清单 1 展示了如何用 jUSB API 获得 USB 系统中的内容。这个程序编写为只是查看 root hub 上可用的 USB 设备，但是很容易将它改为遍历整个 USB 树。这里的逻辑对应于上述步骤 1 到步骤 4。
清单 1. 用 jUSB API 获得 USB 系统的内容
import usb.core.*;
public class ListUSB
{
public static void main(String[] args)
{
try
{
// Bootstrap by getting the USB Host from the HostFactory.
Host host = HostFactory.getHost();
// Obtain a list of the USB buses available on the Host.
Bus[] bus = host.getBusses();
int total_bus = bus.length;
// Traverse through all the USB buses.
for (int i=0; i
{
// Access the root hub on the USB bus and obtain the
// number of USB ports available on the root hub.
Device root = bus[i].getRootHub();
int total_port = root.getNumPorts();
// Traverse through all the USB ports available on the
// root hub. It should be mentioned that the numbering
// starts from 1, not 0.
for (int j=1; j<=total_port; j++)
{
// Obtain the Device connected to the port.
Device device = root.getChild(j);
if (device != null)
{
// USB device available, do something here.
}
}
}
} catch (Exception e)
{
System.out.println(e.getMessage());
}
}
清单 2 展示了在应用程序成功地找到了 Device 的条件下，如何与 Interface 和 EndPoint 进行批量 I/O。 这个代码段也可以修改为执行控制或者中断 I/O。它对应于上述步骤 5。 public class ListUSB
{
public static void main(String[] args)
{
try
{
// Bootstrap by getting the USB Host from the HostFactory.
Host host = HostFactory.getHost();
// Obtain a list of the USB buses available on the Host.
Bus[] bus = host.getBusses();
int total_bus = bus.length;
// Traverse through all the USB buses.
for (int i=0; i
{
// Access the root hub on the USB bus and obtain the
// number of USB ports available on the root hub.
Device root = bus[i].getRootHub();
int total_port = root.getNumPorts();
// Traverse through all the USB ports available on the
// root hub. It should be mentioned that the numbering
// starts from 1, not 0.
for (int j=1; j<=total_port; j++)
{
// Obtain the Device connected to the port.
Device device = root.getChild(j);
if (device != null)
{
// USB device available, do something here.
}
}
}
} catch (Exception e)
{
System.out.println(e.getMessage());
}
}
清单 2. 用 jUSB API 执行批量 I/O
if (device != null)
{
// Obtain the current Configuration of the device and the number of
// Interfaces available under the current Configuration.
Configuration config = device.getConfiguration();
int total_interface = config.getNumInterfaces();
// Traverse through the Interfaces
for (int k=0; k
{
// Access the currently Interface and obtain the number of
// endpoints available on the Interface.
Interface itf = config.getInterface(k, 0);
int total_ep = itf.getNumEndpoints();
// Traverse through all the endpoints.
for (int l=0; l
{
// Access the endpoint, and obtain its I/O type.
Endpoint ep = itf.getEndpoint(l);
String io_type = ep.getType();
boolean input = ep.isInput();
// If the endpoint is an input endpoint, obtain its
// InputStream and read in data.
if (input)
{
InputStream in;
in = ep.getInputStream();
// Read in data here
in.close();
}
// If the Endpoint is and output Endpoint, obtain its
// OutputStream and write out data.
else
{
OutputStream out;
out = ep.getOutputStream();
// Write out data here.
out.close();
}
}
}
}
jUSB 项目在 2000年 6月到 2001年 2月期间非常活跃。该 API 的最新的版本 0.4.4发表于 2001年 2月 14日。从那以后只提出了很少的改进，原因可能是 IBM 小组成功地成为了 Java 语言的候选扩展标准。不过，基于 jUSB 已经开发出一些第三方应用程序，包括 JPhoto 项目(这是一个用 jUSB 连接到数码照相机的应用程序)和 jSyncManager 项目(这是一个用 jUSB 与使用 Palm 操作系统的 PDA 同步的应用程序)。 {
// Obtain the current Configuration of the device and the number of
// Interfaces available under the current Configuration.
Configuration config = device.getConfiguration();
int total_interface = config.getNumInterfaces();
// Traverse through the Interfaces
for (int k=0; k
{
// Access the currently Interface and obtain the number of
// endpoints available on the Interface.
Interface itf = config.getInterface(k, 0);
int total_ep = itf.getNumEndpoints();
// Traverse through all the endpoints.
for (int l=0; l
{
// Access the endpoint, and obtain its I/O type.
Endpoint ep = itf.getEndpoint(l);
String io_type = ep.getType();
boolean input = ep.isInput();
// If the endpoint is an input endpoint, obtain its
// InputStream and read in data.
if (input)
{
InputStream in;
in = ep.getInputStream();
// Read in data here
in.close();
}
// If the Endpoint is and output Endpoint, obtain its
// OutputStream and write out data.
else
{
OutputStream out;
out = ep.getOutputStream();
// Write out data here.
out.close();
}
}
}
}
JSR-80 API (javax.usb)
正如前面提到的，JSR-80 项目是由 IBM 的 Dan Streetman 于 1999年创立的。2001年，这个项目通过 Java 规范请求(JSR)过程被接受为 Java 语言的候选扩展标准。这个项目现在称为 JSR-80 并且被正式分派了 Java 包 javax.usb。这个项目使用 Common Public License 的许可证形式，并通过 Java Community Process 进行开发。这个项目的目标是为 Java 平台开发一个 USB 接口，可以从任何 Java 应用程序中完全访问 USB 系统。JSR-80 API 支持 USB 规范所定义的全部四种传输类型。目前，该 API 的 Linux 实现可以在支持 2.4 核心的大多数最新 GNU/Linux 版本上工作，如 Red Hat 7.2 和 9.0。
JSR-80 项目包括三个包：javax-usb (javax.usb API)、javax-usb-ri (操作系统无关的基准实现的公共部分)以及 javax-usb-ri-linux (Linux 平台的基准实现，它将公共基准实现链接到 Linux USB 堆栈)。所有这三个部分都是构成 Linux 平台上 java.usb API 完整功能所必需的。在该项目的电子邮件列表中可以看到有人正在致力于将这个 API 移植到其他操作系统上(主要是 Microsoft Windows)，但是还没有可以工作的版本发表。
尽管 JSR-80 API 的操作系统无关的实现在不同的操作系统上是不同的，但是 Java 程序员只需要理解 javax.usb 包就可以开始开发应用程序了。表 2 列出了 javax.usb 中的接口和类， Java 程序员应该熟悉它们：
表 2. JSR-80 API 中的接口和类
接口 说明
UsbConfiguration 表示 USB 设备的配置
UsbConfigurationDescriptor USB 配置描述符的接口
UsbDevice USB 设备的接口
UsbDeviceDescriptor USB 设备描述符的接口
UsbEndpoint USB 端点的接口
UsbEndpointDescriptor USB 端点描述符的接口
UsbHub USB hub 的接口
UsbInterface USB 接口的接口
UsbInterfaceDescriptor USB 接口描述符的接口
UsbPipe USB 管道的接口
UsbPort USB 端口的接口
UsbServices javax.usb 实现的接口
类 说明
UsbHostManager javax.usb 的入口点
用 JSR-80 API 访问 USB 设备的正常过程如下：
·通过从 UsbHostManager 得到相应的 UsbServices 进行 Bootstrap。
·通过 UsbServices 访问 root hub。在应用程序中 root hub 就是一个 UsbHub。
·获得连接到 root hub 的 UsbDevices 清单。遍历所有低级 hub 以找到正确的 UsbDevice。
·用控制消息(UsbControlIrp)与 UsbDevice 直接交互，或者从 UsbDevice 的相应 UsbConfiguration 中要求一个 UsbInterface 并与该 UsbInterface 上可用的 UsbEndpoint 进行 I/O。
·如果一个 UsbEndpoint 用于进行 I/O，那么打开与它关联的 UsbPipe。通过这个 UsbPipe 可以同步或者异步提交上行数据(从 USB 设备到主计算机)和下行数据(从主计算机到 USB 设备)。
·当应用程序不再需要访问该 UsbDevice 时，关闭这个 UsbPipe 并释放相应的 UsbInterface。
在清单 3 中，我们用 JSR-80 API 获得 USB 系统的内容。这个程序递归地遍历 USB 系统上的所有 USB hub 并找出连接到主机计算机上的所有 USB 设备。这段代码对应于上述步骤 1 到步骤 3。
清单 3. 用 JSR-80 API 获得 USB 系统的内容
import javax.usb.*;
import java.util.List;
public class TraverseUSB
{
public static void main(String argv[])
{
try
{
// Access the system USB services, and access to the root
// hub. Then traverse through the root hub.
UsbServices services = UsbHostManager.getUsbServices();
UsbHub rootHub = services.getRootUsbHub();
traverse(rootHub);
} catch (Exception e) {}
}
public static void traverse(UsbDevice device)
{
if (device.isUsbHub())
{
// This is a USB Hub, traverse through the hub.
List attachedDevices = ((UsbHub) device).getAttachedUsbDevices();
for (int i=0; i {
traverse((UsbDevice) attachedDevices.get(i));
}
}
else
{
// This is a USB function, not a hub.
// Do something.
}
}
}
清单 4 展示了在应用程序成功地找到 Device 后，如何与 Interface 和 EndPoint 进行 I/O。这段代码还可以修改为进行所有四种数据传输类型的 I/O。它对应于上述步骤 4 到步骤 6。 import java.util.List;
public class TraverseUSB
{
public static void main(String argv[])
{
try
{
// Access the system USB services, and access to the root
// hub. Then traverse through the root hub.
UsbServices services = UsbHostManager.getUsbServices();
UsbHub rootHub = services.getRootUsbHub();
traverse(rootHub);
} catch (Exception e) {}
}
public static void traverse(UsbDevice device)
{
if (device.isUsbHub())
{
// This is a USB Hub, traverse through the hub.
List attachedDevices = ((UsbHub) device).getAttachedUsbDevices();
for (int i=0; i {
traverse((UsbDevice) attachedDevices.get(i));
}
}
else
{
// This is a USB function, not a hub.
// Do something.
}
}
}
清单 4. 用 JSR-80 API 进行 I/O
public static void testIO(UsbDevice device)
{
try
{
// Access to the active configuration of the USB device, obtain
// all the interfaces available in that configuration.
UsbConfiguration config = device.getActiveUsbConfiguration();
List totalInterfaces = config.getUsbInterfaces();
// Traverse through all the interfaces, and access the endpoints
// available to that interface for I/O.
for (int i=0; i
{
UsbInterface interf = (UsbInterface) totalInterfaces.get(i);
interf.claim();
List totalEndpoints = interf.getUsbEndpoints();
for (int j=0; j
{
// Access the particular endpoint, determine the direction
// of its data flow, and type of data transfer, and open the
// data pipe for I/O.
UsbEndpoint ep = (UsbEndpoint) totalEndpoints.get(i);
int direction = ep.getDirection();
int type = ep.getType();
UsbPipe pipe = ep.getUsbPipe();
pipe.open();
// Perform I/O through the USB pipe here.
pipe.close();
}
interf.release();
}
} catch (Exception e) {}
}
JSR-80 项目从一开始就非常活跃。2003年 2月发表了 javax.usb API、RI 和 RI 的 0.10.0 版本。看起来这一版本会提交给 JSR-80 委员会做最终批准。预计正式成为 Java 语言的扩展标准后，其他操作系统上的实现会很快出现。Linux 开发者团体看来对 JSR-80 项目的兴趣比 jUSB 项目更大，使用 Linux 平台的 javax.usb API 的项目数量在不断地增加。 {
try
{
// Access to the active configuration of the USB device, obtain
// all the interfaces available in that configuration.
UsbConfiguration config = device.getActiveUsbConfiguration();
List totalInterfaces = config.getUsbInterfaces();
// Traverse through all the interfaces, and access the endpoints
// available to that interface for I/O.
for (int i=0; i
{
UsbInterface interf = (UsbInterface) totalInterfaces.get(i);
interf.claim();
List totalEndpoints = interf.getUsbEndpoints();
for (int j=0; j
{
// Access the particular endpoint, determine the direction
// of its data flow, and type of data transfer, and open the
// data pipe for I/O.
UsbEndpoint ep = (UsbEndpoint) totalEndpoints.get(i);
int direction = ep.getDirection();
int type = ep.getType();
UsbPipe pipe = ep.getUsbPipe();
pipe.open();
// Perform I/O through the USB pipe here.
pipe.close();
}
interf.release();
}
} catch (Exception e) {}
}
结束语
jUSB API 和 JSR-80 API 都为应用程序提供了从运行 Linux 操作系统的计算机中访问 USB 设备的能力。JSR-80 API 提供了比 jUSB API 更多的功能，很有可能成为 Java 语言的扩展标准。目前，只有 Linux 开发人员可以利用 jUSB 和 JSR-80 API 的功能。不过，有人正在积极地将这两种 API 移植到其他操作系统上。Java 开发人员应该在不久就可以在其他操作系统上访问 USB 设备。从现在起就熟悉这些 API，当这些项目可以在多个平台上发挥作用时，您就可以在自己的应用程序中加入 USB 功能了。
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