java - 在 Java 中通过套接字有效地发送大的 int[]

Question

我正在开发一个 Java 应用程序，我需要通过套接字连接尽快将 500,000 个整数的数组从一部 Android 手机发送到另一部 Android 手机。主要瓶颈似乎是转换整数，以便套接字可以接受它们，无论我使用 ObjectOutputStreams、ByteBuffers 还是低级掩码和移位转换。通过套接字从一个 Java 应用程序向另一个应用程序发送 int[] 的最快方法是什么？

这是迄今为止我尝试过的所有代码，以及我正在测试的 LG Optimus V 的基准(600 MHz ARM 处理器，Android 2.2)。

低级掩码和移位:0.2 秒

public static byte[] intToByte(int[] input)
{
    byte[] output = new byte[input.length*4];

    for(int i = 0; i < input.length; i++) {
        output[i*4] = (byte)(input[i] & 0xFF);
        output[i*4 + 1] = (byte)((input[i] & 0xFF00) >>> 8);
        output[i*4 + 2] = (byte)((input[i] & 0xFF0000) >>> 16);
        output[i*4 + 3] = (byte)((input[i] & 0xFF000000) >>> 24);
    }

    return output;
}

使用 ByteBuffer 和 IntBuffer:0.75 秒

public static byte[] intToByte(int[] input)
{
    ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(input.length * 4);        
    IntBuffer intBuffer = byteBuffer.asIntBuffer();
    intBuffer.put(input);

    byte[] array = byteBuffer.array();

    return array;
}

ObjectOutputStream:3.1 秒(我尝试使用 DataOutPutStream 和 writeInt() 而不是 writeObject() 进行变体，但没有太大区别)

public static void sendSerialDataTCP(String address, int[] array) throws IOException
{
    Socket senderSocket = new Socket(address, 4446);

    OutputStream os = senderSocket.getOutputStream();
    BufferedOutputStream  bos = new BufferedOutputStream (os);
    ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);
    oos.writeObject(array);

    oos.flush();
    bos.flush();
    os.flush();
    oos.close();
    os.close();
    bos.close();

    senderSocket.close();
}

最后，我用来发送 byte[] 的代码:比 intToByte() 函数多花 0.2 秒

public static void sendDataTCP(String address, byte[] data) throws IOException
{
    Socket senderSocket = new Socket(address, 4446);

    OutputStream os = senderSocket.getOutputStream();
    os.write(data, 0, data.length);
    os.flush();

    senderSocket.close();
}

我正在套接字的两侧编写代码，因此我可以尝试任何类型的字节顺序、压缩、序列化等。必须有一种方法可以在 Java 中更有效地进行这种转换。请帮忙!

Answer 1

正如我在评论中指出的那样，我认为您正在突破处理器的极限。由于这可能对其他人有帮助，因此我将其分解。这是将整数转换为字节的循环:

    for(int i = 0; i < input.length; i++) {
        output[i*4] = (byte)(input[i] & 0xFF);
        output[i*4 + 1] = (byte)((input[i] & 0xFF00) >>> 8);
        output[i*4 + 2] = (byte)((input[i] & 0xFF0000) >>> 16);
        output[i*4 + 3] = (byte)((input[i] & 0xFF000000) >>> 24);
    }

这个循环执行了 500,000 次。您的 600Mhz 处理器每秒可以处理大约 600,000,000 次操作。因此，对于每个操作，循环的每次迭代将消耗大约 1/1200 秒。

同样，使用非常粗略的数字(我不知道 ARM 指令集，所以每个操作可能或多或少)，这是一个操作计数:

• 测试/分支:5(检索计数器、检索数组长度、比较、分支、递增计数器)
• 掩码和移位:10 x 4(检索计数器、检索输入数组基数、加法、检索掩码，以及、移位、乘以计数器、加偏移量、加到输出基数、存储)

好吧，粗略计算，此循环最多 55/1200 秒，或 0.04 秒。但是，您不是在处理最佳情况。一方面，对于这么大的数组，您不会从处理器缓存中受益，因此您将在每个数组存储和加载中引入等待状态。

另外，我描述的基本操作可能会或可能不会直接转换为机器代码。如果不是(我怀疑不是)，循环的成本将比我描述的要高。

最后，如果您真的不走运，JVM 没有对您的代码进行 JIT，因此对于循环的某些部分(或全部)，它正在解释字节码而不是执行 native 指令。我对 Dalvik 了解不够，无法对此发表评论。