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1. JNA簡(jiǎn)單介紹

先說JNI(Java Native Interface)吧，有過不同語言間通信經(jīng)歷的一般都知道，它允許Java代碼和其他語言（尤其C/C++）寫的代碼進(jìn)行交互，只要遵守調(diào)用約定即可。首先看下JNI調(diào)用C/C++的過程，注意寫程序時(shí)自下而上，調(diào)用時(shí)自上而下。

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可見步驟非常的多，很麻煩，使用JNI調(diào)用.dll/.so共享庫都能體會(huì)到這個(gè)痛苦的過程。如果已有一個(gè)編譯好的.dll/.so文件，如果使用JNI技 術(shù)調(diào)用，我們首先需要使用C語言另外寫一個(gè).dll/.so共享庫，使用SUN規(guī)定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)替代C語言的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，調(diào)用已有的?dll/so中公布的函 數(shù)。然后再在Java中載入這個(gè)庫dll/so，最后編寫Java??native函數(shù)作為鏈接庫中函數(shù)的代理。經(jīng)過這些繁瑣的步驟才能在Java中調(diào)用 本地代碼。因此，很少有Java程序員愿意編寫調(diào)用dll/.so庫中原生函數(shù)的java程序。這也使Java語言在客戶端上乏善可陳，可以說JNI是 Java的一大弱點(diǎn)！

那么JNA是什么呢？

JNA(Java Native Access)是一個(gè)開源的Java框架，是Sun公司推出的一種調(diào)用本地方法的技術(shù)，是建立在經(jīng)典的JNI基礎(chǔ)之上的一個(gè)框架。之所以說它是JNI的替 代者，是因?yàn)镴NA大大簡(jiǎn)化了調(diào)用本地方法的過程，使用很方便，基本上不需要脫離Java環(huán)境就可以完成。

如果要和上圖做個(gè)比較，那么JNA調(diào)用C/C++的過程大致如下：

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可以看到步驟減少了很多，最重要的是我們不需要重寫我們的動(dòng)態(tài)鏈接庫文件，而是有直接調(diào)用的API，大大簡(jiǎn)化了我們的工作量。

JNA只需要我們寫Java代碼而不用寫JNI或本地代碼。功能相對(duì)于Windows的Platform/Invoke和Python的ctypes。

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2. JNA技術(shù)原理

JNA使用一個(gè)小型的JNI庫插樁程序來動(dòng)態(tài)調(diào)用本地代碼。開發(fā)者使用Java接口描述目標(biāo)本地庫的功能和結(jié)構(gòu)，這使得它很容易利用本機(jī)平臺(tái)的功能，而不會(huì)產(chǎn)生多平臺(tái)配置和生成JNI代碼的高開銷。這樣的性能、準(zhǔn)確性和易用性顯然受到很大的重視。

此外，JNA包括一個(gè)已與許多本地函數(shù)映射的平臺(tái)庫，以及一組簡(jiǎn)化本地訪問的公用接口。

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注意：

JNA是建立在JNI技術(shù)基礎(chǔ)之上的一個(gè)Java類庫，它使您可以方便地使用java直接訪問動(dòng)態(tài)鏈接庫中的函數(shù)。

原來使用JNI，你必須手工用C寫一個(gè)動(dòng)態(tài)鏈接庫，在C語言中映射Java的數(shù)據(jù)類型。

JNA中，它提供了一個(gè)動(dòng)態(tài)的C語言編寫的轉(zhuǎn)發(fā)器，可以自動(dòng)實(shí)現(xiàn)Java和C的數(shù)據(jù)類型映射，你不再需要編寫C動(dòng)態(tài)鏈接庫。

也許這也意味著，使用JNA技術(shù)比使用JNI技術(shù)調(diào)用動(dòng)態(tài)鏈接庫會(huì)有些微的性能損失。但總體影響不大，因?yàn)镴NA也避免了JNI的一些平臺(tái)配置的開銷。

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3. JNA簡(jiǎn)單使用

JNA的項(xiàng)目已遷移至Github，目前最新版本是4.1.0，已有打包好的jar文件可供下載。

JNA把一個(gè).dll/.so文件看做是一個(gè)Java接口，下面以一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)例來說明怎么使用。

當(dāng)然要從最經(jīng)典的HelloWorld開始，我們調(diào)用C的printf函數(shù)打印出“HelloWorld”（官方的例子）

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新建java project

然后finish

新建文件HelloWorld.java

在項(xiàng)目下創(chuàng)建lib文件夾，將jna.jar放入其中

在項(xiàng)目Properties->java Build Path->Add External JARs 中添加jna.jar

然后OK

編輯HelloWorld.java，并運(yùn)行，結(jié)果如下：

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運(yùn)行程序，如果沒有帶參數(shù)則只打印出“Hello, World Hello jna!”，如果帶了參數(shù)，則會(huì)打印出所有的參數(shù)。

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下面來解釋下這個(gè)程序。

（1）需要定義一個(gè)接口，繼承自Library 或StdCallLibrary

默認(rèn)的是繼承Library ，如果動(dòng)態(tài)鏈接庫里的函數(shù)是以stdcall方式輸出的，那么就繼承StdCallLibrary，比如眾所周知的kernel32庫。比如上例中的接口定義：

public interface CLibrary extends Library { }

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（2）接口內(nèi)部定義

接口內(nèi)部需要一個(gè)公共靜態(tài)常量：INSTANCE，通過這個(gè)常量，就可以獲得這個(gè)接口的實(shí)例，從而使用接口的方法，也就是調(diào)用外部dll/so的函數(shù)。

該常量通過Native.loadLibrary()這個(gè)API函數(shù)獲得，該函數(shù)有2個(gè)參數(shù)：

• 第 一個(gè)參數(shù)是動(dòng)態(tài)鏈接庫dll/so的名稱，但不帶.dll或.so這樣的后綴，這符合JNI的規(guī)范，因?yàn)閹Я撕缶Y名就不可以跨操作系統(tǒng)平臺(tái)了。搜索動(dòng)態(tài)鏈 接庫路徑的順序是：先從當(dāng)前類的當(dāng)前文件夾找，如果沒有找到，再在工程當(dāng)前文件夾下面找win32/win64文件夾，找到后搜索對(duì)應(yīng)的dll文件，如果 找不到再到WINDOWS下面去搜索，再找不到就會(huì)拋異常了。比如上例中printf函數(shù)在Windows平臺(tái)下所在的dll庫名稱是msvcrt，而在 其它平臺(tái)如Linux下的so庫名稱是c。
• 第二個(gè)參數(shù)是本接口的Class類型。JNA通過這個(gè)Class類型，根據(jù)指定的.dll/.so文件，動(dòng)態(tài)創(chuàng)建接口的實(shí)例。該實(shí)例由JNA通過反射自動(dòng)生成。

CLibrary INSTANCE = (CLibrary) Native.loadLibrary((Platform.isWindows() ? "msvcrt" : "c"), CLibrary.class);

接口中只需要定義你要用到的函數(shù)或者公共變量，不需要的可以不定義，如上例只定義printf函數(shù)：

void printf(String format, Object... args);

注意參數(shù)和返回值的類型，應(yīng)該和鏈接庫中的函數(shù)類型保持一致。

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（3）調(diào)用鏈接庫中的函數(shù)

定義好接口后，就可以使用接口中的函數(shù)即相應(yīng)dll/so中的函數(shù)了，前面說過調(diào)用方法就是通過接口中的實(shí)例進(jìn)行調(diào)用，非常簡(jiǎn)單，如上例中：

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CLibrary.INSTANCE.printf("Hello, World\n"); for (int i=0;i < args.length;i++) { CLibrary.INSTANCE.printf("Argument %d: %s\n", i, args[i]); }

這就是JNA使用的簡(jiǎn)單例子，可能有人認(rèn)為這個(gè)例子太簡(jiǎn)單了，因?yàn)槭褂玫氖窍到y(tǒng)自帶的動(dòng)態(tài)鏈接庫，應(yīng)該還給出一個(gè)自己實(shí)現(xiàn)的庫函數(shù)例子。其實(shí)我覺得這個(gè)完全沒有必要，這也是JNA的方便之處，不像JNI使用用戶自定義庫時(shí)還得定義一大堆配置信息，對(duì)于JNA來說，使用用戶自定義庫與使用系統(tǒng)自帶的庫是完全一樣的方法，不需要額外配置什么信息。比如我在Windows下建立一個(gè)動(dòng)態(tài)庫程序：

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用vs創(chuàng)建DLL工程：

??????文件->新建->項(xiàng)目->visual c++->win32->win32控制臺(tái)應(yīng)用程序（win32項(xiàng)目也可以）

??????填寫項(xiàng)目名稱MyDLL->確定->下一步->DLL(附加選項(xiàng) 對(duì)空項(xiàng)目打鉤)->完成。

??????到這里DLL工程就創(chuàng)建完畢了，下面新建兩個(gè)文件MyDLL.cpp和MyDLL.h。

??????MyDLL.cpp內(nèi)容如下：

然后Bulid -->Bulid MyDLL，dll文件就在debug文件夾下生成了編譯成一個(gè)dll文件（比如Mydll.dll），將Mydll.dll放到工程的bin目錄下，然后編寫JNA程序調(diào)用即可：

然后修改代碼并運(yùn)行如下：

得到輸出。

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4. JNA技術(shù)難點(diǎn)

有過跨語言、跨平臺(tái)開發(fā)的程序員都知道，跨平臺(tái)、語言調(diào)用的難點(diǎn)，就是不同語言之間數(shù)據(jù)類型不一致造成的問題。絕大部分跨平臺(tái)調(diào)用的失敗，都是這個(gè)問題造成的。關(guān)于這一點(diǎn)，不論何種語言，何種技術(shù)方案，都無法解決這個(gè)問題。JNA也不例外。

上面說到接口中使用的函數(shù)必須與鏈接庫中的函數(shù)原型保持一致，這是JNA甚至所有跨平臺(tái)調(diào)用的難點(diǎn)，因?yàn)镃/C++的類型與Java的類型是不一樣的，你必須轉(zhuǎn)換類型讓它們保持一致，比如printf函數(shù)在C中的原型為：

void printf(const char *format, [argument]);

你不可能在Java中也這么寫，Java中是沒有char *指針類型的，因此const char *轉(zhuǎn)到Java下就是String類型了。

這就是類型映射（Type Mappings），JNA官方給出的默認(rèn)類型映射表如下：

還有很多其它的類型映射，需要的請(qǐng)到JNA官網(wǎng)查看。

另外，JNA還支持類型映射定制，比如有的Java中可能找不到對(duì)應(yīng)的類型（在Windows API中可能會(huì)有很多類型，在Java中找不到其對(duì)應(yīng)的類型），JNA中TypeMapper類和相關(guān)的接口就提供了這樣的功能。

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5. JNA能完全替代JNI嗎？

這可能是大家比較關(guān)心的問題，但是遺憾的是，JNA是不能完全替代JNI的，因?yàn)橛行┬枨筮€是必須求助于JNI。

使用JNI技術(shù)，不僅可以實(shí)現(xiàn)Java訪問C函數(shù)，也可以實(shí)現(xiàn)C語言調(diào)用Java代碼。

而JNA只能實(shí)現(xiàn)Java訪問C函數(shù)，作為一個(gè)Java框架，自然不能實(shí)現(xiàn)C語言調(diào)用Java代碼。此時(shí)，你還是需要使用JNI技術(shù)。

JNI是JNA的基礎(chǔ)，是Java和C互操作的技術(shù)基礎(chǔ)。有時(shí)候，你必須回歸到基礎(chǔ)上來。

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6.? 參考文獻(xiàn)

（1）JNI的替代者—使用JNA訪問Java外部功能接口

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轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/anywell/p/10242635.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的java中通过JNA调用dll的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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