在路上...: Java技术

高级图像处理图像I/O API RC 1.0

Thu, 14 Dec 2006 14:21:16 GMT

如果你对图像处理感兴趣，而且需要使用GIF、JPEG和PNG以外的其它图像格式，或者希望改善JPEG图像处理的性能但不知道到哪里寻找适当的方法，或者需要通过几何运算（包括非线性变换）来处理图像，不必再为此苦恼了，答案就在这里——来自Sun公司的Java高级图像处理API和JAI图像I/O API 1.0 RC。

JAI API是Java Media API的一部分，与之相伴的还包括Java 2D API、Java 3D API、Java Speech API和其他一些API。Java高级图像处理API是作为Java规范请求（JSP）34的一部分而开发的，是对J2SE version 1.3+版的扩展，主要用于处理图像。最初发布的版本是1.0，JDC（Java Developer Connection）提供了一个预览版1.1.2 beta。（最新进展情况请查阅README.html文件。）与AWT和Java 2D相比，JAI API提供了更丰富的图像处理，包括对许多通用图像操作的内在支持。

不过本文的目的不是讨论JAI API，而是伴随这些API但分离到它自己的可安装库中的一组图像读写器（codec）类，即Java高级图像处理图像I/O工具1.0 RC。该RC提供了可以插接到J2SE 1.4的图像I/O框架上的一些功能。作为JSR-15一部分而开发的图像I/O API提供了一个支持不同图像格式的可插拔框架。标准J2SE 1.4版本身支持GIF、JPEG和PNG图像格式，而JAI图像I/O RC则提供了更多主流图像格式的编码解码器。只要加上针对操作平台的适当版本，以前开发的应用程序就可以处理这些新的图像格式。

要理解JAI图像I/O工具的使用，需要首先了解图像I/O库。在安装和介绍图像I/O工具包之前，我们先看一看图像I/O库。
图像I/O库

图像I/O库是J2SE 1.4的标准API，放在javax.imageio包内。虽然这个包提供了两个接口和9个类，整个API实际上就是ImageIO类。通过这个类可以弄清读写所支持的图像格式并对这些图像进行读写，实际上这也就是整个API的全部内容。

由于图像I/O库是一个可插拔的框架，所支持的图像格式集不是固定不变的。尽管随J2SE 1.4发布了一些标准格式，但任何人都可以增加新的支持格式。要查看有哪些格式可用，可以使用下面的代码：

import javax.imageio.*;
import java.util.Arrays;

public class GetFormats {
public static void main(String args[]) {
String readFormats[] = ImageIO.getReaderMIMETypes();
String writeFormats[] = ImageIO.getWriterMIMETypes();
System.out.println("Readers: " +
Arrays.asList(readFormats));
System.out.println("Writers: " +
Arrays.asList(writeFormats));
}
}

运行该程序，你会发现这个库支持读取GIF、JPEG和PNG图像，也支持写JPEG和PNG图像，但是不支持写GIF文件。

除了与像image/jpeg这样的MIME类型协同工作外，ImageIO类还允许通过getReaderFormatNames和 getWriterFormatNames方法使用JPEG这样的非正式名称。此外，通过getImageReadersBySuffix和 getImageWritersBySuffix还可以了解是否存在针对特定文件扩展名的reader/writer存在。

利用ImageIO类，你所要做的事情不过是读javax.imageio.stream.ImageInputStream、 java.io.InputStream、java.io.File或者java.net.URL，结果会得到一个 java.awt.image.BufferedImage。一旦拥有了BufferedImage，你就可以指定需要的格式名把图像写回去。（不仅仅是 BufferImage，任何实现RenderedImage接口的类都可以写。）新的格式既可以与读取的格式相同，也可以是不同的格式以便进行格式转换。如果指定的格式没有可用的writer，那么write方法就返回false，否则如果找到了相应的writer就返回true。

String inputFilename = ...;
BufferedImage image = ImageIO.read(inputFilename);
...
String formatName = "jpg"; // desired format
String outputFilename = ...;
File outputFile = new File(outputFilename);
boolean writerExists = ImageIO.write(image,
formatName, outputFile);

为了说明图像I/O库的用法，下面的例子使用JFileChooser提示输入图像文件名。选中文件后再选择目标输出格式，然后按下“Save（保存）”按钮。保存完成后，将重新读取图像并在一个新窗口内显示。

import java.awt.*;
import java.awt.event.*;
import java.awt.image.*;
import javax.swing.*;
import java.io.*;
import java.net.*;
import javax.imageio.*;

public class Converting extends JFrame {
JLabel promptLabel;
JTextField prompt;
JButton promptButton;
JFileChooser fileChooser;
JComboBox comboBox;?
JButton saveButton;?
public Converting() {
super("Image Conversion");
setDefaultCloseOperation(EXIT_ON_CLOSE);
Container contentPane = getContentPane();
JPanel inputPanel = new JPanel();
promptLabel = new JLabel("Filename:");
inputPanel.add(promptLabel);
prompt = new JTextField(20);
inputPanel.add(prompt);
promptButton = new JButton("Browse");
inputPanel.add(promptButton);
contentPane.add(inputPanel, BorderLayout.NORTH);

fileChooser = new JFileChooser();
promptButton.addActionListener(
new ActionListener() {
public void actionPerformed(ActionEvent e) {
int returnValue =
fileChooser.showOpenDialog(null);
if (returnValue ==
JFileChooser.APPROVE_OPTION) {
File selectedFile =
fileChooser.getSelectedFile();
if (selectedFile != null) {
prompt.setText(selectedFile.getAbsolutePath());
}
}
}
}
);

JPanel outputPanel = new JPanel();
String writerFormats[] =
ImageIO.getWriterFormatNames();
ComboBoxModel comboBoxModel = new
DefaultComboBoxModel(writerFormats);
comboBox = new JComboBox(comboBoxModel);
outputPanel.add(comboBox);
saveButton = new JButton("Save");
outputPanel.add(saveButton);
saveButton.addActionListener(
new ActionListener() {
public void actionPerformed(ActionEvent e) {
try {
String name = prompt.getText();
File file = new File(name);
if (file.exists()) {
BufferedImage image =
ImageIO.read(file.toURL());
if (image == null) {
System.err.println("Invalid input
file format");
} else {
String selection =
(String)comboBox.getSelectedItem();
String outputFilename = name +
"." + selection;
File outputFile = new File(outputFilename);
boolean found = ImageIO.write(image,
selection, outputFile);
if (found) {
JDialog window = new JDialog();
Container windowContent =
window.getContentPane();
BufferedImage newImage =
ImageIO.read(outputFile);
JLabel label = new JLabel(new
ImageIcon(newImage));
JScrollPane pane = new
JScrollPane(label);
windowContent.add(pane,
BorderLayout.CENTER);
window.setSize(300, 300);
window.show();
} else {
System.err.println("Error saving");
}
}
} else {
System.err.println("Bad filename");
}
} catch (MalformedURLException mur) {
System.err.println("Bad filename");
} catch (IOException ioe) {
System.err.println("Error reading file");
}
}
}
);

contentPane.add(outputPanel, BorderLayout.SOUTH);

}
public static void main(String args[]) {
JFrame frame = new Converting();
frame.pack();
frame.show();
}
}

注意，该程序没有硬编码任何文件类型，而是询问图像I/O框架支持哪些文件类型。安装Java高级图像处理图像I/O工具RC后，还可以重新运行该程序，你将会看到更多的存储格式。读取其它格式的图像基本上无需改变代码也能工作，用户只要选择不同的文件类型就可以了。

注意：图像I/O库中的内容比这里说明的要多得多。比方说可以通过写图像的参数设置压缩率，或者用读写进度监视器来监听事件。关于图像I/O用法的更多信息，请参阅Java Image I/O API Guide。
Java高级图像处理图像I/O工具包1.0概览

这就引出了本文要讨论的主题，Java高级图像处理图像I/O工具包1.0（RC）。JAI图像I/O工具主要用于为J2SE1.4的图像I/O库提供更多的图像readers/writers（编码解码器codecs）。只要运行时平台安装了该工具，你的程序就能够支持这些新的编码解码器。

JAI图像I/O工具提供的新编码解码器包括：

* 支持对位图（BMP）编码解码（MIME类型image/bmp）；
* 通过本机代码加速的JPEG的读写支持（MIME类型image/jpeg），同时也支持无损JPEG（ISO 10918-1）和JPEG-LS（ISO 14495-1），对支持的所有JPEG变体都能处理12位色深；
* 支持对JPEG 2000的编码与解码（MIME类型image/jpeg2000）；
* 用本机代码提高对PNG的编码解码速度（MIME类型image/png）；
* 可移植位图（PNM）编码解码器支持可移植位图（PBM）、可移植灰度位图（PGM）、可移植像素位图（PPM）（MIME类型分别为image/x- portable-anymap、image/x-portable-bitmap、image/x-portable-graymap、image/x -portable-pixmap）；
* 原始格式（无MIME类型）；
* 支持TIFF编码解码（MIME类型image/tiff）；
* 支持无线位图（WBMP）编码解码（MIME类型image/vnd.wap.wbmp）。

该工具库还使得流插件可以与NIO库一起使用，详情参阅com.sun.media.imageio.stream包中的 FileChannelImageInputStream、FileChannelImageOutputStream和 RawImageInputStream。前两个分别以java.nio.channels.FileChannel作为输入和输出，最后一个供原始格式解码器javax.imageio.ImageReader读取原始数据。同时该工具还支持JAI操作"ImageRead" 和"ImageWrite" ，这两个操作都包含在包内，分别对应于现有的JAI操作集{"Stream", "FileLoad", "URL"}和{"Encode", "FileStore"}。
安装Java高级图像处理图像I/O工具包1.0

要使用Java高级图像处理图像I/O工具包，首先必须根据使用的操作系统平台从Early Access page for the RC下在适当的版本。支持的操作系统有Solaris SPARC、Solaris x86、Linux和Windows，大小也随着版本而异， Solaris SPARC版有5MB之多，而其他版本则只有1MB左右。下载页面的README-jai_imageio.html文件提供了有关的下载信息和安装说明，同时还给出了所支持的编码解码插件的版本信息，比如BMP的编码解码器可以读取版本号从3到5的图像，但是只能写版本号3的图像。

安装后除了本机库之外还有三个JAR文件。如果安全设置禁止使用，这些本机库就不会发生作用，而回复到仅仅使用内建的纯Java版JPG和PNG格式的状态。

如果是安装到Unix机器上，则需要把上述的三个JAR文件安装到jre/lib/ext目录下。对于Solaris-SPARC用户，需要把6个.so文件复制到jre/lib/sparc目录中。Solaris-x86和Linux用户应把libclib_jiio.so文件复制到 jre/lib/i386中。

如果要安装到Microsoft Windows的机器上，同样需要把三个JAR文件复制到jre\lib\ext目录中，另外把clib_jiio.dll文件放到jre\bin下。

注意：上述目录都是相对于JRE的根目录而言的。

只要把这些文件放到了规定的位置，JAI图像I/O工具包就安装完成了。

Java高级图像处理图像I/O工具包1.0的用法

安装Java高级图像处理图像I/O工具包并不改变图像I/O库的用法。正确编写的代码无需变更也能正常运行。可能唯一需要改变的就是新的图像格式使用何种扩展名，你可以使用getWriterFormatNames之类的函数所返回的名称，也可以对各种格式进行硬编码。

为了说明已有的代码仍能工作，首先重新运行一遍前面的GetFormats程序，就可以看到对新的MIME类型的支持：

Readers: [image/png, image/x-portable-graymap,
mage/jpeg, image/jpeg2000, image/x-png,
mage/tiff, image/vnd.wap.wbmp, image/x-portable-pixmap,
mage/x-portable-bitmap, image/bmp, image/gif,
mage/x-portable-anymap, ]
Writers: [image/png, image/x-portable-graymap, image/jpeg,
mage/jpeg2000, image/x-png, image/tiff,
mage/vnd.wap.wbmp, image/x-portable-pixmap,
mage/x-portable-bitmap, image/bmp,
mage/x-portable-anymap, ]

然后运行Converting程序，现在可以把图像转换成更多的格式。

尽管对于默认的编码解码器而言，那些缺省的读写设置通常已经足够了，但是也许你希望改变新增编码解码器的设置。改变这些设置无需调用ImageIO的 read和write方法，而只要针对指定的MIME类型从ImageIO获得相应的ImageReader或ImageWriter对象，然后改变这些对象的设置就可以了。一旦改变了默认的ImageReadParam或者ImageWriteParam，就可以返回去调用ImageIO的read和 Write方法。否则的话，就只能在ImageReader和ImageWriter中进行读写操作。比如，JPEG的ImageWriter会要求你通知编码器生成优化的图像Huffman表。其它的编码解码器也会提供它们自己的相应设置。
结论

对Java 平台可用的扩展而言，Java高级图像处理图像I/O工具包1.0 RC是一个受欢迎的增强。一旦通过RC阶段，新增的图像格式支持将是对标准运行时环境的一个令人鼓舞的改进。库的内容分别放在几个 com.sun.media.imageio包内，有一些还是本机代码库。但是所有库的使用都通过J2SE 1.4引入的标准图像I/O框架。只需要把库添加到JRE中就可以使用它们了。
资源

* Java Media APIs
* Java Advanced Imaging API
* Java Advanced Imaging Image I/O API RC 1.0
* Java Advanced Imaging Image I/O Tools API Documentation
* JSR 15: Image I/O Framework Specification
* JSR 34: Java Advanced Imaging API 1.1
* Java Advanced Imaging Interest Group
* Java Image I/O API Guide

Sun Java SE 6 最终版发布脚本语言任意操作

Thu, 14 Dec 2006 12:00:53 GMT

Sun 宣布Java Standard Edition 6 的最终正式版发布，同时也在官方提供了正式版本下载。

很多开发者，在试用此前Release的demo版本，都提到性能提升不少，从5%到24% 。不过，这依赖于你的应用是什么。新版本对桌面应用性能提高不少，但是对Java EE来说，除非是Ria应用，提升并不是特别大。

无论如何，这一次对JIT的提升是卓有成效的。无论是运行时分析功能，还是用户对性能情况的反馈。

新版本还提供对动态语言的支持，将允许人们操作任意的脚本语言，和使用Java 对象。Java SE 6 中实现了JSR 223。这是一个脚本框架，提供了让脚本语言来访问Java 内部的方法。你可以在运行的时候找到脚本引擎，然后调用这个引擎去执行脚本。这个脚本API 允许你为脚本语言提供Java 支持。另外，Web Scripting Framework允许脚本代码在任何的Servlet容器（例如Tomcat）中生成Web内容。

Java SE 6 中对内存泄漏增强了分析以及诊断能力。当遇到java.lang.OutOfMemory 异常的时候，可以得到一个完整的堆栈信息，并且当堆已经满了的时候，会产生一个Log文件来记录这个致命错误。另外，JVM还添加了一个选项，允许你在堆满的时候运行脚本。（这也就是提供了另外一种方法来诊断错误）

Mustang 还将简化Web services 的开发和发布。XML和Web服务一直都是Mustang的关注重点。Mustang为此引入了JAX-WS(Java Architecture for XML-Web Services) 2.0 以及JAXB(Java Architecture for XML Binding) 2.0。

无论如何，这次最终版本“最终”赶在了圣诞之前发布，是送给全球开发者的圣诞礼物。

对于Java SE 6 的提升和不足，你如何看待？

Jar、Zip文件的存储格式

Tue, 05 Dec 2006 11:32:46 GMT

.ZIP File Format Specification

http://www.cjsdn.net/user/download/185301/zip45.txt

============================================

更多关于ZIP的信息,请访问 http://www.pkware.com

其他更多的文件存储格式 http://www.wotsit.org/search.asp?s=archive

============================================

使用JarFile和JarInputStream读取jar的不同

Tue, 05 Dec 2006 11:25:18 GMT

在JarOutputStream.java里有这样一个方法,可以看出这是导致第一个条目增加8个字节的原因

public void putNextEntry(ZipEntry ze) throws IOException {
  if (firstEntry) {
   // Make sure that extra field data for first JAR
   // entry includes JAR magic number id.
   byte[] edata = ze.getExtra();

   if (edata != null && !hasMagic(edata)) {
    // Prepend magic to existing extra data
     byte[] tmp = new byte[edata.length + 4];
     System.arraycopy(tmp, 4, edata, 0, edata.length);
     edata = tmp;
   } else {
    edata = new byte[4];
   }
   set16(edata, 0, JAR_MAGIC); // extra field id
   set16(edata, 2, 0); // extra field size
   ze.setExtra(edata);
   firstEntry = false;
  }
  super.putNextEntry(ze);
}

据此实践,得出结论:
1、通过JarInputStream和JarOutputStream配合复制jar
A)如果源jar是未压缩的,复制后,目的jar会比源jar多8个字节,但是并不影响程序的运行.这个增加量是固定的,原因从上面的代码可以看出来.
B)如果源jar是压缩的,目的jar会和源jar大小相同.
.
.
.
JarInputStream jarIn = new JarInputStream(new FileInputStream("inputJar.jar"));
JarOutputStream jarOut = new JarOutputStream(new FileOutputStream("outputJar.jar"));
.
.
.

2、如果采用JarFile和JarOutputStream配合复制jar
A)如果源jar是未压缩的,复制后,目的jar会比源jar小(即由不压缩便为压缩),而且也不影响程序的运行.减小的大小试源jar大小变化.
B)如果源jar是压缩的,目的jar会和源jar大小相同.
.
.
.
JarFile jarfile = new JarFile("inputJar.jar");
JarOutputStream jarOut = new JarOutputStream(new FileOutputStream("outputJar.jar"));
.
.
.

其实在使用 JarFile jarfile = new JarFile("inputJar.jar"); 的时候，没有对jar文件做什么处理。
当实际读取条目数据流的时候，才开始做判断。
在ZipFile.java中，部分代码如下:



   private InputStream getInputStream(String name) throws IOException {
  if (name == null) {
      throw new NullPointerException("name");
  }
        long jzentry = 0;
        InputStream in = null;
        synchronized (this) {
            ensureOpen(jzfile);
            jzentry = getEntry(jzfile, name);
            if (jzentry == 0) {
                return null;
            }
            in = new ZipFileInputStream(jzentry, this);
        }
  switch (getMethod(jzentry)) {
  case STORED:
      return in;
  case DEFLATED:
  .
  .
  .

其中，getMethod(jzentry)对应的方法 private static native int getMethod(long jzentry); 是从本地库加载的


 static {
       AccessController.doPrivileged(  new sun.security.action.LoadLibraryAction("zip"));
       initIDs();
    }

不知道ZipFile.java中的getMethod(jzentry)具体是如何处理的,这就是使用JarFile和JarInputStream读取jar产生不同效果的地方!

ZipEntry.java提供了getMethod()方法,也提供了setMethod(int method)方法,可以显式的指定是否压缩处理jar.
这是提供给用户的方法,可以结合实际情况使用.

如果一个ZipEntry条目,没有指定压缩的方法,默认的值为 -1 ,
那么使用getMethod()方法得到就是 -1.
另外的两个可能的值是 0(不压缩处理)和8(压缩处理)


    /**
     * Compression method for uncompressed entries.
     */
    public static final int STORED = 0;

    /**
     * Compression method for compressed (deflated) entries.
     */
    public static final int DEFLATED = 8;

在ZipOutputStream.java输出到jar的操作的时候,如果得到的值是-1 ,会以压缩方式处理.既等同与 8


.
.
.
   private int method = DEFLATED;
.
.
.
  if (e.method == -1) {
      e.method = method;  // use default method
  }
.
.
.

使用java程序复制jar出现的问题

Tue, 05 Dec 2006 11:19:46 GMT

需求：有一个jar，需要动态加入一些文件。
方法：使用JarInputStream读取源jar,然后用JarOutputStream输出新的(目的)jar。

问题：通过对比，发现源jar和目的jar大小不一致。目的jar总是比源jar多了8个字节！

(原来是由于jar程序无法执行，对比文件后，发现是由于源jar的问题;也由此产生对jar文件格式和使用不同的方法生成jar的过程的讨论：原文发布在www.cjsdn.net)

代码如下：

public static void cpJar() {
   try {
       JarInputStream jarIn = new JarInputStream(new FileInputStream("inputJar.jar"));
       JarOutputStream jarOut = new JarOutputStream(new FileOutputStream("outputJar.jar"));
       byte[] buf = new byte[4096];
       JarEntry entry;
       while ((entry = jarIn.getNextJarEntry()) != null) {
              jarOut.putNextEntry(entry);
              int read;
              while ((read = jarIn.read(buf)) != -1) {
                    jarOut.write(buf, 0, read);
             }
             jarOut.closeEntry();
        }
        jarOut.flush();
       jarOut.close();
       jarIn.close();
   } catch (Exception e) {
       e.printStackTrace();
}
}

RMI实现的例子(实现非远程对象的RMI调用)

Fri, 09 Dec 2005 08:55:14 GMT

//RemoteMethodInterface.java继承远程方法类

public interface RemoteMethodInterface
extends java.rmi.Remote
{
    public String remoteMethod()
        throws java.rmi.RemoteException;

public TestConnect advRemoteMethod()
throws java.rmi.RemoteException;

}

// ImplRemoteMethodClass.java接口的实现类

import java.net.*;

public class ImplRemoteMethodClass

  extends java.rmi.server.UnicastRemoteObject
    implements RemoteMethodInterface
{
    public ImplRemoteMethodClass()
        throws java.rmi.RemoteException
{
        super();
    }
    public String remoteMethod()
        throws java.rmi.RemoteException
{
  String s="This is a remote method !";
  return s;
}

public TestConnect advRemoteMethod()
        throws java.rmi.RemoteException
{
        TestConnect test =new TestConnect();
        return test;
}

    public void localMethod()
        throws java.rmi.RemoteException
{
    System.out.println("This is a local method !");
}
}

// 测试用的非远程类TestConnect.java

import java.io.*;
public class TestConnect implements Serializable{

public String test(){
System.out.println("*** My name is TestConnect");
return "*** My name is TestConnect";
}

}

// 提供远程调用的服务程序 RemoteMethodServer.java

import java.rmi.*;
import java.rmi.server.*;
import java.rmi.registry.*;
import java.net.*;
public class RemoteMethodServer
{
public RemoteMethodServer()throws Exception
{
  RemoteMethodInterface   remoteObject = new ImplRemoteMethodClass();
  Naming.rebind("rmi://192.168.1.112:1099/RemoteService", remoteObject);
}
public static void main(String args[])throws Exception
{
  new RemoteMethodServer();
}
}

//远程方法访问的客户端程序 RemoteClient.java

import java.rmi.*;
import java.rmi.server.*;
import java.rmi.registry.*;
import java.net.*;

public class RemoteClient
{
   public static void main(String[] args)throws Exception
   {
    RemoteMethodInterface remoteObject = (RemoteMethodInterface)Naming.lookup("rmi://192.168.1.112:1099/RemoteService");
    System.out.println(remoteObject.remoteMethod());
    System.out.println(remoteObject.advRemoteMethod().test());

    }
}

保存上述文件。

编译：

javac RemoteMethodInterface.java
javac ImplRemoteMethodClass.java
javac TestConnect.java
javac RemoteMethodServer.java
javac RemoteClient.java

生成桩（Stub）和框架（Skeleton）类文件

rmic ImplRemoteMethodClass

打开一个终端:

运行: rmiregistry

打开一个终端:
运行: java RemoteMethodServer

打开一个终端:
运行: java RemoteClient

其中：

192.168.1.112可以改成127.0.0.1或者其他Ip

这仅仅是一个非常简单的rmi实例。

在重构的系统中会考虑rmi方式的接口预留,同时会继续考虑更高层的方式，比如：webservice服务的封装和接口的预留。