Java 编程技术综合性知识库 - File、IO、反射、序列化、安全、单例、JSON、FFmpeg/JMF、WASM(WebAssembly)
主要
sun.misc.Unsafe 于 JDK 23 删除，作用已被 VarHandle API 和 外部函数和内存 API 取代。
SerializedLambda 用于 Lambda 序列化，可以提取 User::getName 方法引用的 Name 字样。
record入参过多优化：
public record Extra (string Address,string Email,int Age);
public record Person(string FirstName, string LastName, Extra e);
死记：
Math.toIntExact(123L) 不会像 Long.valueOf(123L).intValue() 返回溢出值，若超出范围则直接抛异常。
常用库
解析字符串中的URL - https://github.com/URL-Detector/URL-Detector
Markdown to HTML - implementation("org.commonmark:commonmark:0.24.0")
音视频处理库 FFmpeg JavaCV - https://github.com/bytedeco
注意 -
指针转实际字符串别误用toString()：avformat.av_disposition_to_string(avformat.AV_DISPOSITION_DEFAULT).getString()
用法：
对象 - AVFrame即单帧；BytePointer即数据(Bytes)指针。
读摄像头 - new OpenCVFrameGrabber(CAMERA_INDEX); 显示视频 - CanvasFrame
读 - new FFmpegFrameGrabber(filepath); // frame.image;声音属性.samples
写 - new FFmpegFrameRecorder(file); r.record(frame);//声音recordSamples
滤镜 - var f = new FFmpegFrameFilter(filterString,768,320);
f.push(frame); frame=f.pullImage(); r.record(frame);
该库默认未启用srt字幕滤镜--enable-libass，执行subtitles=filename=x.srt报No such filter: 'subtitles'
单例模式
单例模式：
public class Singleton {
// 懒加载+线程安全
private static class Holder {
// 静态内部类成员首次调用时，才会被JVM装载
public static Singleton instance = new Singleton();
}
public static Singleton instance() {
return Holder.instance;
}
private Singleton() {
//super(p); // extends Father
} // [可选] 仅能通过instance()获取实例
private static String p; // super(p);
public static Singleton instance(String s) {
p = s; // 多次调用仍会使用首次传参
return Holder.instance;
}
public static void main(String[] args) {
System.out.println(Singleton.instance());
}
}
反射
反射：
JDK9起setAccessible(true)会触发非法访问WARNING，可通过--illegal-access=permit和--add-opens module.name/pkg.name=ALL-UNNAMED 解决，最终过渡至 --illegal-access=deny。
临时生成并反射使用的可通过Lookup::defineHiddenClass来定义。
获取修饰符 - Modifier.isPublic(m.getModifiers())
MethodHandle:
若报非法访问且无解可降级至传统的Method
公共成员 - MethodHandles.lookup();
MethodHandles.lookup().findStatic(X.class,"m", MethodType.methodType(String.class)); //参1为返回类型，参2起为入参类型
私有成员访问使用：module-info.java内需要opens pkg.name
MethodHandles.privateLookupIn(方法所在类, MethodHandles.lookup());
注意 - “方法所在类”指该方法必须真实存在所在类中，继承的方法不算。
实例方法 - lookup.findVirtual(...); 静态方法 - lookup.findStatic(...);
实例若已绑定mh.bindTo(obj); 则mh.invoke(...)首个参数不用填写该实例，等同静态方法的填参; 切记入参必须强转真实类型mh.invoke((int)byteValue)。
示例：MethodHandles.lookup().findVirtual(ar.getClass(), "x", MethodType.methodType(void.class)).invoke(ar); // 数组类型用byte[].class
返回值+入参：MethodType.methodType(void.class,String.class); 泛型T用Object.class代替。
变量示例：l.findVarHandle(Entity.class, "f", String.class).set(obj,"value");
VarHandle比反射方式少了设置可访问性步骤 field.setAccessible(true);
方法访问性设置：
Method m = cf.getDeclaredMethod("method", String.class, int.class);
m.setAccessible(true);
var cfMethod = MethodHandles.lookup().unreflect(m);
Android缺失的方法处理：
var v = Class.forName("java.lang.Runtime$Version");
var rv = MethodHandles.lookup().findStatic(Runtime.class,
"version", MethodType.methodType(v));
System.out.println(rv.invoke().toString());
反射static final field：
applicationDefaultJvmArgs = ['--add-opens','java.base/java.lang.reflect=ALL-UNNAMED']
File I/O
InputStream、FilterInputStream类没有实现reset方法，故无法实现流的复用，可通过BufferedInputStream和ByteArrayInputStream来实现复用。
FileInputStream直接读取；BufferedInputStream是分批读取，通常套在FileInputStream外改善性能；ByteArrayInputStream则是全部读取。
音视频
综合：
比特率=采样率 * 位 * 通道数
RTP强制支持PCMU(μ-law)音频格式 而非PCMA(a-law)。
FMJ规整URL斜杠：new MediaLocator(URLUtils.createUrlStr(new File("samplemedia/gulp2.wav")))
音频接口：Windows保底为MME (Microsoft Multimedia Extensions)，追求质量上DirectSound或独占模式的WASAPI (Windows Audio Session API)。
libjitsi：
implementation("org.jitsi:libjitsi:1.1-34-gb93ce2ee") // 解压出 win32-x86-64 目录；已包含了fmj库
//implementation("org.jitsi:jitsi-lgpl-dependencies:1.2-23-g7b49874:win32-x86-64")
tasks.named("run") {
jvmArgs = listOf("-Djava.library.path=D:\\temp\\libjitsi-1.2-23-g7b49874\\win32-x86-64\\")
args = listOf("--local-port-base=11111","--remote-host=localhost","--remote-port-base=22222")
//args = listOf("--local-port-base=22222","--remote-host=localhost","--remote-port-base=11111")
//args +=['--local-port-base=11111', '--remote-host=localhost', '--remote-port-base=22222'] // 接收入参；2分钟自动退出
//args +=['--local-port-base=22222', '--remote-host=localhost', '--remote-port-base=11111'] // 发送入参；1分钟自动退出
}
说明：
注意 - LibJitsi.stop() 一旦被调用，LibJitsi.getMediaService() 就会卡住，故只在程序退出时调一次。
PortAudioStream用于音频输入、PortAudioRenderer用于音频输出？
示例 - https://github.com/jitsi/libjitsi/blob/master/src/main/java/org/jitsi/examples/AVTransmit2.java
通用API：
LibJitsi.start();
LibJitsi.getConfigurationService().setProperty(DISABLE_VIDEO_SUPPORT_PNAME, true);
//LibJitsi.getConfigurationService().setProperty("net.java.sip.communicator.impl.neomedia.echocancel.filterLengthInMillis", 10000);
MediaService ms = LibJitsi.getMediaService(); // NeomediaServiceUtils.getMediaServiceImpl();
var cdi = ((MediaDeviceImpl) ms.getDefaultDevice(MediaType.AUDIO, MediaUseCase.CALL)).getCaptureDeviceInfo();
if (cdi != null) { // 因getDefaultDevice匹配不到设备会返回一个非null实例，故只能用getCaptureDeviceInfo()来判null。
var stream = ms.createMediaStream((MediaDevice) cdi); System.out.println("stream - " + stream);
}
MediaServiceImpl msi = (MediaServiceImpl)ms;
if (msi != null) {
var dc = msi.getDeviceConfiguration();
if (dc != null) {
var r = dc.getEchoCancelFilterLengthInMillis();
System.out.println("r - " + r);
}
}
WASAPISystem感知不到小部分USB声卡“ReSpeaker 4 Mic Array (UAC1.0)”，获取到的MediaDevice是个“inactive”实例，可改用能感知USB声卡的PortAudioSystem：
//默认 AudioSystem 实现在 DeviceSystem.java 中 OSUtils.IS_WINDOWS ? ".WASAPISystem" : null 和 OSUtils.IS_ANDROID ? null : ".PortAudioSystem"。
LibJitsi.start(); // 初始化、启动库；并暂时禁用依赖FFmpeg的视频支持。
LibJitsi.getConfigurationService().setProperty(DISABLE_VIDEO_SUPPORT_PNAME, true);
LibJitsi.getMediaService(); // 调用后getAudioSystem才不返回null。
var as = AudioSystem.getAudioSystem(LOCATOR_PROTOCOL_PORTAUDIO); // 换成除 IS_ANDROID 操作系统外均支持的 PortAudioSystem。
var devices = as.getDevices(AudioSystem.DataFlow.CAPTURE);
System.out.println(devices);
if (!devices.isEmpty()) {
var cdi = (CaptureDevice) Manager.createDataSource(devices.getFirst().getLocator()).getCaptureDeviceInfo();
if (cdi != null) {
var stream = ms.createMediaStream(new MediaDeviceImpl(cdi, MediaType.AUDIO));
System.out.println("stream - " + stream);
}
}
JMF/FMJ:
说明 - JMF已被JDK删除，FMJ官方成员也说停止维护和不推荐使用，故可换用 Jitsi libjitsi 库。
Bug:
Manager.createDataSink(ds, m).open() 中 rtpManager.initialize(new SessionAddress()) 入参未判空被调导致NPE:
故应改写 DataSink 实现类 net.sf.fmj.media.datasink.rtp.Handler.open() 源码，传入 new SessionAddress(InetAddress.getLocalHost(), parsedRTPUrl.elements[0].port);
完整用法 - var ds = new Handler(); ds.setSource(processor.getDataOutput()); ds.setOutputLocator(m); ds.open(); ds.start();
rtp最简实例： 仅需 implementation("org.jitsi:fmj:1.0.2-jitsi")
VLC media player 媒体 -> 打开网络串流 填入组播(全子网)网址 rtp://224.0.0.1:22222/audio/16
RTP发送源码 https://github.com/jitsi/fmj/blob/master/src.examples.rtp/SimpleVoiceTransmiter.java https://github.com/jitsi/fmj/blob/master/src.test/net/sf/fmj/rtp/rtpaudio.java
String url = "rtp://224.0.0.1:22222/audio/16"; // 224.0.0.1 为组播IP，多个流则通过RTP头的SSRC或CNAME来区分；audio为媒体类型，16为可选的TTL值；无TTL写法 rtp://224.0.0.1:22222/audio。
解决 Unable to transcode format - Audacity -> 打开文件（示例音频） -> 导出音频 -> 导出到计算机 -> 单声道、采样率 8000 Hz、编码 U-Law -> 导出。
解决 com.sun.media.processor.unknown.Handler ConcurrentModificationException - 将 if blockingRealize() 块儿换为 processor.realize();，取消注释下方的 while (processor.getState() != Processor.Realized) 块儿。
综合
HTML转义 - guava 库
com.google.common.html.HtmlEscapers.htmlEscaper().escape(s)
EQ 就是 EQUAL等于
NE 就是 NOT EQUAL不等于
GT 就是 GREATER THAN大于
LT 就是 LESS THAN小于
GE 就是 GREATER THAN OR EQUAL 大于等于
LE 就是 LESS THAN OR EQUAL 小于等于
其他
WASM(WebAssembly):
语法：
每个元素均用括号区隔，树根元素为module。
type或import、export元素可单列也可内联： (func $f1 (import "mod" "f1") (type $ft1))
$标识编译为wasm后会变成索引值，用来重复引用其他元素。
Java调WASM实例（纯JVM即可） - https://github.com/graalvm/graal-languages-demos/tree/main/graalwasm/graalwasm-starter
纯JVM无法编译为Native程序 - Unknown name in option specification: macro:truffle-svm 或 [engine] WARNING: The polyglot engine uses a fallback runtime that does not support runtime compilation to native code.
implementation("org.graalvm.polyglot:polyglot:24.1.1")
implementation("org.graalvm.polyglot:wasm:24.1.1")
implementation("org.graalvm.polyglot:js:24.1.1")
示例代码：
try (var context = Context.newBuilder()//.allowAllAccess(true)
// 解决JS调宿主Java报错：Java is not defined
.allowHostAccess(HostAccess.ALL).allowHostClassLookup(_ -> true)
//.option("wasm.Builtins", "wasi_snapshot_preview1") // 非实验选项
//.allowExperimentalOptions(true).option("wasm.Threads", "true")
.build()) { // or org.graalvm.polyglot.Context.create()
// note - wasm only supports binary based sources
context.eval("js", "console.log('js log')");
var jsCallJava = "var JavaString = Java.type('java.lang.String');"
+ "JavaString.valueOf(Math.PI); // new JavaString('s');";
// Java的String与JS中String重名，故new的类名应加个前后缀。
var ce = context.eval(Source.newBuilder("js", jsCallJava, null).build());
// 非兼容类则用.isHostObject()和.asHostObject();
System.out.println(ce.isString() ? ce.asString() : null);
context.getBindings("js").getMemberKeys().forEach(System.out::println);
// wasm用name进行getMember(name)寻址，不设则取文件名，若是ByteSequence则用“js:module-字节哈希”。
var r = context.eval(Source.newBuilder("wasm", wasmFile).name("topMod").build());
System.out.println(r.hashCode()); // 等同下行代码返回值：
var topMod = context.getBindings("wasm").getMember("topMod");
// 底层实现类则可不设topMod名 - WebAssembly.instanceExport(wasmInstance, "functionName");
var fr = topMod.getMember("stringFunctionExample").execute("s");
System.out.println(fr.as(String.class));
context.getBindings("wasm").getMemberKeys().forEach(System.out::println); // 取定级模块名。
}
WASM命令工具 - https://github.com/oracle/graal/blob/master/wasm/README.md/#graalwasm-standalone-distribution
Java其他WebAssembly库 - https://teavm.org/ 、 https://github.com/i-net-software/JWebAssembly
序列化：
// Jackson使用OffsetDateTime必须引入jackson-datatype-jsr310库,不setDateFormat则为纯数字。
var om = new ObjectMapper().registerModules(new JavaTimeModule())
.setDateFormat(new StdDateFormat().withColonInTimeZone(true));
var jsonString = om.writeValueAsString(obj);
序列化防护：
try (var ois = new ObjectInputStream(is)) {
ois.setObjectInputFilter(FilterClass::dateTimeFilter);
return (LocalDateTime) ois.readObject(); // 类名筛选白名单或黑名单？
} catch (ClassNotFoundException ex) { }
用之前应对 jakarta.json.JsonObject 判null：
if (!jsonObject.isNull("q")) {
var q = jsonObject.getString("q");
}
UTF-16LE乱码转UTF-8中文：
说明 - Windows字符用UTF-16小尾序表示；Unicode定义字符位置，UTF(Unicode Transformation Formats)定义字节表达。
字节byte由八个位（bit/二进制0或1）组成，缩写为16进制符(可读性缘故缩至1-2位/范围是a-f加0-9)。
UTF-16LE即至少2个或偶数字节表达1个字符，可表达英文、中文等全球文字；Unicode码已超出单个UTF-16的表达范围了，但都是些非经常使用的新增符号；
纯英文字符可用无字节序的1个字节表达，而中文则适合用可变长（variable-length）的UTF-8或UTF-16LE；
若不考虑传输长度，可采用固定字节数目UTF-32。
var buffer = ByteBuffer.allocate(4);
buffer.order(ByteOrder.LITTLE_ENDIAN);
buffer.putChar('中'); buffer.putChar('文');
System.out.println(Arrays.toString(buffer.array()));
var bytes = new String(buffer.array(), 0, buffer.array().length, "UTF-16LE").getBytes(Charset.forName("UTF-8"));
System.out.println(Arrays.toString(bytes));
Files.write(Path.of("d:/a.txt"), bytes);
JavaScript对应函数 - new TextDecoder('utf-16le').decode(uint16Array);
