使用 Java 通过 Windows 上的外部应用程序管道数据

Posted 2023-02-16

【中文标题】使用 Java 通过 Windows 上的外部应用程序管道数据

【英文标题】：Piping data through an external application on Windows using Java

【发布时间】：2011-01-20 18:52:36

【问题描述】：

我有一个带有 InputStream 的 Java 应用程序，它将数据复制到 OutputStream。我想使用 FreeArc 压缩来自 InputStream 的数据，然后再将其写入 OutputStream。

问题是没有针对 FreeArc 的 Java-API。因此，我需要以某种方式通过命令行 exe 对其进行管道传输。 IE。我必须欺骗 FreeArc，当它实际上是从我的 InputStream 读取并写入我的 OutputStream 时，它正在读取和写入两个文件。在 Unix 上这很简单，但我必须在 Windows 上进行。

你建议我怎么做？有没有办法在 Java 中访问 Windows 的命名管道，或者我可以通过套接字来访问？还有什么？这将完成 ~1/sec，因此开销不能太高。

【问题讨论】：

您需要哪种压缩方式？

我使用 FreeArc 是因为它的性能。我评估了 7-Zip 的 Java 版本，它太慢了。因此，我正在尝试这样做，看看它是否可以实现更好的性能。

您会使用不同的方法来压缩数据，还是除了 FreeArc 没有其他选择？

【参考方案1】：

如果 freearc 可以从标准输入接收输入并将输出发送到标准输出，则可以使用ProcessBuilder 调用命令，返回的Process 实例将公开外部进程的标准输入和输出。

【讨论】：

谢谢，但不幸的是，它看起来不像 FreeArc 支持。

【参考方案2】：

这是一个示例，取自旨在通过 GhostScript 将 EPS 转换为 PDF 的代码：

  // Start the script as OS process.
  ProcessBuilder pb = new ProcessBuilder(gsExecutable, pdfFileName, epsFile.getName());
  pb.directory(gsDir);
  pb.redirectErrorStream(true);
  Process proc = pb.start();
  final InputStream stdErrInStream = proc.getErrorStream();
  final InputStream stdOutInStream = proc.getInputStream();

  // Read the STDERR-Stream.
  String className = EpsToJpegConverter.class.getName();
  final ByteArrayOutputStream stdErrOutStream = new ByteArrayOutputStream();
  new Thread(new Runnable() 
    @Override
    public void run() 
      try 
        byte[] buf = new byte[16];
        int len = -1;
        while ((len = stdErrInStream.read(buf)) != -1) 
          stdErrOutStream.write(buf, 0, len);
        
        stdErrFertig = true;
       catch (IOException e) 
        log.error(e.getLocalizedMessage(), e);
      
    
  , className + " Script STDERR Reader").start();

  // Read the STDOUT-Stream.
  final ByteArrayOutputStream stdOutOutStream = new ByteArrayOutputStream();
  new Thread(new Runnable() 
    @Override
    public void run() 
      try 
        byte[] buf = new byte[4096];
        int len = -1;
        while ((len = stdOutInStream.read(buf)) != -1) 
          stdOutOutStream.write(buf, 0, len);
        
        stdOutFertig = true;
       catch (IOException e) 
        log.error(e.getLocalizedMessage(), e);
      
    
  , className + " Script STDOUT Reader").start();

  // Wait for the process to finish.
  int waitFor = proc.waitFor();
  if (waitFor != 0) 
    // If an error occured, the return code is != 0.
    // In this case wait for the reading threads to finish.
    while (!stdOutFertig || !stdErrFertig) 
      Thread.sleep(100);
    
    throw new EpsConverterException("Das Konvertierungsscript " + gsExecutable
        + " wurde nicht erfolgreich ausgeführt.\nStandardausgabe:\n" + new String(stdOutOutStream.toByteArray())
        + "\nFehlerausgabe:\n" + new String(stdErrOutStream.toByteArray()));
  

HTH。

编辑： 也许读取转换后的图像字节的代码也很有趣：

  // If everything worked out ok, read the PDF.
  pdfFile = new File(gsDir, pdfFileName);
  FileInputStream pdfInStream = new FileInputStream(pdfFile);
  int len = -1;
  byte[] buf = new byte[4096];
  ByteArrayOutputStream pdfBAOS = new ByteArrayOutputStream(65535);
  while ((len = pdfInStream.read(buf)) != -1) 
    pdfBAOS.write(buf, 0, len);
  
  pdfInStream.close();

  byte[] res = pdfBAOS.toByteArray();
  return res;

【讨论】：

看起来您的代码假定输出已写入 STDOUT。我的问题是 FreeArc 不这样做。它写入文件。因此，我需要以某种方式重定向它。

以上代码的作用是为 GS 可执行文件提供两个文件名：EPS 输入和要写入 PDF 的路径。 STDOUT 和 STDERR 仅用于在 GS 失败时打印错误消息。如果 GS 成功，代码（未显示）随后读取 GS 生成的文件。

是的，那种显而易见的解决方案。我想在不写入文件系统的情况下解决这个问题。这就是我想重定向它的原因。

我不确定是否可以在两个进程之间以另一种方式传输数据，其中一个是 JVM，而 FreeArc 方面没有一些像样的 API。

也许您可以使用 JNI 将某些东西一起破解，并将 FreeArc 作为库嵌入，当您的程序打算独立于平台时，这可能会很痛苦。

【参考方案3】：

我建议使用作为 J2SE 库一部分的 ZIP 压缩（请参阅 java.util.zip 文档），除非使用 FreeArc 有巨大的性能优势（比如 1 秒与 10 秒），或者 ZIP 不能提供良好的足够的压缩。如果您热衷于使用 FreeArc，有几种不同复杂度的选项：

将输入转储到文件，使用ProcessBuilder 对其运行实用程序，然后将压缩文件传输到输出。您应该使用 NIO 通道而不是流 - 这可能会稍微减少 IO 开销（尤其是发送出去）。这是您使用纯 Java 唯一可以做的事情，而且在性能方面显然不是最好的。 使用 JNI + 原生 FreeArc API（如果有的话，它允许对流/字节缓冲区进行操作）。 使用 JNI + 原生 Windows API 创建一个命名管道，将您的应用程序和 FreeArc 连接起来，然后您可以像使用常规文件一样使用它。

最后，如果输入或输出都是文件，则可以减少文件 IO。例如。如果您从文件中读取 - 只需直接对其运行 FreeArc，然后将压缩文件发送到输出。 此外，如果 a) 数据大小相对较小 - 可能高达几兆，则可能不值得这么麻烦；或 b) 压缩不会显着减少它