutput。
          本文只討論writeByte(int v)、writeShort(int v)和writeInt(int v)部分(這是因為我們需要發送的數據只涉及到int,short和byte,其它的long,double等則不在這里介紹),而且它們都有一個共同的特征,即唯一的int類型的輸入參數。
          這些成員方法的功能描述也為我們以后手動進行字節順序轉換,提供了理論依據。
          2.1.2. 網絡字節順序
          規定:網絡上傳輸的數據統一采用Big Endian格式(即“高字節在前”),我們稱之為“網絡字節順序”(network byte order)。

          Big Endian格式:
          高字節 低字節
          1 2 3 4
          Byte[0] byte[1] byte[2] byte[3]輸出緩沖區

          因此,無論本機字節順序采用的那種順序,在發送到網絡之前都要轉化為網絡字節順序,才能進行傳輸。特別是在Java與C兩種不同語言的應用程序間進行通信時,這一點優為重要。(若是兩個Java程序間通信時可能只要保證接受與發送采用相同的字節順序,則可以不進行轉換格式,但這種做法并不好,不具有良好的移植性)

          2.1.3. 數據發送:手動字節轉換 / writeInt方法
          以writeInt(int v)為例進行描述:
          閱讀DataOutput的writeInt(int v)方法的文檔可知:
          使用writeInt方法可以寫一個4-byte的int值v到輸出流,其字節順序為:

          (byte)(0xff & (v >> 24)) byte[0] 高字節
          (byte)(0xff & (v >> 16)) byte[1]
          (byte)(0xff & (v >> 8)) byte[2]
          (byte)(0xff & v) byte[3] 低字節
          這樣的字節順序為Big Endian格式,標準的“網絡字節順序”。
          但是在實際工作中輸出流采用DataOutputStream.readInt(int)方法時寫數據出錯,需要自己手動按照以上所說的對需要寫的v值進行轉換(通過移位完成),轉換的代碼如下所示,可參見程序SocketClient.java中的ByteConverter.intToByte()方法。
          static public final byte[] intToByte(
          int value, int offset, int length, byte[] buffer)
          { // High byte first on network
          for (int i=0,j=length-1; i<length; i++,j--) {
          if ( j+offset >= 0 && j+offset < 1024 ) {
          buffer[j+offset] = (byte)( (value >> i*8) & 0xFF );
          } else {
          System.out.println (
          "Array index out of the bounds:Index=" + (j+offset) );
          }
          }
          return buffer;
          }


          2.2. 數據接收
          同數據發送相同,由于DataInputStream流對于Java各個基本數據類型都相應地提供了“讀”方法,如readShort和readInt等,因此當進行進程間通信(sockect通信)時,我們總是優先考慮使用DataInputStream流。
          而與數據發送不同的是,DataInputStream下的成員方法經實際測試,“基本上可以”根據數據類型正確讀出相應的數值。
          但并非完美,特別是與不同語言的應用程序進行通信時(如C)。

          根據表1(Java與C的數據類型的比較)可知:
          (1)long型的字節數在Java和C中相差4個字節:
          因此由readLong方法讀來的數值應進行帶符號的右移32(4-byte)位才能得到在C程序中相應的long型數值。
          Type Java C
          long 8-Byte 4-Byte

          (2)由于Java中的char型為2個字節,C中的char型為1個字節,因此不能使用readChar方法來讀取C程序中的char數值。
          然而在Java中byte型為1個字節長,因此可以使用readByte方法得到C程序中的char型數值。
          Type Java C
          byte 1-Byte N/A
          char 2-Byte 1-Byte
          posted on 2010-04-15 13:29 Todd 閱讀(1565) 評論(0)  編輯  收藏 所屬分類: java
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