常見問題
JavaComm 和 RxTX 安裝時(shí)有一些與眾不同的地方。強(qiáng)烈建議按照安裝說明一點(diǎn)點(diǎn)的安裝。如果安裝說明要求一個(gè)jar文件或一個(gè)共享庫必須在某一特定的文件夾下，那這就意味著需要嚴(yán)肅對(duì)待。如果說明要求一個(gè)特定的文件或設(shè)備需要擁有一個(gè)特定的所有權(quán)或訪問權(quán)，這也意味著需要嚴(yán)肅處理。很多安裝問題都只是因?yàn)闆]有按照安裝說明要求的去做而引起的。
特別要注意的是一些版本的JavaComm會(huì)帶有兩個(gè)安裝說明。一個(gè)用于java 1.2及以后的版本，一個(gè)用于java 1.1版本。使用錯(cuò)誤的安裝說明會(huì)導(dǎo)致不能工作的安裝結(jié)果。另一方面，TxTx的一些版本/構(gòu)件/包會(huì)包含不完全的說明。在這種情況下需要獲得相關(guān)的RxTx發(fā)布的源碼，它包含了完整的安裝說明。
另外要注意Windows的Jdk安裝程序會(huì)包含三個(gè)java虛擬機(jī)，因此會(huì)有三個(gè)擴(kuò)展文件夾。
- 一個(gè)作為JDK的組成部分。
- 一個(gè)作為與運(yùn)行JDK工具的JDK一起的私有JRE的一部分。
- 一個(gè)作為與運(yùn)行應(yīng)用程序的JDK一起的公共JRE的一部分。
更有甚者甚至?xí)械?個(gè)jre，它存在于\Windows的目錄結(jié)構(gòu)中。 JavaComm應(yīng)該作為擴(kuò)展被安裝到JDK和所有公共JRE中。
Webstart
JavaComm
關(guān)于JavaComm和RxTx的一個(gè)常見問題是它們不支持通過Java WebStart進(jìn)行安裝：JavaComm的臭名昭著是因?yàn)樾枰獙⒁粋€(gè)稱為javax.comm.properties的文件放到JDK lib目錄下，而這是不能通過Java WebStart完成的。很令人沮喪的是，對(duì)于該文件的需要是JavaComm中一些不必要的設(shè)計(jì)/決定所導(dǎo)致的惡果，而JavaComm的設(shè)計(jì)者們可以很容易地避免這種事情。Sun固執(zhí)地拒絕修正這個(gè)錯(cuò)誤，他們強(qiáng)調(diào)這個(gè)機(jī)制是必不可少的。他們是在睜著眼說瞎話，特別是當(dāng)提及JavaComm時(shí)，因?yàn)镴ava在很長一段時(shí)間內(nèi)擁有一個(gè)專門用于此類意圖的服務(wù)提供者架構(gòu)。
這個(gè)屬性文件中的內(nèi)容只有一行，即提供本地驅(qū)動(dòng)的java類名稱。
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driver=com.sun.comm.Win32Driver |
以下是一個(gè)可以通過Web Start部署JavaComm而無視那個(gè)傷腦筋的屬性文件的技巧。但它有嚴(yán)重的缺陷，并且在部署較新的JavaComm時(shí)可能會(huì)失?。绻鸖un會(huì)做一個(gè)新版本的話。
首先，關(guān)閉安全管理器（security manager）。Sun的一些蠢貨程序員覺得一遍又一遍地檢查可怕的javax.comm.properties文件的存在是很酷的事情，特別是當(dāng)它最初已經(jīng)被加載完成之后。這只是單純地檢查文件是否存在而不為其他原因。
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System.setSecurityManager(null); |
然后，當(dāng)初始化JavaComm API時(shí)，手動(dòng)初始化驅(qū)動(dòng)。
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String driverName = "com.sun.comm.Win32Driver"; // or get as a JNLP propertyCommDriver commDriver = (CommDriver)Class.forName(driverName).newInstance();commDriver.initialize(); |
RxTx
RxTx在某些平臺(tái)上需要改變串口設(shè)備的所有權(quán)和訪問權(quán)。這也是無法通過WebStart完成的事。
在程序啟動(dòng)時(shí)你應(yīng)該要求用戶作為超級(jí)用戶來執(zhí)行必要的設(shè)置。特別的，RxTx有一個(gè)模式匹配算法來驗(yàn)證“合法”的串口設(shè)備名。當(dāng)某人想使用不標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備，例如USB轉(zhuǎn)串口轉(zhuǎn)換器（USB-to-serial converter)時(shí)，這常會(huì)把事情弄砸。這個(gè)機(jī)制可以被系統(tǒng)屬性屏蔽掉。詳情參照RxTx的安裝說明。
JavaComm API
引言
Java官方串口通信API是JavaComm API。這個(gè)API不是Java 2標(biāo)準(zhǔn)版的組成部分，因而此API的實(shí)現(xiàn)需要單獨(dú)下載。不幸的是，JavaComm沒有獲得Sun足夠的重視，實(shí)際的維護(hù)時(shí)間也不是很長。Sun只是偶爾修復(fù)一些不重要的bug，卻沒有做過一些早已過期的重要檢修。
本節(jié)闡述JavaComm API的基本操作。所提供的源碼保持簡化以展示重點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中使用需要完善。
這章的源碼并不是唯一可用的示例代碼。很多例子中都包含JavaComm下載。這些例子幾乎包括比其API文檔更多的關(guān)于如何使用它的信息。不幸的是，Sun公司沒有任何真正的教程或一些說明文檔。因此，要理解這個(gè)API的機(jī)制，學(xué)習(xí)這些示例代碼是值得的，也仍需要學(xué)習(xí)這個(gè)API文檔。但最好的方法是，學(xué)習(xí)這些例子并運(yùn)用它們。由于缺少易用的應(yīng)用以及理解這些API的編程模型有困難，API通常備受抨擊。相比其名氣和功能，這個(gè)API更好，但僅此而已。
該API采用回調(diào)機(jī)制通知程序員有新數(shù)據(jù)到來。這也是學(xué)習(xí)這一機(jī)制的好主意，而不是依賴詢問端口。不像Java中的其他回調(diào)接口（如：在圖形界面），這個(gè)接口只允許一個(gè)監(jiān)聽器監(jiān)聽事件。如果多個(gè)監(jiān)聽器請(qǐng)求監(jiān)聽幾個(gè)事件，主監(jiān)聽器必須通過分派信息給其他二級(jí)監(jiān)聽器的方式來實(shí)現(xiàn)。
下載與安裝
下載
Sun公司的JavaComm網(wǎng)頁指向下載地址。在這個(gè)地址下，Sun當(dāng)前（2007年）提供了支持Solaris/SPARC、Solaris/x86已經(jīng)Linux x86的JavaComm 3.0版本。下載需要注冊一個(gè)Sun公司的賬戶。下載頁提供了注冊頁的鏈接。注冊的目的并不清楚。在為注冊時(shí)，用戶可下載JDK和JREs，但對(duì)于這幾乎微不足道的JavaComm，Sun公司在軟件分銷和出口方面卻援引法律條文和政府限制。
官方已不再提供JavaComm的Windows版本，并且Sun已經(jīng)違背了他們自己的產(chǎn)品死亡策略－不能在Java產(chǎn)品集中下載。但仍可以從這下載2.0的Windows版本(javacom 2.0).
安裝
按照與下載一起的安裝說明進(jìn)行安裝。一些版本的JavaComm 2.0會(huì)包含兩個(gè)安裝說明。這兩個(gè)說明間最明顯的區(qū)別是錯(cuò)誤的那個(gè)是用于古老的Java1.1環(huán)境的，而適用于Java 1.2（jdk1.2.html）的那個(gè)才是正確的。
Windows用戶可能不會(huì)意識(shí)到他們在不同的地方（一般是3到4個(gè)）安裝了同一個(gè)VM的副本。一些IDE和Java應(yīng)用程序可能也會(huì)帶有他們自己的私有JRE/JDK。所以JavaComm需要重復(fù)安裝到這些VM（JDK和JRE）中，這樣才能夠開發(fā)和執(zhí)行串口應(yīng)用程序。
IDE 都有代表性的IDE的方式來得知一個(gè)新的庫（類和文檔）。通常一個(gè)庫想JavaComm不僅需要被IDE識(shí)別，而且每個(gè)使用該庫的項(xiàng)目也應(yīng)當(dāng)識(shí)別。閱讀IDE的文檔，應(yīng)該注意老的JavaComm 2.0 版本以及JavaDoc API文檔使用的是Java 1.0 的Java Doc 布局。一些現(xiàn)代的IDE已經(jīng)不再認(rèn)識(shí)這些結(jié)構(gòu)并不能將JavaComm2.0的文檔集成到他們的幫助系統(tǒng)中了。在這種情況下需要一個(gè)外部的瀏覽器來閱讀文檔（推薦活動(dòng)）
一旦軟件安裝完成，它便會(huì)推薦測試樣例和JavaDoc 目錄。構(gòu)建并運(yùn)行樣例應(yīng)用來確認(rèn)安裝是否正確時(shí)很有道理的。樣例程序通常需要一些小的調(diào)整以便運(yùn)行在特別的平臺(tái)上（像改寫硬編碼的com端口標(biāo)識(shí)符）。在運(yùn)行一個(gè)樣例程序時(shí)最好有一些串行硬件，想cabling，零調(diào)制解調(diào)器，接線盒，一個(gè)真正的貓，PABX以及其他可用的設(shè)備。
Serial_Programming:RS-232 Connections 和Serial_Programming:Modems and AT Commands 提供了一些怎樣搭建串行應(yīng)用開發(fā)環(huán)境的信息。
找到預(yù)期的串口
當(dāng)用JavaComm串行編程時(shí)首先要做的三件事
- 枚舉JavaComm能訪問的所有串口（端口標(biāo)識(shí)）
- 從能訪問的端口標(biāo)識(shí)中選擇預(yù)期的端口標(biāo)識(shí)
- 通過端口標(biāo)識(shí)取得端口
枚舉和選擇期望的端口標(biāo)識(shí)在同一個(gè)循環(huán)中完成：
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import javax.comm.*;import java.util.*;...//// Platform specific port name, here= a Unix name//// NOTE: On at least one Unix JavaComm implementation JavaComm // enumerates the ports as "COM1" ... "COMx", too, and not// by their Unix device names "/dev/tty...". // Yet another good reason to not hard-code the wanted// port, but instead make it user configurable.//String wantedPortName = "/dev/ttya"; //// Get an enumeration of all ports known to JavaComm//Enumeration portIdentifiers = CommPortIdentifier.getPortIdentifiers();//// Check each port identifier if // (a) it indicates a serial (not a parallel) port, and// (b) matches the desired name.//CommPortIdentifier portId = null; // will be set if port foundwhile (portIdentifiers.hasMoreElements()){ CommPortIdentifier pid = (CommPortIdentifier) portIdentifiers.nextElement(); if(pid.getPortType() == CommPortIdentifier.PORT_SERIAL && pid.getName().equals(wantedPortName)) { portId = pid; break; }}if(portId == null){ System.err.println("Could not find serial port " + wantedPortName); System.exit(1);}//// Use port identifier for acquiring the port//...注意：JavaComm會(huì)從與其綁定的特定平臺(tái)相關(guān)的驅(qū)動(dòng)中獲得一個(gè)默認(rèn)的可訪問串口標(biāo)識(shí)列表。這個(gè)列表實(shí)際上不能通過JavaComm進(jìn)行配置。方法CommPortIdentifier.addPortName()是有誤導(dǎo)性的，因?yàn)轵?qū)動(dòng)類是與平臺(tái)相關(guān)的，而且它們的實(shí)現(xiàn)不是公共API的組成部分。依賴于驅(qū)動(dòng)，這個(gè)端口列表可能會(huì)在驅(qū)動(dòng)中進(jìn)行配置/擴(kuò)展。所以，如果JavaComm沒有找到某一特定端口，對(duì)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行一些改動(dòng)有時(shí)會(huì)有所幫助。某端口標(biāo)識(shí)符一旦被找到，就可以用它取得期望的端口：//// Use port identifier for acquiring the port//SerialPort port = null;try { port = (SerialPort) portId.open( "name", // Name of the application asking for the port 10000 // Wait max. 10 sec. to acquire port );} catch(PortInUseException e) { System.err.println("Port already in use: " + e); System.exit(1);}//// Now we are granted exclusive access to the particular serial// port. We can configure it and obtain input and output streams.//... |
初始化串口
串口的初始化是很直觀的。可以逐個(gè)地設(shè)置通信參數(shù)（波特率，數(shù)據(jù)位，停止位，奇偶校驗(yàn)），也可以使用方便的setSerialPortParams(...)方法一下把他們搞定。
作為初始化的一部分，通信的輸入輸出流可以在如下的示例中配置。
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import java.io.*;...//// Set all the params. // This may need to go in a try/catch block which throws UnsupportedCommOperationException//port.setSerialPortParams( 115200, SerialPort.DATABITS_8, SerialPort.STOPBITS_1, SerialPort.PARITY_NONE);//// Open the input Reader and output stream. The choice of a// Reader and Stream are arbitrary and need to be adapted to// the actual application. Typically one would use Streams in// both directions, since they allow for binary data transfer,// not only character data transfer.//BufferedReader is = null; // for demo purposes only. A stream would be more typical.PrintStream os = null;try { is = new BufferedReader(new InputStreamReader(port.getInputStream()));} catch (IOException e) { System.err.println("Can't open input stream: write-only"); is = null;}//// New Linux systems rely on Unicode, so it might be necessary to// specify the encoding scheme to be used. Typically this should// be US-ASCII (7 bit communication), or ISO Latin 1 (8 bit// communication), as there is likely no modem out there accepting// Unicode for its commands. An example to specify the encoding// would look like://// os = new PrintStream(port.getOutputStream(), true, "ISO-8859-1");//os = new PrintStream(port.getOutputStream(), true); //// Actual data communication would happen here// performReadWriteCode();////// It is very important to close input and output streams as well// as the port. Otherwise Java, driver and OS resources are not released.//if (is != null) is.close();if (os != null) os.close();if (port != null) port.close(); |
簡單數(shù)據(jù)傳輸
簡單地寫入數(shù)據(jù)
將數(shù)據(jù)寫入到串口與基本的java IO一樣簡單。但在你使用AT Hayes 協(xié)議時(shí)仍有一些注意事項(xiàng)：
- 不要在輸出流（OutputStream）中使用prinln（或其他自動(dòng)附加"\n"的方法）。調(diào)制解調(diào)器的AT Hayes協(xié)議使用"\r\n"作為分隔符（而不考濾底層的操作系統(tǒng)）。
- 寫入輸出流之后，如果調(diào)制解調(diào)器設(shè)置了回顯命令行，輸入流的緩沖區(qū)會(huì)存有發(fā)送的指令的復(fù)述（有換行）和另一個(gè)換行（"AT"指令的響應(yīng)）。所以做為寫操作的一部分，要確保清理輸入流中的這種信息（實(shí)際上它可以用于查錯(cuò)）。
- 當(dāng)使用Reader/Writer（不是個(gè)好主意）時(shí)，最少要設(shè)置字符編碼為US-ASCII而不是使用系統(tǒng)平臺(tái)的默認(rèn)編碼，否則程序可能不會(huì)運(yùn)行。
- 因?yàn)槭褂谜{(diào)制解調(diào)器的主要操作是傳輸原始數(shù)據(jù)，與調(diào)制解調(diào)器的通信應(yīng)該使用輸入/輸出流，而不是Reader/Writer.
Clipboard
To do:
解釋如何在同一個(gè)流中混合二進(jìn)制與字符的輸入輸出
修改示例程序使其使用流
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// Write to the output os.print("AT");os.print("\r\n"); // Append a carriage return with a line feedis.readLine(); // First read will contain the echoed command you sent to it. In this case: "AT"is.readLine(); // Second read will remove the extra line feed that AT generates as output |
簡單的數(shù)據(jù)讀取（輪詢）
如果你正確的使用了寫操作（如上所述），讀操作只需簡單的一條命令。
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// Read the responseString response = is.readLine(); // if you sent "AT" then response == "OK" |
簡單讀寫的問題
上一節(jié)中演示的簡單串口讀寫有很嚴(yán)重的缺陷。所有的操作都是通過阻塞I/O完成的。這意味著當(dāng)沒有可讀數(shù)據(jù)時(shí)，或輸出緩沖區(qū)滿（設(shè)備不能接受更多數(shù)據(jù)）時(shí)：
讀寫方法（在前面示例中的是os.print()或is.readLine()）不會(huì)返回， 導(dǎo)致應(yīng)用程序被暫停。更準(zhǔn)確地說，讀寫線程被阻塞了。如果那個(gè)線程是應(yīng)用程序主線程的話，應(yīng)用程序會(huì)停止直到阻塞條件被釋放（即有可讀數(shù)據(jù)到達(dá)或設(shè)備重新接受數(shù)據(jù)）。
除非應(yīng)用程序是最原始的那種，否則程序被阻塞是絕不允許的。例如，最起碼也要能讓用戶取消通信操作。這需要使用非阻塞I/O或異步I/O。然而JavaComm是基于Java的標(biāo)準(zhǔn)阻塞I/O系統(tǒng)(InputStream,OutputStream)的，但可以采用稍后展示的一個(gè)變形技巧。
所謂的"變形技巧"是JavaComm通過事件通知機(jī)制為異步I/O提供的有限的支持。但在Java中要在阻塞I/O的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)非阻塞I/O的常用解決方案是使用線程。對(duì)于串口寫操作這個(gè)方案是切實(shí)可行的，強(qiáng)烈建議使用一個(gè)單獨(dú)的線程對(duì)串口進(jìn)行寫操作－盡管已經(jīng)使用了事件通知機(jī)制，這稍后會(huì)做出解釋。
讀操作也應(yīng)該在一個(gè)單獨(dú)的線程中進(jìn)行處理，但如果采用了JavaComm的事件通知機(jī)制這也不是必須的?？偨Y(jié)：
讀操作使用事件通知和/或單獨(dú)線程；
寫操作都要使用單獨(dú)線程，可選用事件通知機(jī)制。
接下來的部分會(huì)介紹一些其他細(xì)節(jié)。
事件驅(qū)動(dòng)串行通信
引言
JavaComm API提供了事件通知機(jī)制以克服阻塞I/O帶來的問題。但在這個(gè)典型的Sun方式中這個(gè)機(jī)制也有問題的。
原則上一個(gè)應(yīng)用程序可以注冊事件監(jiān)聽器到一個(gè)特定的串口以接收發(fā)生在這個(gè)端口上的重要事件的通知。讀寫數(shù)據(jù)的兩個(gè)最有意思的事件類型是
javax.comm.SerialPortEvent.DATA_AVAILABLE和 javax.comm.SerialPortEvent.OUTPUT_BUFFER_EMPTY.
但這也帶來了兩個(gè)問題：
- 每個(gè)串口只能注冊一個(gè)事件監(jiān)聽器。這會(huì)強(qiáng)制程序員編寫"巨大"的監(jiān)聽器，它以接收到的事件類型來區(qū)分要進(jìn)行的操作。
- OUTPUT_BUFFER_EMPTY是一個(gè)可選的事件類型。Sun在文檔中隱晦地提到JavaComm的實(shí)現(xiàn)不一定都會(huì)支持產(chǎn)生這個(gè)事件類型。
在進(jìn)行詳細(xì)討論前，下一節(jié)將會(huì)演示實(shí)現(xiàn)和注冊一個(gè)串口事件處理器的主要方式。要記住一個(gè)串口只能有一個(gè)事件處理器，而且它要處理所有可能的事件。
設(shè)置串行事件處理器
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import javax.comm.*; /** * Listener to handle all serial port events. * * NOTE: It is typical that the SerialPortEventListener is implemented * in the main class that is supposed to communicate with the * device. That way the listener has easy access to state information * about the communication, e.g. when a particular communication * protocol needs to be followed. * * However, for demonstration purposes this example implements a * separate class. */class SerialListener implements SerialPortEventListener { /** * Handle serial events. Dispatches the event to event-specific * methods. * @param event The serial event */ @Override public void serialEvent(SerialPortEvent event){ // // Dispatch event to individual methods. This keeps this ugly // switch/case statement as short as possible. // switch(event.getEventType()) { case SerialPortEvent.OUTPUT_BUFFER_EMPTY: outputBufferEmpty(event); break; case SerialPortEvent.DATA_AVAILABLE: dataAvailable(event); break; /* Other events, not implemented here -> case SerialPortEvent.BI: breakInterrupt(event); break; case SerialPortEvent.CD: carrierDetect(event); break; case SerialPortEvent.CTS: clearToSend(event); break; case SerialPortEvent.DSR: dataSetReady(event); break; case SerialPortEvent.FE: framingError(event); break; case SerialPortEvent.OE: overrunError(event); break; case SerialPortEvent.PE: parityError(event); break; case SerialPortEvent.RI: ringIndicator(event); break;<- other events, not implemented here */ } } /** * Handle output buffer empty events. * NOTE: The reception of this event is optional and not * guaranteed by the API specification. * @param event The output buffer empty event */ protected void outputBufferEmpty(SerialPortEvent event) { // Implement writing more data here } /** * Handle data available events. * * @param event The data available event */ protected void dataAvailable(SerialPortEvent event) { // implement reading from the serial port here }} |
監(jiān)聽器一旦實(shí)現(xiàn)，即可用來監(jiān)聽特定的串口事件。要做到如此，需要為串口添加一個(gè)監(jiān)聽器實(shí)例。此外，每個(gè)事件類型的接收需要進(jìn)行單獨(dú)申請(qǐng)。
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SerialPort port = ...;...//// Configure port parameters here. Only after the port is configured it// makes sense to enable events. The event handler might be called immediately// after an event is enabled.... //// Typically, if the current class implements the SerialEventListener interface// one would call//// port.addEventListener(this);//// but for our example a new instance of SerialListener is created://port.addEventListener(new SerialListener()); //// Enable the events we are interested in//port.notifyOnDataAvailable(true);port.notifyOnOutputEmpty(true); /* other events not used in this example ->port.notifyOnBreakInterrupt(true);port.notifyOnCarrierDetect(true);port.notifyOnCTS(true);port.notifyOnDSR(true);port.notifyOnFramingError(true);port.notifyOnOverrunError(true);port.notifyOnParityError(true);port.notifyOnRingIndicator(true);<- other events not used in this example */ |
數(shù)據(jù)寫入
使用單獨(dú)分離的進(jìn)程進(jìn)行數(shù)據(jù)寫入只有一個(gè)目的：避免整個(gè)應(yīng)用程序塊由于某一個(gè)串口未準(zhǔn)備好寫數(shù)據(jù)而鎖定。
一個(gè)簡單的，線程安全的環(huán)形緩沖區(qū)實(shí)現(xiàn)
使用一個(gè)獨(dú)立于主程序線程的線程進(jìn)行寫操作，表明需要某種方式將要寫入的數(shù)據(jù)從主應(yīng)用線程（主線程）提交給寫線程。這可以采用一個(gè)共享的異步事件緩沖區(qū)，例如一個(gè)byte數(shù)組。另外，主程序還需要某種方式?jīng)Q定是否可以往數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中寫數(shù)據(jù)或者數(shù)據(jù)緩沖區(qū)是否已經(jīng)滿了。如果數(shù)據(jù)緩沖區(qū)已滿，表明串口還沒有準(zhǔn)備好寫操作，并且要輸出的數(shù)據(jù)正在排隊(duì)。主程序需要在共享數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中輪詢可用的新的空閑空間。然而，在主程序輪詢的間隙可以做些其他的事，例如更新用戶界面（GUI），提供一個(gè)可以退出發(fā)送數(shù)據(jù)的命令提示等等。
乍一看PipedInputStream/PipedOutputStream對(duì)于這種通信是一個(gè)不錯(cuò)的主意。但如果管道流真的有用的話那Sun就不是Sun了。如果與之對(duì)應(yīng)的PipedOutputStream沒有及時(shí)清理的話，PipedInputStream會(huì)發(fā)生阻塞，進(jìn)而會(huì)阻塞應(yīng)用程序線程。就算使用獨(dú)立線程也避免不了。而java.nio.Pipe也有與此相同的問題。它的阻塞行為與平臺(tái)相關(guān)。而將JavaComm使用的傳統(tǒng)I/O改為NIO也不是很好。
在本文中采用了一個(gè)很簡單的同步的環(huán)形緩沖區(qū)來進(jìn)行線程間數(shù)據(jù)傳遞。在現(xiàn)實(shí)世界中的應(yīng)用程序很可能會(huì)使用更加復(fù)雜的緩沖區(qū)實(shí)現(xiàn)。例如在一個(gè)現(xiàn)實(shí)世界的實(shí)現(xiàn)需要以輸入輸出流的視角操作緩沖區(qū)。
如此一個(gè)環(huán)形緩沖器并沒有什么特別的，在線程處理方面，也沒有特別的屬性。它只是用來這里用來提供數(shù)據(jù)緩沖的一個(gè)簡單數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。這里已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了該緩沖器，以確保訪問該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是線程安全的。
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/** * Synchronized ring buffer. * Suitable to hand over data from one thread to another. **/public class RingBuffer { /** internal buffer to hold the data **/ protected byte buffer[]; /** size of the buffer **/ protected int size; /** current start of data area **/ protected int start; /** current end of data area **/ protected int end; /** * Construct a RingBuffer with a default buffer size of 1k. */ public RingBuffer() { this(1024); } /** * Construct a RingBuffer with a certain buffer size. * @param size Buffer size in bytes */ public RingBuffer(int size) { this.size = size; buffer = new byte[size]; clear(); } /** * Clear the buffer contents. All data still in the buffer is lost. */ public void clear() { // Just reset the pointers. The remaining data fragments, if any, // will be overwritten during normal operation. start = end = 0; } /** * Return used space in buffer. This is the size of the * data currently in the buffer. * <p> * Note: While the value is correct upon returning, it * is not necessarily valid when data is read from the * buffer or written to the buffer. Another thread might * have filled the buffer or emptied it in the mean time. * * @return currently amount of data available in buffer */ public int data() { return start <= end ? end - start : end - start + size; } /** * Return unused space in buffer. Note: While the value is * correct upon returning, it is not necessarily valid when * data is written to the buffer or read from the buffer. * Another thread might have filled the buffer or emptied * it in the mean time. * * @return currently available free space */ public int free() { return start <= end ? size + start - end : start - end; } /** * Write as much data as possible to the buffer. * @param data Data to be written * @return Amount of data actually written */ int write(byte data[]) { return write(data, 0, data.length); } /** * Write as much data as possible to the buffer. * @param data Array holding data to be written * @param off Offset of data in array * @param n Amount of data to write, starting from . * @return Amount of data actually written */ int write(byte data[], int off, int n) { if(n <= 0) return 0; int remain = n; // @todo check if off is valid: 0= <= off < data.length; throw exception if not int i = Math.min(remain, (end < start ? start : buffer.length) - end); if(i > 0) { System.arraycopy(data, off, buffer, end, i); off += i; remain -= i; end += i; } i = Math.min(remain, end >= start ? start : 0); if(i > 0 ) { System.arraycopy(data, off, buffer, 0, i); remain -= i; end = i; } return n - remain; } /** * Read as much data as possible from the buffer. * @param data Where to store the data * @return Amount of data read */ int read(byte data[]) { return read(data, 0, data.length); } /** * Read as much data as possible from the buffer. * @param data Where to store the read data * @param off Offset of data in array * @param n Amount of data to read * @return Amount of data actually read */ int read(byte data[], int off, int n) { if(n <= 0) return 0; int remain = n; // @todo check if off is valid: 0= <= off < data.length; throw exception if not int i = Math.min(remain, (end < start ? buffer.length : end) - start); if(i > 0) { System.arraycopy(buffer, start, data, off, i); off += i; remain -= i; start += i; if(start >= buffer.length) start = 0; } i = Math.min(remain, end >= start ? 0 : end); if(i > 0 ) { System.arraycopy(buffer, 0, data, off, i); remain -= i; start = i; } return n - remain; }} |
通過使用該環(huán)形緩沖器，你現(xiàn)在可以以一種可控的方式從一個(gè)線程提交數(shù)據(jù)到另一個(gè)線程。當(dāng)然，其他線程安全、非阻塞式的方法同樣可以。這里的關(guān)鍵點(diǎn)在于當(dāng)緩沖區(qū)已滿或者緩沖區(qū)為空時(shí)，數(shù)據(jù)的讀寫不會(huì)造成堵塞。
根據(jù)在 "建立一個(gè)串口事件處理器"小節(jié)演示的事件處理器的輪廓，你可以使用在"一個(gè)簡單的，線程安全的環(huán)形緩沖區(qū)實(shí)現(xiàn)"小節(jié)中介紹的共享環(huán)形緩沖區(qū)以支持OUTPUT_BUFFER_EMPTY事件。不是所有的JavaComm實(shí)現(xiàn)都支持這個(gè)事件，所以這段代碼可能永遠(yuǎn)也不會(huì)被調(diào)用。但如果可以，它是確保最佳數(shù)據(jù)吞吐量的一部分，因?yàn)樗梢允勾诓粫?huì)長時(shí)間處于空閑狀態(tài)。
事件監(jiān)聽器的輪廓需要提供一個(gè)outputBufferEmpty()方法，它的實(shí)現(xiàn)如下：
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RingBuffer dataBuffer = ... ;/*** Handle output buffer empty events.* NOTE: The reception is of this event is optional and not* guaranteed by the API specification.* @param event The output buffer empty event*/protected void outputBufferEmpty(SerialPortEvent event) {} |
下面的示例假設(shè)數(shù)據(jù)的目的地是某個(gè)文件。當(dāng)數(shù)據(jù)到達(dá)時(shí)它會(huì)被從串口中取出并寫入目的文件。這只是個(gè)精簡化的視圖，因?yàn)閷?shí)際上你需要檢查數(shù)據(jù)的EOF標(biāo)識(shí)以將調(diào)制解調(diào)器（通常稱為“貓”）重置為命令模式。
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import javax.comm.*;...InputStream is = port.getInputStream();BufferedOutputStream out = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("out.dat"));/** * Listen to port events */class FileListener implements SerialPortEventListener { /** * Handle serial event. */ void serialEvent(SerialPortEvent e) { SerialPort port = (SerialPort) e.getSource(); // // Discriminate handling according to event type // switch(e.getEventType()) { case SerialPortEvent.DATA_AVAILABLE: // // Move all currently available data to the file // try { int c; while((c = is.read()) != -1) { out.write(c); } } catch(IOException ex) { ... } break; case ...: ... break; ... } if (is != null) is.close(); if (port != null) port.close(); } |
調(diào)制解調(diào)器控制
JavaComm主要關(guān)心的是一個(gè)串口的處理和串口上數(shù)據(jù)的傳送。它不懂或者提供對(duì)高層協(xié)議的支持，比如Hayes調(diào)制解調(diào)指令通常用來控制客戶級(jí)的貓。這不是JavaComm的任務(wù)，也就不是一個(gè)bug。
如同其他特別的串行設(shè)備，如果希望由JavaComm控制一個(gè)貓，那么就得在JavaComm上寫必要的代碼。頁面"Hayes-compatible Modems and AT Commands"提供了處理Hayes貓的必要的基本信息。
一些操作系統(tǒng)，像Windows或某一Linux對(duì)于如何配置一個(gè)特別類型或牌子的貓的控制命令提供了一個(gè)或多或少標(biāo)準(zhǔn)的方式。例如，Windows貓的“驅(qū)動(dòng)”通常只是注冊入口，描述一個(gè)個(gè)別的貓（真正的驅(qū)動(dòng)是一個(gè)通用的串行調(diào)制解調(diào)驅(qū)動(dòng)）。JavaComm沒法獲取這樣的操作系統(tǒng)的具體的數(shù)據(jù)。因此，要么必須提供一個(gè)單獨(dú)的java工具來允許用戶為使用個(gè)別的貓去配置一個(gè)應(yīng)用，要么就添加一些相應(yīng)平臺(tái)的（本地的）代碼。
RxTx
概述與版本
由于Sun沒有為Linux提供JavaComm的參考實(shí)現(xiàn)，人們?yōu)閖ava和linux開發(fā)了RxTx。后來RxTx被移植到了其他平臺(tái)。最新版本的RxTx已知可運(yùn)行在100種以上平臺(tái)，包括Linux, Windows, Mac OS, Solaris 和其他操作系統(tǒng)。
RxTx可以獨(dú)立于JavaComm API使用，也可以作為所謂的Java Comm API服務(wù)者。如果采用后者還需要一個(gè)稱為JCL的封裝包。JCL和RxTx通常與Linux/Java發(fā)行版打包在一起，或者JCL完全與代碼集成在一起。所以，在一個(gè)個(gè)地下載他們之前，看一看Linux發(fā)行版的CD是值得的。
由于Sun對(duì)JavaComm的有限的支持和不適當(dāng)?shù)奈臋n，放棄JavaComm API，轉(zhuǎn)而直接使用RxTx而不是通過JCL封裝包似乎成為了一種趨勢。然而RxTx的文檔是很稀少的。特別是RxTx開發(fā)者喜歡將他們的版本和包內(nèi)容弄得一團(tuán)糟（例如使用或未使用集成的JCL）。從1.5版本開始，RxTx包含了公共JavaComm類的替代類。由于法律原因，他們沒有在java.comm包中，而是在gui.io包下。然而現(xiàn)存的兩個(gè)版本的打包內(nèi)容有很大差別。
- RxTx 2.0
- 這個(gè)版本的RxTx 主要用作JavaComm提供者。它應(yīng)該源自于RxRx 1.4，這是RxTx添加gui.io包之前的版本。
- RxTx 2.1
- 這個(gè)版本的RxTx包含了一個(gè)完整的代替java.comm的gnu.io包。它應(yīng)該源自于RxTx 1.5，這是支持gnu.io的起始版本。
因此，如果你想對(duì)原始的JavaComm API 編程的話你需要
Sun JavaComm 通用版。撰寫本文時(shí)實(shí)際上就是Unix包（包含對(duì)各種類Unix系統(tǒng)的支持，像Linux或Solaris）即使在Windows上，這個(gè)Unix包也是需要用來提供java.comm的通用實(shí)現(xiàn)的。只用用Java實(shí)現(xiàn)那部分會(huì)被用到，然而Unix的本地庫會(huì)被忽略的。
RxTx 2.0， 為了能在JavaComm通用版本下有不同的提供者，不同于JavaComm包下的那個(gè)。然而，如果你只想用gnu.io替換包，那么你只需要將一個(gè)JavaComm應(yīng)用轉(zhuǎn)換成RxTx應(yīng)用。
如果你是對(duì)Sun公司放棄使JavaComm支持Windows這一行為感到失望的眾多成員中的一個(gè)，那么你應(yīng)該將你的JavaComm應(yīng)用轉(zhuǎn)到RxTx上來。如你在上面所看到的，這里有兩種方式來完成這件事，假設(shè)你已經(jīng)安裝了RxTx的某一版本，那么下面的選項(xiàng)可選其一：
- 使用RxTx 2.0作為JavaComm接口的實(shí)現(xiàn)
- 將應(yīng)用移植到RxTx 2.1環(huán)境上
上面的第一項(xiàng)在前面已經(jīng)解釋，第二項(xiàng)也相當(dāng)簡單。對(duì)于需要將JavaComm應(yīng)用移植到RxTx 2.1上來的人，只需要將應(yīng)用源代碼中所有對(duì)“java.comm”包的引用換成“gnu.io”包，如果原始的JavaComm應(yīng)用編寫恰當(dāng)，這里就沒有其他的事情需要去做。
在Unix平臺(tái)上，RxTx 2.1甚至提供了工具“contrib/ChangePackage.sh”去在源代碼樹形結(jié)構(gòu)中執(zhí)行全局的替換，這樣的替換在其他的平臺(tái)很容易使用支持重構(gòu)功能的IDE（集成開發(fā)環(huán)境）來完成。
