如何从 InputStream 中读取二进制协议？

Question

我尝试从我的 Java 串行端口读取二进制协议。我使用RXTX library 从串口读取。

该协议是用于 GPS 接收器的 SiRF 二进制协议。结构是：

• 前两个字节是 0xA0 和 0xA2，它们定义了数据帧的开始
• 接下来的两个字节是有效载荷长度 n
• 接下来的 n 个字节是有效负载
• 最后两个字节是 0xB0 和 0xB3，它们定义了一个数据帧的结束

虽然这个结构很简单，但我无法正确读取数据。我尝试了两种不同的方法：

1. 我写了一个线程，它从InputStream 中读取数据并将输入与0xA0 进行比较。如果匹配，则线程读取下一个字节并与 0xA2 进行比较。如果再次匹配，它将读取接下来的两个字节并计算有效负载长度。之后，它读取长度为 n 字节的有效负载。最后，它读取最后两个字节并将它们与 0xB0 和 0xB3 进行比较。当一切都匹配时，它会从输入中创建一个十六进制字符串并将其保存到队列中。这是我的代码：

   try {
       byte[] size = new byte[2];
       byte[] checkSum = new byte[2];
       byte[] packet;
       int bytesRead = -1;
       while (in.available() > 0) {
           if (getInput() == 0xA0) {
               if (getInput() == 0xA2) {
                   System.out.print("160,162,");
                   bytesRead = in.read(size);
                   int payLoadLength = (size[0] << 8) | (size[1] & 0xFF);
                   byte[] payload = new byte[payLoadLength];
                   bytesRead = in.read(payload);
                   bytesRead = in.read(checkSum);
                   if (getInput() == 0xB0) {
                       if (getInput() == 0xB3) {
                   System.out.println("out");
                   packet = new byte[2 + 2 + payLoadLength + 2 + 2];
                   packet[0] = (byte) START_1;
                   packet[1] = (byte) START_2;
                   packet[2] = size[0];
                   packet[3] = size[1];
                   for (int i = 0; i < payload.length; i++) {
                       packet[i + 4] = payload[i];
                   }
                   packet[packet.length - 4] = checkSum[0];
                   packet[packet.length - 3] = checkSum[1];
                   packet[packet.length - 2] = (byte) END_1;
                   packet[packet.length - 1] = (byte) END_2;
                   StringBuffer hexString = new StringBuffer();
                   int[] output = new int[packet.length];
                   for (int i = 0; i < packet.length; i++) {
                       output[i] = 0xFF & packet[i];
                       hexString.append(Integer.toHexString(output[i]));
                   }
                   TransportMessage tm = new TransportMessage(hexString.toString());
                   boolean b = queue.offer(tm);
                   System.out.println(hexString.toString().toUpperCase());
                   if(!b)
                       System.err.println("TransportMessageQueue voll!");
               }
           } else {
               System.out.println();
           }
       }
   } 
       }
   } catch (IOException e) {
       System.out.println(e);
   }
   

   getInput() 只是从InputStream 中读取一个字节。

2. 我使用了来自 RXTX 库的 SerialPortEventListener。每当串行端口上发生某些事情时，就会触发一个 SerialPortEvent 并且我以与第一种方法类似的方式读取数据。

出于调试原因，我添加了几个 System.out.println() 调用以显示线程读取的确切内容，似乎我丢失了通过 InputStream 发送的所有数据帧的近一半。

我现在的问题是：从InputStream 读取此类协议的最佳方法是什么？在我看来，我必须让我的阅读工作与来自串行端口的数据同步，但我不知道如何在 Java 中做到这一点。

Answer 1

如果你使用 RXTX，你可以设置一个监听器，当数据可用时异步通知你：

serial.notifyOnDataAvailable(true);
serial.addEventListener(this);

public void serialEvent(final SerialPortEvent arg0) {
    try {
        if (arg0.getEventType() == SerialPortEvent.DATA_AVAILABLE) {
            //read from the input stream;
        }
    } catch (final Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

一般来说，当您从输入流中读取数据时，您应该抽象出“数据包”的概念，而不是使用“可用”函数——只需从数据包中读取足够的数据以确定其长度，然后只需使用“read(byte[])”将完整的数据包读入缓冲区。 （在更高级的说明中，“读取”可以读取比需要更少的字节，因此应该在循环中使用）。