快速Java二进制格式解析

Question

我经常在Java EE应用程序套件中处理不同的二进制文件格式，即读入某些类结构并将其写回。我需要进行以下操作：

• 读取单字节/短/ int / long，有时不同的字节序（小/大）

• 读取标志中的单个位，即

  | uint16_t | 4 bits | 4 bits | uint16_t |
  

  应该变得像

  a = stream.readUint16();
  byte tmp = stream.readUint8();
  b = (tmp & 0xf0) >> 4;
  c = (tmp & 0xf)
  d = stream.readUint16();
  

• 读取不同编码的字符串，有时是动态长度字符串，类似于\0结尾

• 在文件中搜索（查找由某些偏移读取所指示的数据），知道当前位置，知道我在当前数据块中解析了多少
• 最后，但并非最不重要的是，它应该很快;至少不比在C中声明typedef struct慢一个数量级，将其作为块读取并在内存中进行类型转换

到目前为止，我已经分析了我的选项并发现有：

• RandomAccessFile - 标准Java中最好的一个，具有正确的搜索和位置方法，字符串读取等，但由于缺少缓冲等操作，有时难以忍受。也没有对流的位级访问权限，也没有不同的字节顺序支持
• FileInputStream - 只能读取单个字节，必须手工重建原始数据类型;没有寻求
• *Reader相互作用 - 基本上，只能读取字节和字节数组，可以跳过，标记和重置，但如果多次搜索reset(); skip(seekAmount);
，它们往往会泄漏内存
• https://github.com/raydac/java-binary-block-parser - 几乎正是我正在寻找的 - 即格式的声明性规范然后，瞧，我有类，但它本质上是一个解释器，因此有两个主要问题:( a）在高要求的环境中速度很慢，（b）运行时生成的反射式风格存在多种类型安全问题
• http://preon.codehaus.org/ - 有很多很棒的评论，但似乎不再开发，网站已关闭：（

我搜索了Google，我搜索过StackOverflow。这个问题 - How to parse/encode binary message formats? - 解决了同样的问题，但是我没有非奇怪的非对齐位要求。

所以，问题是 - 我是否忽略了某些问题，并且有更好的解决方案可以解决所有我提到过的问题？

Answer 1

ByteBuffer拥有您需要的一切 它也可能是纯Java中最快的选择（不包括JNI，sun.misc.Unsafe等）。

• get，getShort，getInt等，以读取所有基本类型和字节数组;
• order在BIG_ENDIAN和LITTLE_ENDIAN之间切换;
• position寻求;
• CharsetEncoder，CharsetDecoder可以直接在ByteBuffer中编码/解码字符串;
• FileChannel.map创建映射到文件的ByteBuffer;
• Java堆和堆中的数据有两种ByteBuffers。

Answer 2

我讨厌建议这个解决方案，但鉴于您似乎对如何在C中执行此操作有一些了解，您可以在C中构建一个适当函数的库，然后用JNI包装它并在您的应用程序中使用它

也许这只是极少数情况下“适合原生”的情况适合您的用例？