例子1
現在讓我們運行一個JNA程序，感受它的強大威力。
1，在Java項目中引入jna.jar包。
2，創建一個類：
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 i=0;i < args.length;i++) {
CLibrary.INSTANCE.printf("Argument %d: %s/n", i, args[i]);
}
}
}
3，執行，可以看到控制檯中打印出了
Hello, World
但是，請注意，這個程序實際上是使用msvcrt.dll這個C運行時庫中的printf函數打印出上面這些字符的。
看，多簡單，不需要寫一行C代碼，就可以直接在Java中調用外部動態鏈接庫中的函數！
例子2
上面那個例子使用了操作系統自帶的動態鏈接庫，現在我們再自己寫一個動態鏈接庫試試。
1，在VS中選擇C++語言，然後選擇創建一個Win32程序。 選擇dll類型。
2，發佈的C函數是：
#define MYLIBAPI extern "C" __declspec( dllexport )
MYLIBAPI void say(wchar_t* pValue);
這個函數的實現是：
void say(wchar_t* pValue){
std::wcout.imbue(std::locale("chs"));
std::wcout<<L"上帝說："<<pValue<<std::endl;
}
它需要傳入一個Unicode編碼的字符數組。然後在控制檯上打印出一段中文字符。
3，生成dll。然後把生成的dll文件複製到Eclipse項目中，放在項目下面。
4，在Eclipse中編寫以下代碼：
import com.sun.jna.Library;
import com.sun.jna.Native;
import com.sun.jna.WString;
/**
* @author 沈東良 Edward Shen [email protected]
* 2008-11-23 下午05:07:14
*TestDll1.dll
*/
public class TestDll1Service {
public interface TestDll1 extends Library {
/**
* 當前路徑是在項目下，而不是bin輸出目錄下。
*/
TestDll1 INSTANCE = (TestDll1)Native.loadLibrary("TestDll1", TestDll1.class);
public void say(WString value);
}
/**
*
*/
public TestDll1Service() {
// TODO Auto-generated constructor stub
}
/**
* @param args
*/
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
TestDll1.INSTANCE.say(new WString("Hello World!"));
System.out.println("HHEEH我我們無法萬惡");
}
}
5，執行這個Java類。可以看到控制檯下如下輸出：
上帝說：Hello World!
HHEEH我我們無法萬惡
6，上面一行是C語言使用C++的std::wcout輸出的。
下面一行是Java語言輸出的。
JNA技術解密
JNA工作原理
JNA是建立在JNI技術基礎之上的一個Java類庫，它使您可以方便地使用java直接訪問動態鏈接庫中的函數。
原來使用JNI，你必須手工用C寫一個動態鏈接庫，在C語言中映射Java的數據類型。
JNA中，它提供了一個動態的C語言編寫的轉發器，可以自動實現Java和C的數據類型映射。你不再需要編寫C動態鏈接庫。
當然，這也意味着，使用JNA技術比使用JNI技術調用動態鏈接庫會有些微的性能損失。可能速度會降低幾倍。但影響不大。
JNA技術難點
1，當前路徑是在項目下，而不是bin輸出目錄下。
2，數據結構的對應關係：
Java—C和操作系統數據類型的對應表
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 |
pointer | platform-dependent (32- or 64-bit pointer to memory) | |
<T>[] (array of primitive type) | pointer | 32- or 64-bit pointer to memory (argument/return) |
除了上面的類型，JNA還支持常見的數據類型的映射。 | ||
char* | NUL-terminated array (native encoding or | |
wchar_t* | NUL-terminated array (unicode) | |
char** | NULL-terminated array of C strings | |
wchar_t** | NULL-terminated array of wide C strings | |
struct* | pointer to struct (argument or return) ( | |
union | same as | |
struct[] | array of structs, contiguous in memory | |
<T> (*fp)() | function pointer (Java or native) | |
varies | depends on definition | |
long | platform-dependent (32- or 64-bit integer) | |
pointer | same as | |
JNA編程過程
JNA把一個dll/.so文件看做是一個Java接口。
Dll是C函數的集合、容器，這正和接口的概念吻合。
我們定義這樣一個接口，
public interface TestDll1 extends Library {
/**
* 當前路徑是在項目下，而不是bin輸出目錄下。
*/
TestDll1 INSTANCE = (TestDll1)Native.loadLibrary("TestDll1", TestDll1.class);
public void say(WString value);
}
如果dll是以stdcall方式輸出函數，那麼就繼承StdCallLibrary。否則就繼承默認的Library接口。
接口內部需要一個公共靜態常量：instance。
TestDll1 INSTANCE = (TestDll1)Native.loadLibrary("TestDll1", TestDll1.class);
通過這個常量，就可以獲得這個接口的實例，從而使用接口的方法。也就是調用外部dll的函數！
注意：
1，Native.loadLibrary()函數有2個參數：
1，dll或者.so文件的名字，但不帶後綴名。這符合JNI的規範，因爲帶了後綴名就不可以跨操作系統平臺了。
搜索dll的路徑是：
1）項目的根路徑
2）操作系統的全局路徑、
3）path指定的路徑。
2，第二個參數是本接口的Class類型。
JNA通過這個Class類型，根據指定的dll/.so文件，動態創建接口的實例。
2，接口中你只需要定義你需要的函數或者公共變量，不需要的可以不定義。
public void say(WString value);
參數和返回值的類型，應該和dll中的C函數的類型一致。
這是JNA，甚至所有跨平臺調用的難點。
這裏，C語言的函數參數是：wchar_t*。
JNA中對應的Java類型是WStirng。
所有跨平臺、跨語言調用的難點
有過跨語言、跨平臺開發的程序員都知道，跨平臺、語言調用的難點，就是不同語言之間數據類型不一致造成的問題。絕大部分跨平臺調用的失敗，都是這個問題造成的。
關於這一點，不論何種語言，何種技術方案，都無法解決這個問題。
這需要程序員的仔細開發和設計。這是程序員的責任。
常見的跨平臺調用有：
1，Java調用C語言編寫的dll、.so動態鏈接庫中的函數。
2，.NET通過P/Invoke調用C語言編寫的dll、.so動態鏈接庫中的函數。
3，通過WEBService，在C,C++,Java,.NET等種種語言間調用。
WebService傳遞的是xml格式的數據。
即使是強大的P/Invoke或者WebService，在遇到複雜的數據類型和大數據量的傳遞時，還是會碰到很大的困難。
因爲，一種語言的複雜的數據類型，很難用另一種語言來表示。這就是跨平臺調用問題的本質。
如，WEBService調用中，很多語言，如Java，.NET都有自動實現的Java/.NET類型和XML類型之間的映射的類庫或者工具。
但是，在現實的編程環境中，如果類型非常複雜，那麼這些自動轉換工具常常力不從心。
要麼Object-XML映射錯誤。
要麼映射掉大量的內存。
因此，我個人對這些Object-XML映射框架相當不感冒。
我現在使用WEBService，都是直接手工使用xml處理工具提取xml中的數據構建對象。或者反過來，手工根據Object中的屬性值構建xml數據。
Java和C語言之間的調用問題，也是如此。
Java要調用C語言的函數，那麼就必須嚴格按照C語言要求的內存數量提供Java格式的數據。要用Java的數據類型完美模擬C語言的數據類型。
JNA已經提供了大量的類型匹配C語言的數據類型。
跨平臺、跨語言調用的第一原則：就是儘量使用基本、簡單的數據類型，儘量少跨語言、平臺傳遞數據！
只有你才能拯救你自己。
如果在你的程序中，有複雜的數據類型和龐大的跨平臺數據傳遞。那麼你必須另外寫一些Façade接口，把需要傳遞的數據類型簡化，把需要傳遞的數據量簡化。
否則，不論是實現的難度還是程序的性能都很難提高。
JNI還是不能廢
我們已經見識了JNA的強大。JNI和它相比是多麼的簡陋啊！
但是，有些需求還是必須求助於JNI。
JNA是建立在JNI技術基礎之上的一個框架。
使用JNI技術，不僅可以實現Java訪問C函數，也可以實現C語言調用Java代碼。
而JNA只能實現Java訪問C函數，作爲一個Java框架，自然不能實現C語言調用Java代碼。此時，你還是需要使用JNI技術。
JNI是JNA的基礎。是Java和C互操作的技術基礎。