liux-pro/blackspider

BlackSpider

简介

java 实现“ 红蜘蛛网络教室 ”协议,兼容原版红蜘蛛。跨平台运行，同时支持Windows，Linux，Mac OS。

基本原理

1. 分析原版红蜘蛛通信协议
2. java接收通信数据包，解析数据，还原原始视频信号
3. 通过GUI技术显示在屏幕上

使用说明

平台	命令
linux&windows	java -jar BlackSpider.jar
MacOS	java -XstartOnFirstThread -jar BlackSpider.jar
native-image	exe文件，暂只支持window，双击运行即可

下载

蓝奏网盘

https://wwa.lanzous.com/b01617j1g 密码:hhkt

github

Release

进度

• 协议分析
• 接收UDP广播
• 图像数据还原
• GUI
• GraalVM本地化编译，脱离jre
• USM锐化滤镜
• 编写教师端:eyes:

构建

fat-jar

mvn clean
mvn -B package --file pom.xml -Dmaven.test.skip=true -Pwindows
mvn clean
mvn -B package --file pom.xml -Dmaven.test.skip=true -Plinux
mvn clean
mvn -B package --file pom.xml -Dmaven.test.skip=true -Pmac

native-image

环境参考官方文档

windows下需要安装Visual Studio 2019 ，GraalVM 21.0.0-dev (不支持release版，暂且使用开发版),

mvn -B package --file pom.xml -Dmaven.test.skip=true -Pwindows-native

细节

协议分析

抓包工具Wireshark

从抓包信息可以看出，红蜘蛛使用udp通信，由教师机向局域网广播信号，端口号为1689.

学生机可绑定0.0.0.0:1689,即可接收所有网卡发来，指向1689端口的udp包

数据包包含包头以及图像数据，部分主要包头数据格式如下表，包头大小为128字节。数据包如果大于1482字节，将会分包发送。

接下来是图像数据，红蜘蛛有四种清晰度，从高到低采用的压缩格式分别是lzo&zlib，lzo，jpeg，jpeg有损。目前本项目实现了后三种的解码，zlib的解压方法仅在test中有所体现。

包头大小为128字节，后续紧跟图像数据，jpeg模式下，包头如下，红框展示了jpeg文件头。

jpeg解码

在1.0版本，采用jdk自带的解码工具ImageIO，速度极慢。2.0开始采用libjpeg-turbo ,该软件采用SIMD加速，充分利用现代cpu指令集高速解码。

lzo解压

lzo是一种高速压缩算法，红蜘蛛用它对图像进行无损压缩。

jdk没有相关库，maven找一个

<!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.anarres.lzo/lzo-core -->
<dependency>
    <groupId>org.anarres.lzo</groupId>
    <artifactId>lzo-core</artifactId>
    <version>1.0.6</version>
</dependency>

GUI呈现

在1.0版本，使用swing显示图像，正常使用速度可接受，但图像缩放速度太慢，且暂时不被GraalVM支持。

2.0换用swt + jogl

swt提供窗口支持

jogl通过jni绑定了OpenGL，OpenGL是用于渲染2D、3D矢量图形的跨语言、跨平台的应用程序编程接口，他能调用显卡进行图像渲染，效率极高。

本地化编译

GraalVM 提供了一种名为native-image的工具，他先通过静态分析找到Java程序用到的所有类，方法和字段以及一个非常小的SVM运行时，然后把这一堆东西通过AOT编译，生成一个可执行文件。它的功能远不止此。

这样java程序就能脱离jre独立运行，启动速度加快，内存占用减少。

但这抹去了java所有的动态特性，对于反射，动态代理等。这些类只有在java程序真正运行起来才会被创建，难以通过静态分析获得。

所以native-image提供了native-image-agent工具，记录程序运行时加载的类，用以辅助AOT编译。

他将记录程序运行时的反射,动态代理,jni等,然后写入指定目录.

编译时graalVM将会读取这些配置文件,辅助静态分析.

%JAVA_HOME%/bin/java -agentlib:native-image-agent=config-merge-dir=./cfg -jar BlackSpider-2.0.jar