| 以文本方式查看主題 - 曙海教育集團論壇 (http://www.rfoamep.cn/bbs/index.asp) -- C++語言開發 (http://www.rfoamep.cn/bbs/list.asp?boardid=63) ---- 在Java與C程序間進行socket通信的討論 (http://www.rfoamep.cn/bbs/dispbbs.asp?boardid=63&id=2428) |
| -- 作者：wangxinxin -- 發布時間：2010-12-10 14:34:59 -- 在Java與C程序間進行socket通信的討論 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 最近一個項目中c/c++代碼和java代碼通信，c那邊用的是UINT類型，穿過來時4個字節，在這邊java要把這4個字節轉換成數值。這里就出現了一個java和c數值類型存儲順序不同的問題了。 從微觀上來看，也就是從單個byte來看，在c中和在java中存放的順序是一樣的，例如31在c中表示為0x1F（從左往右輸出表示），在java中也是如此。但是如果從宏觀，也就是每個byte之間的順序，java和c就大不一樣了。從宏觀來說java也是高高低低，高位放左邊低位放右邊，但是c中剛好相反。 如果在c中，31L的16進制從左往右輸出結果是1F00000000000000，java中是000000000000001F。 |