java - 从InputStream中查找特定字节数据

Question

我有一个导航单元，以 200 Hz 的频率发出 3 条消息，我试图按照发送的顺序捕获这些消息，并从这些消息中获取某些数据，并更新以字节形式串行发送的变量数组。

我使用套接字和输入流来获取数据，并将其传递到名为socketReader 的可运行类中。另一个可运行的类获取变量并进行一些数学运算，然后将它们转换为字节并串行发送出去。

该程序将一次运行约 8 小时，数据流将保持不变，但第三条消息(GPS 数据)除外，只有在有一条消息时才会发送。

            InputStream in = echoSocket.getInputStream();
            DataInputStream dis = new DataInputStream(in);

            OutputStream out = serialPort.getOutputStream();

            (new Thread(new SocketReader(dis))).start();
            (new Thread(new SerialWriter(out))).start();

我遇到的问题是 socketReader 类。所以我知道十六进制的 header ，因此我将数据从 DataInputStream 读取到字节缓冲区并读取到 stringBuilder 中，在其中将数据放入更多子字符串并将它们转换为 float 。

这确实有效，你在解析 altHold logHold latHold 字符串时遇到了麻烦(并且被注释掉了)。它们不是 4 字节(单精度浮点)数据，而是 8 字节( double 浮点)数据。但我觉得我在这里重新发明了轮子。消息中的数据是最低有效位，我觉得我这样做会减慢我的程序速度？而且它并不完美，它会运行一段时间，然后退出循环。

目前我只查看其中两条消息，第三条消息的发送频率不如前两条消息。我应该使用 DataInputStream 以外的其他东西吗？

    public static class SocketReader implements Runnable {  

    //Message headers
    final String mes1 = new String("FF5A0600");
    final String mes2 = new String("FF5A0800");
    final String mes3 = new String("FF5A1300");

    //These are the size of each message
    final int Stop1 = 82;
    final int Stop2 = 162;
    final int Stop3 = 150;

    StringBuilder rolHold = new StringBuilder();
    StringBuilder pitHold = new StringBuilder();
    StringBuilder yawHold = new StringBuilder();

    StringBuilder altHold = new StringBuilder();
    StringBuilder latHold = new StringBuilder();
    StringBuilder logHold = new StringBuilder();
    StringBuilder velNHold = new StringBuilder();
    StringBuilder velEHold = new StringBuilder();

    DataInputStream dis;

    public SocketReader( DataInputStream dis ) {
        this.dis = dis;
    }

    public void run() {

        byte[] buffer;

        //dis is a DataInputStream
        while (dis != null){

            buffer = new byte[ 1024 ];

            try {
                dis.readFully(buffer);
            } catch (IOException e1) {
                e1.printStackTrace();
            }

            StringBuilder sb = new StringBuilder();

            for (byte b: buffer){                   
                sb.append(String.format("%02X", b));
            }

            //Finds the first occurrence of the three messages
            //If the index is -1 there is no occurrence
            int index1 = sb.indexOf(mes1);
            int index2 = sb.indexOf(mes2);
            int index3 = sb.indexOf(mes3);


            while (index1 <= sb.lastIndexOf(mes1)  && (index1 != -1) && (index2 != -1) && (index2 != 0)){


                //this if statement deals with the first message
                //There are three sets of data pulled from message 1 {rolValue, pitValue, yawValue}         
                if (index1 < index2 && (index1 != -1)){

                    //reseting the Stringbuilders 
                    rolHold.setLength(0);
                    pitHold.setLength(0);
                    yawHold.setLength(0);

                    //the data is sent little-endian and is appended in reverse order
                    rolHold.append(sb.substring((index1 + 26),(index1 + 28)));
                    rolHold.append(sb.substring((index1 + 24),(index1 + 26)));
                    rolHold.append(sb.substring((index1 + 22),(index1 + 24)));
                    rolHold.append(sb.substring((index1 + 20),(index1 + 22)));
                    Long rol = Long.parseLong(rolHold.toString(), 16);
                    rolValue = Float.intBitsToFloat(rol.intValue());                            

                    pitHold.append(sb.substring((index1 + 34),(index1 + 36)));
                    pitHold.append(sb.substring((index1 + 32),(index1 + 34)));
                    pitHold.append(sb.substring((index1 + 30),(index1 + 32)));
                    pitHold.append(sb.substring((index1 + 28),(index1 + 30)));
                    Long pit = Long.parseLong(pitHold.toString(), 16);
                    pitValue = Float.intBitsToFloat(pit.intValue());        

                    yawHold.append(sb.substring((index1 + 42),(index1 + 44)));
                    yawHold.append(sb.substring((index1 + 40),(index1 + 42)));
                    yawHold.append(sb.substring((index1 + 38),(index1 + 40)));
                    yawHold.append(sb.substring((index1 + 36),(index1 + 38)));
                    Long yaw = Long.parseLong(yawHold.toString(), 16);
                    yawValue = Float.intBitsToFloat(yaw.intValue());


                    //increments the index1 to its next sequence of message 1
                    //-1 is returned if there is not another
                    index1 = sb.indexOf(mes1, (index1 + Stop1));
                }


                //this if statement deals with the second message
                //There are five sets of data pulled from message 2 {velNValue, velEValue, latValue, logValue, altValue}        
                if(index2 < index1 && (index2 != -1) && (index2 != 0)){ 


                    altHold.setLength(0);
                    latHold.setLength(0);   
                    logHold.setLength(0);
                    velNHold.setLength(0);  
                    velEHold.setLength(0);

                            velNHold.append(sb.substring((navIndex + 26),(navIndex + 28)));
                            velNHold.append(sb.substring((navIndex + 24),(navIndex + 26)));
                            velNHold.append(sb.substring((navIndex + 22),(navIndex + 24)));
                            velNHold.append(sb.substring((navIndex + 20),(navIndex + 22)));
                            Long velN = Long.parseLong(velNHold.toString(), 16);
                            velNValue = Float.intBitsToFloat(velN.intValue());



                            velEHold.append(sb.substring((navIndex + 34),(navIndex + 36)));
                            velEHold.append(sb.substring((navIndex + 32),(navIndex + 34)));
                            velEHold.append(sb.substring((navIndex + 30),(navIndex + 32)));
                            velEHold.append(sb.substring((navIndex + 28),(navIndex + 30)));
                            Long velE = Long.parseLong(velEHold.toString(), 16);
                            velEValue = Float.intBitsToFloat(velE.intValue());


    //                      latHold.append(sb.substring((navIndex + 82),(navIndex + 84)));
    //                      latHold.append(sb.substring((navIndex + 80),(navIndex + 82)));
    //                      latHold.append(sb.substring((navIndex + 78),(navIndex + 80)));
    //                      latHold.append(sb.substring((navIndex + 76),(navIndex + 78)));
    //                      latHold.append(sb.substring((navIndex + 74),(navIndex + 76)));
    //                      latHold.append(sb.substring((navIndex + 72),(navIndex + 74)));
    //                      latHold.append(sb.substring((navIndex + 70),(navIndex + 72)));
    //                      latHold.append(sb.substring((navIndex + 68),(navIndex + 70)));
    //                      Long lat = Long.parseLong(logHold.toString(), 16);
    //                      Float latValue = Float.intBitsToFloat(lat.intValue());                      
    //
    //                      logHold.append(sb.substring((navIndex + 98),(navIndex + 100)));
    //                      logHold.append(sb.substring((navIndex + 96),(navIndex + 98)));
    //                      logHold.append(sb.substring((navIndex + 94),(navIndex + 96)));
    //                      logHold.append(sb.substring((navIndex + 92),(navIndex + 94)));
    //                      logHold.append(sb.substring((navIndex + 90),(navIndex + 92)));
    //                      logHold.append(sb.substring((navIndex + 88),(navIndex + 90)));
    //                      logHold.append(sb.substring((navIndex + 86),(navIndex + 88)));
    //                      logHold.append(sb.substring((navIndex + 84),(navIndex + 86)));
    //                      Long log = Long.parseLong(logHold.toString(), 16);
    //                      Float logValue = Float.intBitsToFloat(log.intValue());
    //
    //
    //                      altHold.append(sb.substring((navIndex + 114),(navIndex + 116)));
    //                      altHold.append(sb.substring((navIndex + 112),(navIndex + 114)));
    //                      altHold.append(sb.substring((navIndex + 110),(navIndex + 112)));
    //                      altHold.append(sb.substring((navIndex + 108),(navIndex + 110)));
    //                      altHold.append(sb.substring((navIndex + 106),(navIndex + 108)));
    //                      altHold.append(sb.substring((navIndex + 104),(navIndex + 106)));
    //                      altHold.append(sb.substring((navIndex + 102),(navIndex + 104)));
    //                      altHold.append(sb.substring((navIndex + 100),(navIndex + 102)));
    //                      Long alt = Long.parseLong(altHold.toString(), 16);
    //                      Float altValue = Float.intBitsToFloat(alt.intValue());  



                    //increments the index2 to its next sequence of message 2
                    //-1 is returned if there is not another
                    index2 = sb.indexOf(mes2, (index2 +Stop2));

                }

            }
        }
    }
}

我将感谢您的帮助，或者如果您能给我指出正确的方向，那就太好了。如果您需要我提供更多信息，我很乐意提供。

谢谢!

Answer 1

不建议(恕我直言)使用DataInputStream读取不是由DataOutputStream生成的数据。他们使用自己的协议(protocol)来写入/读取某些数据类型(例如 UTF 字符串)。

这不是上面代码的问题，因为它只是使用 readFully(1024) 读取字节。但使用此方法可能会出现问题:它会读取完整的缓冲区(最终会阻塞)，除非连接关闭(正常或异常)，也就是说，您的消息必须为 1024 字节长。

而且很难理解代码所做的转换。这就是我认为正在做的事情:字节到字符串(十六进制表示)，十六进制值顺序更改的字符串，转换为长整型，转换为浮点型。我怀疑用字符串进行所有算术运算是最好的解决方案......

无论如何，我建议使用自己的方法，给定字节数组和(开始)索引，返回计算出的 float/double (避免重复，更容易理解和测试)，例如:

private static float readFloat(byte[] buffer, int index) {
    // not done in a loop for demonstration 
    int bits =  (buffer[index+0] & 255) 
             + ((buffer[index+1] & 255) <<  8) 
             + ((buffer[index+2] & 255) << 16) 
             + ((buffer[index+3] & 255) << 24);
    return Float.intBitsToFloat(bits);
}

更好的解决方案恕我直言，是使用ByteBuffer来包装或代替byte[]。 ByteBuffer 可以设置为小端字节序，并具有获取浮点型和 double 型 ( example ) 的方法，并且也可以作为从 Socket 读取数据的选项