java - 创建吞吐量有限的 OutputStream

Question

我正在通过 USB 连接将数据从我的 Java 应用程序推送到另一端的 Arduino。

Arduino 只能在其末尾缓冲 64 字节的数据，因此我必须限制从我的 Java 应用程序的每个“gulp”中发送多少字节(多余的字节将丢失)。当 Arduino 代码准备好接收更多字节时，它会发送一个简单的 ping 线路。

所以，我扩展了 BufferedOutputStream在一个类(class)ArduinoBufferedOutputStream ，它包装了实际的输出流。从 Java 应用程序的不同部分将任意数量的字节写入流(使用 write(byte b) )，并且流偶尔为 flush编。

我需要(我猜)是覆盖BufferedOutputStream s flush 方法，这样在接收到来自 Arduino 的 ping 之前，它不会发送超过 64 个字节，此时流应该发送 64 个更多字节(或更少)。

     static class ArduinoBufferedOutputStream extends BufferedOutputStream {

        public static final int WIRE_CAPACITY = 25;
        private byte[] waiting = new byte[0];
        private int onWire = 0;

        public ArduinoBufferedOutputStream(final OutputStream wrapped) throws IOException {
            super(wrapped, 500);
        }

        public void ping() {
            this.onWire = 0;
            this.flush();
        }

        @Override
        public void flush() throws IOException {
            if (this.onWire >= WIRE_CAPACITY) {
                return; // we're exceeding capacity, don't to anything before the next ping
            }
            if (this.count > WIRE_CAPACITY) {
                this.waiting = new byte[this.count - WIRE_CAPACITY];
                System.arraycopy(this.buf, WIRE_CAPACITY, waiting, 0, this.count - WIRE_CAPACITY);
                this.buf = Arrays.copyOfRange(this.buf, 0, WIRE_CAPACITY);
                this.count = WIRE_CAPACITY;
            } else {
                this.waiting = new byte[0];
            }
            onWire += this.count;
            super.flush();
            if (this.waiting.length > 0) {
                System.arraycopy(this.waiting, 0, this.buf, 0, Math.min(this.waiting.length, WIRE_CAPACITY));
                this.count = Math.min(this.waiting.length, WIRE_CAPACITY);
            }
        }
    }

但是，这不能正常工作。如果缓冲区包含超过 WIRE_CAPACITY，则字节丢失字节，如以下测试用例所示:

@Test
public void testStream() throws IOException {
    final ArduinoBufferedOutputStream stream = new ArduinoDisplayOutputStream.ArduinoBufferedOutputStream(System.out);
    stream.write("This is a very, very long string, which must be made even longer to demonstrate the problem".getBytes());
    stream.flush();
    stream.ping();
    stream.ping();
    stream.ping();
    stream.ping();
    stream.ping();
    stream.ping();
    stream.ping();
    stream.ping();
    stream.ping();
}

打印以下字符串: This is a very, very long string, which must be ma ，而我显然希望打印整个字符串。

谁能看到我在这里做错了什么？
或者更好的是，有人知道现有的图书馆可以满足我的要求吗？

Answer 1

诚然，我对 Arduino 没有任何经验，但我在处理 Java 输出/输入流方面有很多经验。对此持保留态度，因为我无法在真正的 Arduino 设备上实际测试它，但如果我处于你的情况，这就是我会做的。

我怀疑你调用 stream.write("This is a very, very long string, which must be made even longer to demonstrate the problem".getBytes());实际上是缓冲整个字符串。当您随后调用 stream.flush() ，所有字符串数据都被一次性“写入”到 Arduino 设备。我怀疑这是因为您正在调用 BufferedOutputStream大小为 500 字节的 super 构造函数。首先，我会尝试将其减少到 64 字节。但是，我怀疑这也可能无法解决问题，因为 BufferedOutputStream不知道什么时候打电话ping .

我想你会想要同时覆盖 write和 flush . flush 背后的理念，根据 Java 规范，是 flush应该强制任何未写入的缓冲字节写入底层流:

http://docs.oracle.com/javase/7/docs/api/java/io/OutputStream.html#flush ()

我也可能只是扩展plain-ole OutputStream并自己做任何缓冲。我会覆盖 write方法一次缓冲最多 64 字节的数据。如果 64 字节空间不够，请调用 super.write()在填充的 64 字节缓冲区上，然后调用 super.flush()然后 ping() ，在缓冲/写入更多数据之前。在 while 循环中重复此过程，直到您的缓冲区有足够的空间来容纳输入数据的剩余部分。然后覆盖 flush写入任何没有完全填满底层 64 字节缓冲区的数据(因此实际上并没有被之前对 super.write() 的调用写入)。

这样，如果您调用 write如果数据过多，您的类(class)将写入底层流，直到最多保留 64 字节，然后您对 flush 的调用将确保最后几个字节实际写入 Arduino。归根结底，您还将获得完全符合 Java 的 OutputStream实现，这也很好。

编辑

我使用 64 字节只是因为您说您的 Arduino 一次可以处理这么多字节。当然，如果需要的话可以减少，我只是为了方便使用“64”。