ByteBuffer/IntBuffer/ShortBuffer Java 类速度快吗？

Question

我正在开发一个 Android 应用程序（显然是用 Java 编写的），并且最近更新了我的 UDP 读取器代码。在这两个版本中，我设置了一些缓冲区并接收 UDP 数据包：

byte[] buf = new byte[10000];
short[] soundData = new short[1000];
DatagramPacket packet = new DatagramPacket (buf, buf.length);
socket.receive (packet);

在初始版本中，我一次一个字节地将数据重新组合在一起（实际上是 16 个 PCM 音频数据）：

for (int i = 0; i < count; i++)
    soundData[i] = (short) (((buf[k++]&0xff) << 8) + (buf[k++]&0xff));

在更新版本中，我使用了一些很酷的 Java我开始时不知道的工具：

bBuffer  = ByteBuffer.wrap (buf);
sBuffer  = bBuffer.asShortBuffer();
sBuffer.get (soundData, 0, count);

在这两种情况下，“count”都被正确填充（我检查过）。然而，我的流音频似乎出现了新问题——也许处理速度不够快——这对我来说没有任何意义。显然，缓冲区代码被编译成多于三个的 JVM 代码语句，但当我开始时，第二个版本会比第一个版本更快，这似乎是一个合理的假设。

显然，我并不坚持我的代码必须使用 Java NIO 缓冲区，但至少乍一看，这样做似乎是一个“最好的选择”。

有人对快速、简单的 Java UDP 阅读器有任何建议吗？是否有普遍接受的“最佳方法”？

谢谢， R。

Answer 1

一般来说，直接使用基本类型比使用对象更有效，因为您可以避免创建对象、函数调用等的一些开销。

除了速度之外，还有其他原因使用实用程序对象：方便、安全、等等。

在这种特殊情况下测试差异的最佳方法是实际测量它。使用大数据集尝试这两种方法并计时。然后，您可以决定在这种情况下是否值得获得这些好处。

您还可以使用 Android 的分析器来查看问题的真正所在。请参阅 TraceView。

Answer 2

我将使用 DataInputStream 来完成此任务，将其包裹在字节数组周围的 ByteArrayInputStream 中。将移位封装在 readShort() 中，而无需 ByteBuffer 的开销。

或者，您可以通过 DatagramChannel 直接读入 DirectByteBuffer，而不是使用 DatagramPacket 和 DatagramPacket。数据报套接字。目前您正在使用 java.net 和 java.nio 的混合体。

我不认为这两种方法之间存在重大性能差异，但我希望它们都比您的混合方法更快。

Answer 3

如果不是将数据包读入字节数组（将数据从本机缓冲区复制到数组中），然后将其包装在新的 ByteBuffer 中（创建一个新对象）并转换为 ShortBuffer（创建一个新对象）您只设置一次对象并避免了复制。

您可以通过使用 DatagramChannel.socket() 创建套接字，然后照常连接它并使用 socket.getChannel() 获取 DatagramChannel 对象来完成此操作。该对象将允许您将数据包直接读入现有的 ByteBuffer（您应该使用 ByteBuffer.allocateDirect 创建它以获得最大效率）。然后，您可以仅使用一次 asShortBuffer() 将数据创建为 Shorts 视图，并在每次重新填充 ByteBuffer 后从该 ShortBuffer 中读取数据。

因此，代码如下所示：

 DatagramSocket socket = DatagramChannel.socket();
 // code to connect socket
 DatagramChannel channel = socket.getChannel();
 ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocateDirect (10000);
 // you may want to invoke buffer.order(...) here to tell it what byte order to use
 ShortBuffer shortBuf = buffer.asShortBuffer();

 // in your receive loop:
 buffer.clear();
 channel.receive(buffer);
 shortBuf.position(0).limit(buffer.position()/2); // may ignore a byte if odd number received
 shortBuf.get(soundBuf,0,shortBuf.limit());

您应该发现这比以前的代码更有效，因为它避免了数据的整个副本，并且格式转换是通过手动优化的代码来处理的，而不是由编译器生成的字节操作来处理，这可能不是最佳的。如果您使用平台本机字节顺序，效率会更高（我相信Android在所有可用平台上使用小端字节顺序，并且上面的代码似乎是大端字节顺序，所以这可能是不可能的对于你来说），在这种情况下，shortBuf.get() 就变成了直接内存复制。