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给大家介绍一个最新的访问本机代码的Java框架—JNA。
JNA(Java Native Access)框架是一个开源的Java框架#xff0c;是SUN公司… 前些天发现了一个巨牛的人工智能学习网站通俗易懂风趣幽默忍不住分享一下给大家。点击跳转到教程。 1.介绍
给大家介绍一个最新的访问本机代码的Java框架—JNA。
JNA(Java Native Access)框架是一个开源的Java框架是SUN公司主导开发的建立在经典的JNI的基础之上的一个框架。
JNA项目地址https://github.com/java-native-access/jna 非常强大、易用功能上类似与.NET的P/Invoke。 2.不堪回首的JNI
我们知道使用JNI调用.dll/.so共享类库是非常非常麻烦和痛苦的。
如果有一个现有的.dll/.so文件如果使用JNI技术调用我们首先需要另外使用C语言写一个.dll/.so共享库使用SUN规定的数据结构替代C语言的数据结构调用已有的 dll/so中公布的函数。
然后再在Java中载入这个适配器dll/so再编写Java native函数作为dll中函数的代理。
经过2个繁琐的步骤才能在Java中调用本地代码。
因此很少有Java程序员愿意编写调用dll/.so库中的原生函数的java程序。这也使Java语言在客户端上乏善可陈。可以说JNI是Java的一大弱点 3. .NET平台上强大的P/Invoke
而在.NET平台上强大的P/Invoke技术使我们Java程序员非常羡慕。使用P/Invoke技术只需要使用编写一个.NET函数再加上一个声明的标注就可以直接调用dll中的函数。
不需要你再使用C语言编写dll来适配。 不逊于P/Invoke的JNA
现在不需要再羡慕.NET的P/Invoke机制了。JNA把对dll/.so共享库的调用减少到了和P/Invoke相同的程度。
使用JNA不需要再编写适配用的.dll/.so只需要在Java中编写一个接口和一些代码作为.dll/.so的代理就可以在Java程序中调用dll/so。 4. JNA快速启动 现在让我们直接进入JNA的世界。
你只需要下载一个jar包就可以使用JNA的强大功能方便地调用动态链接库中的C函数。
1下载jna.jar。
在这里https://jna.dev.java.net/servlets/ProjectDocumentList?folderID7408expandFolder7408folderID0 2现在你已经可以使用JNA了。
为了方便你参考JNA的java类库我制作了《JNA3.09API参考手册》是CHM格式的。你可以到这里下载 http://download.csdn.net/source/900438 5. JNA例子 例子1
现在让我们运行一个JNA程序感受它的强大威力。
1在Java项目中引入jna.jar包。
2创建一个类
import com.sun.jna.Library;
import com.sun.jna.Native;
import com.sun.jna.Platform; /** Simple example of native library declaration and usage. */public class HelloWorld { public interface CLibrary extends Library {CLibrary INSTANCE (CLibrary)Native.loadLibrary((Platform.isWindows() ? msvcrt : c),CLibrary.class); void printf(String format, Object... args);}public static void main(String[] args) {CLibrary.INSTANCE.printf(Hello, World/n);for (int i0;i args.length;i) {CLibrary.INSTANCE.printf(Argument %d: %s/n, i, args[i]);}}
} 3执行可以看到控制台中打印出了 Hello, World 但是请注意这个程序实际上是使用msvcrt.dll这个C运行时库中的printf函数打印出上面这些字符的。 看多简单不需要写一行C代码就可以直接在Java中调用外部动态链接库中的函数 例子2 上面那个例子使用了操作系统自带的动态链接库现在我们再自己写一个动态链接库试试。
1在VS中选择C语言然后选择创建一个Win32程序。 选择dll类型。
2发布的C函数是
#define MYLIBAPI extern C __declspec( dllexport )
MYLIBAPI void say(wchar_t* pValue); 这个函数的实现是
void say(wchar_t* pValue){std::wcout.imbue(std::locale(chs));std::wcoutL上帝说pValuestd::endl;
}
它需要传入一个Unicode编码的字符数组。然后在控制台上打印出一段中文字符。
3生成dll。然后把生成的dll文件复制到Eclipse项目中放在项目下面。
4在Eclipse中编写以下代码 import com.sun.jna.Library;
import com.sun.jna.Native;
import com.sun.jna.WString; public class TestDll1Service {public interface TestDll1 extends Library {/*** 当前路径是在项目下而不是bin输出目录下。*/TestDll1 INSTANCE (TestDll1)Native.loadLibrary(TestDll1, TestDll1.class);public void say(WString value); }public TestDll1Service() {// TODO Auto-generated constructor stub}public static void main(String[] args) { TestDll1.INSTANCE.say(new WString(Hello World!));System.out.println(HHEEH我我们无法万恶);}
}
5执行这个Java类。可以看到控制台下如下输出
上帝说Hello World!
6上面一行是C语言使用C的std::wcout输出的。
下面一行是Java语言输出的。 6. JNA技术解密
JNA工作原理
JNA是建立在JNI技术基础之上的一个Java类库它使您可以方便地使用java直接访问动态链接库中的函数。
原来使用JNI你必须手工用C写一个动态链接库在C语言中映射Java的数据类型。
JNA中它提供了一个动态的C语言编写的转发器可以自动实现Java和C的数据类型映射。你不再需要编写C动态链接库。
当然这也意味着使用JNA技术比使用JNI技术调用动态链接库会有些微的性能损失。可能速度会降低几倍。但影响不大。 JNA技术难点
1当前路径是在项目下而不是bin输出目录下。
2数据结构的对应关系
Java—C和操作系统数据类型的对应表 Java Type C Type Native Representation boolean int 32-bit integer (customizable) byte char 8-bit integer char wchar_t platform-dependent short short 16-bit integer int int 32-bit integer long long long, __int64 64-bit integer float float 32-bit floating point double double 64-bit floating point BufferPointer pointer platform-dependent (32- or 64-bit pointer to memory) T[] (array of primitive type) pointer array 32- or 64-bit pointer to memory (argument/return) contiguous memory (struct member) 除了上面的类型JNA还支持常见的数据类型的映射。 String char* NUL-terminated array (native encoding or jna.encoding) WString wchar_t* NUL-terminated array (unicode) String[] char** NULL-terminated array of C strings WString[] wchar_t** NULL-terminated array of wide C strings Structure struct* struct pointer to struct (argument or return) (or explicitly) struct by value (member of struct) (or explicitly) Union union same as Structure Structure[] struct[] array of structs, contiguous in memory Callback T (*fp)() function pointer (Java or native) NativeMapped varies depends on definition NativeLong long platform-dependent (32- or 64-bit integer) PointerType pointer same as Pointer JNA编程过程
JNA把一个dll/.so文件看做是一个Java接口。
Dll是C函数的集合、容器这正和接口的概念吻合。
我们定义这样一个接口
public interface TestDll1 extends Library {/*** 当前路径是在项目下而不是bin输出目录下。*/TestDll1 INSTANCE (TestDll1)Native.loadLibrary(TestDll1, TestDll1.class);public void say(WString value); }
如果dll是以stdcall方式输出函数那么就继承StdCallLibrary。否则就继承默认的Library接口。
接口内部需要一个公共静态常量instance。
TestDll1 INSTANCE (TestDll1)Native.loadLibrary(TestDll1, TestDll1.class);
通过这个常量就可以获得这个接口的实例从而使用接口的方法。也就是调用外部dll的函数 注意
Native.loadLibrary()函数有2个参数 1. dll或者.so文件的名字但不带后缀名。这符合JNI的规范因为带了后缀名就不可以跨操作系统平台了。
搜索dll的路径是
1项目的根路径
2操作系统的全局路径、
3path指定的路径。 2. 第二个参数是本接口的Class类型。JNA通过这个Class类型根据指定的dll/.so文件动态创建接口的实例。 3. 接口中你只需要定义你需要的函数或者公共变量不需要的可以不定义。
public void say(WString value); 参数和返回值的类型应该和dll中的C函数的类型一致。
这是JNA甚至所有跨平台调用的难点。
这里C语言的函数参数是wchar_t*。
JNA中对应的Java类型是WStirng。 7. 所有跨平台、跨语言调用的难点
有过跨语言、跨平台开发的程序员都知道跨平台、语言调用的难点就是不同语言之间数据类型不一致造成的问题。绝大部分跨平台调用的失败都是这个问题造成的。
关于这一点不论何种语言何种技术方案都无法解决这个问题。
这需要程序员的仔细开发和设计。这是程序员的责任。 常见的跨平台调用有
1Java调用C语言编写的dll、.so动态链接库中的函数。
2.NET通过P/Invoke调用C语言编写的dll、.so动态链接库中的函数。
3通过WEBService在C,C,Java,.NET等种种语言间调用。 WebService传递的是xml格式的数据。
即使是强大的P/Invoke或者WebService在遇到复杂的数据类型和大数据量的传递时还是会碰到很大的困难。 因为一种语言的复杂的数据类型很难用另一种语言来表示。这就是跨平台调用问题的本质。
如WEBService调用中很多语言如Java.NET都有自动实现的Java/.NET类型和XML类型之间的映射的类库或者工具。
但是在现实的编程环境中如果类型非常复杂那么这些自动转换工具常常力不从心。
要么Object-XML映射错误。
要么映射掉大量的内存。 因此我个人对这些Object-XML映射框架相当不感冒。
我现在使用WEBService都是直接手工使用xml处理工具提取xml中的数据构建对象。或者反过来手工根据Object中的属性值构建xml数据。
Java和C语言之间的调用问题也是如此。
Java要调用C语言的函数那么就必须严格按照C语言要求的内存数量提供Java格式的数据。要用Java的数据类型完美模拟C语言的数据类型。
JNA已经提供了大量的类型匹配C语言的数据类型。 跨平台、跨语言调用的第一原则就是尽量使用基本、简单的数据类型尽量少跨语言、平台传递数据
如果在你的程序中有复杂的数据类型和庞大的跨平台数据传递。那么你必须另外写一些Façade接口把需要传递的数据类型简化把需要传递的数据量简化。
否则不论是实现的难度还是程序的性能都很难提高。 JNI还是不能废
我们已经见识了JNA的强大。JNI和它相比是多么的简陋啊
但是有些需求还是必须求助于JNI。
JNA是建立在JNI技术基础之上的一个框架。
使用JNI技术不仅可以实现Java访问C函数也可以实现C语言调用Java代码。
而JNA只能实现Java访问C函数作为一个Java框架自然不能实现C语言调用Java代码。此时你还是需要使用JNI技术。
JNI是JNA的基础。是Java和C互操作的技术基础。 转自https://blog.csdn.net/shendl/article/details/3589676
