使用JNI/C++代码从Java Socket进行通信

Question

我有一个Java应用程序，它创建一个socket与服务器进程通信，例如：new java.net.Socket(String host，int port)。这个应用还包括一堆遗留的C++代码，需要从该服务器中提取大量数据并进行处理。目前实现方式是通过本地代码创建自己的socket并连接到服务器，例如：

sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
struct hostent* hp = gethostbyname(host);
if (!hp)
{
  unsigned long addr = inet_addr(host);
  hp = gethostbyaddr((char *)&addr, sizeof(addr), AF_INET);
}

struct sockaddr_in name;
name.sin_family = AF_INET;
memcpy(&name.sin_addr, hp->h_addr, hp->h_length);
name.sin_port = htons(port);

connect(sock, (sockaddr*)&name, sizeof(name));

在具有多个网络接口的Windows vista/7机器上（例如有线和WiFi或VPN连接），这两个套接字可能会得到不同的本地地址。Java代码似乎选择了一个“更好”的接口（有线Gb enet = 更高的MTU？），而原生代码则获得了“默认”接口（插入一个USB WiFi设备，它就成为您的默认选项 - 很糟糕）。

这对我造成了一些问题，我认为细节并不重要。有两个问题：

1. 是否可以从JNI代码中重新使用Java Socket（可移植？假设使用Sun JDK）。这将完全避免此问题，但迄今为止，我没有看到任何与 java.net.Socket 相关的 JNI/native 代码互操作方法。 2. 鉴于第一个问题的答案可能是否定的，Java是如何创建该套接字（选择接口）的？代码片段受欢迎。我已经在 openjdk 中查找过，但没有找到我要找的内容。

谢谢， Chris

- Chris Morley

Answer 1

回答你的第一个问题：从本地代码中重用Java套接字是可能的，但我不建议这样做（你会将自己绑定到特定实现/版本的内部）; 但如果你真的必须这样做：使用反射来访问java.net.SocketImpl上的java.io.FileDescriptor，然后使用sun.misc.JavaIOFileDescriptorAccess的get方法获取本机套接字描述符。查看DualStackPlainSocketImpl.java）

回答你的第二个问题：在Windows上查找默认接口的Java算法是什么--检查net_util_md.c中的getDefaultIPv6Interface方法（不要被v6愚弄了--我相信它也用于v4）。

我建议你从C（JNI）代码或Java代码中打开并使用套接字，最好选择后者，因为你会发现清理和错误处理最好在管理套接字的代码中处理。在Java中打开套接字并从C（JNI）传递字节缓冲区的想法是完全合理的，对于合理的缓冲区大小和JNI代码中适当的解除分配，你应该不会遇到任何堆问题。

想想Java应用程序服务器如何处理大量数据，毫无问题。

- Zoran Regvart

---

谢谢Zoran，我会看一下。 - Chris Morley

-1 是建议不要在私有 JVM 实现细节上胡闹。可以在不诉诸这种暴行的情况下完成此操作。 - Geoff Reedy

你读了问题和我的回答吗？也许你想提供一个不需要访问私有JVM实现细节的解决方案？ - Zoran Regvart

"net_util_md.c"的代码库不再可用。 - Sam Ginrich

Answer 2

对于您的第一个问题，如果您在JNI代码中有一个java.net.Socket对象引用，则可以调用它的方法，因此可以通过套接字读取和写入数据。

- Daniel Earwicker

Answer 3

注意不要使用在JVM实现细节中探索的解决方案，它们可能会在未来或使用不同供应商的虚拟机时出现故障。有一种方法可以使用java.nio API进行可移植性操作。有一些方法可以在本地代码中与通道进行通信，而无需将缓冲区从Java堆复制到/从中复制。

基本思路是在您的Java代码中创建一个java.nio.SocketChannel以打开连接。然后在C++中使用NewDirectByteBuffer创建一个java.nio.ByteBuffer实例，该实例可以传递给通道实例的read/write方法。

请参阅Java 2 SDK版本1.4中引入的JNI增强功能和新I/O API了解详细信息。

- Geoff Reedy

Answer 4

你的第二个问题 -

你总是可以“绑定”到你想要的本地接口（只需要它的IP地址）

public void bind(SocketAddress addr) throws SocketException将此DatagramSocket绑定到特定的地址和端口

- Jay

---

在Java中调用bind并不是很有帮助——它已经选择了最佳接口。但是获取Java套接字的本地地址，然后在本地端调用bind来使用相同的接口似乎是一个合理的方法。 - Ben Voigt

Ben，那实际上是我所做的，但我有一个报告说本地套接字无法连接到服务器（在将其绑定到与Java套接字相同的本地地址后）。我还没有弄清楚为什么会失败，这就是我想看Java实现的原因。 - Chris Morley

Answer 5

我想不出Java为什么会选择比本地代码更好的“本地接口”的原因。它所做的只是调用本地代码，非常类似于您自己的操作。您可能看到的是顺序相关而不是与Java有关。

- user207421

---

我能想到一些原因，但我无法确定实际的原因是什么。尽管如此，正如Zoran所指出的那样，行为是不同的。Java代码使用SIO_ROUTING_INTERFACE_QUERY调用WSAIoctl以获取接口。此时，我倾向于彻底摆脱本机套接字代码。 - Chris Morley

没错，一切都归结于伯克利套接字。 - Sam Ginrich

Answer 6

您可以提供一个基于JNI函数的SocketImpl子类，该子类具有自己的FileDescriptor，以公开本地套接字。由于您在JNI中，因此无论如何都必须考虑平台（-抽象），但是您独立于Java实现，根据已接受的答案，这是主要风险。

您的SocketImpl类通过Socket.setSocketImplFactory()和适当的工厂部署。

- Sam Ginrich