介紹
給大家介紹一個(gè)最新的訪問(wèn)本機(jī)代碼的 Java 框架 —JNA 。
JNA(Java Native Access) 框架是一個(gè)開(kāi)源的 Java 框架，是 SUN 公司主導(dǎo)開(kāi)發(fā)的，建立在經(jīng)典的 JNI 的基礎(chǔ)之上的一個(gè)框架。
JNA 項(xiàng)目地址： https://jna.dev.java.net/
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非常強(qiáng)大、易用，功能上類似與 .NET 的 P/Invoke 。
不堪回首的 JNI
我們知道，使用 JNI 調(diào)用 .dll/.so 共享類庫(kù)是非常非常麻煩和痛苦的。
如果有一個(gè)現(xiàn)有的 .dll/.so 文件，如果使用 JNI 技術(shù)調(diào)用，我們首先需要另外使用 C 語(yǔ)言寫(xiě)一個(gè) .dll/.so 共享庫(kù)，使用 SUN 規(guī)定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)替代 C 語(yǔ)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)適配器 dll/so ，再編寫(xiě) Java?? native 函數(shù)作為 dll 中函數(shù)的代理。
經(jīng)過(guò) 2 個(gè)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(xiě)調(diào)用 dll/.so 庫(kù)中的原生函數(shù)的 java 程序。這也使 Java 語(yǔ)言在客戶端上乏善可陳。可以說(shuō) JNI 是 Java 的一大弱點(diǎn)！
.NET 平臺(tái)上強(qiáng)大的 P/Invoke
而在 .NET 平臺(tái)上，強(qiáng)大的 P/Invoke 技術(shù)使我們 Java 程序員非常羨慕。使用 P/Invoke 技術(shù)，只需要使用編寫(xiě)一個(gè) .NET 函數(shù)，再加上一個(gè)聲明的標(biāo)注，就可以直接調(diào)用 dll 中的函數(shù)。
不需要你再使用 C 語(yǔ)言編寫(xiě) dll 來(lái)適配。
不遜于 P/Invoke 的 JNA
現(xiàn)在，不需要再羨慕 .NET 的 P/Invoke 機(jī)制了。 JNA 把對(duì) dll/.so 共享庫(kù)的調(diào)用減少到了和 P/Invoke 相同的程度。
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使用 JNA ，不需要再編寫(xiě)適配用的 .dll/.so ，只需要在 Java 中編寫(xiě)一個(gè)接口和一些代碼，作為 .dll/.so 的代理，就可以在 Java 程序中調(diào)用 dll/so 。
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JNA 快速啟動(dòng)
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???? 現(xiàn)在讓我們直接進(jìn)入 JNA 的世界。
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你只需要下載一個(gè) jar 包，就可以使用 JNA 的強(qiáng)大功能方便地調(diào)用動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)中的 C 函數(shù)。
1 ，下載 jna.jar 。
在這里 https://jna.dev.java.net/servlets/ProjectDocumentList?folderID=7408&expandFolder=7408&folderID=0
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2 ，現(xiàn)在你已經(jīng)可以使用 JNA 了。
為了方便你參考 JNA 的 java 類庫(kù)，我制作了《 JNA3.09API 參考手冊(cè)》，是 CHM 格式的。你可以到這里下載 http://download.csdn.net/source/900438
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JNA 例子
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例子 1???
現(xiàn)在讓我們運(yùn)行一個(gè) JNA 程序，感受它的強(qiáng)大威力。
1 ，在 Java 項(xiàng)目中引入 jna.jar 包。
2 ，創(chuàng)建一個(gè)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(zhí)行，可以看到控制臺(tái)中打印出了
Hello, World
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??? 但是，請(qǐng)注意，這個(gè)程序?qū)嶋H上是使用 msvcrt.dll 這個(gè) C 運(yùn)行時(shí)庫(kù)中的 printf 函數(shù)打印出上面這些字符的。
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??? 看，多簡(jiǎn)單，不需要寫(xiě)一行 C 代碼，就可以直接在 Java 中調(diào)用外部動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)中的函數(shù)！
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例子 2???
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??? 上面那個(gè)例子使用了操作系統(tǒng)自帶的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)，現(xiàn)在我們?cè)僮约簩?xiě)一個(gè)動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)試試。
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1 ，在 VS 中選擇 C++ 語(yǔ)言，然后選擇創(chuàng)建一個(gè) Win32 程序。 選擇 dll 類型。
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2 ，發(fā)布的 C 函數(shù)是：
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#define MYLIBAPI? extern ?? "C" ???? __declspec ( dllexport )?
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MYLIBAPI void say( wchar_t * pValue);
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這個(gè)函數(shù)的實(shí)現(xiàn)是：
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void ? say( wchar_t * pValue){
???? std::wcout.imbue(std::locale( "chs" ));
?
???? std::wcout<<L "上帝說(shuō)：" <<pValue<<std::endl;
}
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它需要傳入一個(gè) Unicode 編碼的字符數(shù)組。然后在控制臺(tái)上打印出一段中文字符。
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3 ，生成 dll 。然后把生成的 dll 文件復(fù)制到 Eclipse 項(xiàng)目中，放在項(xiàng)目下面。
4 ，在 Eclipse 中編寫(xiě)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 shendl_s@hotmail.com * 2008-11-23 下午 05:07:14 *TestDll1.dll
*/
public
class
TestDll1Service {
public
interface
TestDll1
extends
Library {
/**
* 當(dāng)前路徑是在項(xiàng)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(wú)法萬(wàn)惡 "
); } }
5 ，執(zhí)行這個(gè) Java 類。可以看到控制臺(tái)下如下輸出：
上帝說(shuō)： Hello World!
HHEEH 我我們無(wú)法萬(wàn)惡
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6 ，上面一行是 C 語(yǔ)言使用 C++ 的 std::wcout 輸出的。
下面一行是 Java 語(yǔ)言輸出的。
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JNA 技術(shù)解密
JNA 工作原理 JNA 是建立在 JNI 技術(shù)基礎(chǔ)之上的一個(gè) Java 類庫(kù)，它使您可以方便地使用 java 直接訪問(wèn)動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)中的函數(shù)。
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原來(lái)使用 JNI ，你必須手工用 C 寫(xiě)一個(gè)動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)，在 C 語(yǔ)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(yǔ)言編寫(xiě)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(xiě) C 動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)。
當(dāng)然，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(kù)會(huì)有些微的性能損失。可能速度會(huì)降低幾倍。但影響不大。
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JNA 技術(shù)難點(diǎn)
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? JNA 編程過(guò)程
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JNA 把一個(gè) dll/.so 文件看做是一個(gè) Java 接口。
Dll 是 C 函數(shù)的集合、容器，這正和接口的概念吻合。
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?? ? 我們定義這樣一個(gè)接口，
public
interface
TestDll1
extends
Library {
/**
* 當(dāng)前路徑是在項(xiàng)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(shù)，那么就繼承 StdCallLibrary 。否則就繼承默認(rèn)的 Library 接口。
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接口內(nèi)部需要一個(gè)公共靜態(tài)常量： instance 。
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TestDll1 INSTANCE = (TestDll1)Native.loadLibrary("TestDll1", TestDll1.class);
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通過(guò)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 的函數(shù)！
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注意：
1 ， Native.loadLibrary() 函數(shù)有 2 個(gè)參數(shù)：
??? 1 ， dll 或者 .so 文件的名字，但不帶后綴名。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 dll 的路徑是：
1 ）項(xiàng)目的根路徑
2 ）操作系統(tǒng)的全局路徑、
3 ） path 指定的路徑。
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2 ，第二個(gè)參數(shù)是本接口的 Class 類型。
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JNA 通過(guò)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。
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2 ，接口中你只需要定義你需要的函數(shù)或者公共變量，不需要的可以不定義。
public void say(WString value);
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參數(shù)和返回值的類型，應(yīng)該和 dll 中的 C 函數(shù)的類型一致。
這是 JNA ，甚至所有跨平臺(tái)調(diào)用的難點(diǎn)。
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這里， C 語(yǔ)言的函數(shù)參數(shù)是： wchar_t * 。
JNA 中對(duì)應(yīng)的Java 類型是WStirng 。
所有跨平臺(tái)、跨語(yǔ)言調(diào)用的難點(diǎn)
有過(guò)跨語(yǔ)言、跨平臺(tái)開(kāi)發(fā)的程序員都知道，跨平臺(tái)、語(yǔ)言調(diào)用的難點(diǎn)，就是不同語(yǔ)言之間數(shù)據(jù)類型不一致造成的問(wèn)題。絕大部分跨平臺(tái)調(diào)用的失敗，都是這個(gè)問(wèn)題造成的。
關(guān)于這一點(diǎn)，不論何種語(yǔ)言，何種技術(shù)方案，都無(wú)法解決這個(gè)問(wèn)題。
這需要程序員的仔細(xì)開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)。這是程序員的責(zé)任。
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常見(jiàn)的跨平臺(tái)調(diào)用有：
1 ， Java 調(diào)用 C 語(yǔ)言編寫(xiě)的 dll 、 .so 動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)中的函數(shù)。
2 ， .NET 通過(guò) P/Invoke 調(diào)用 C 語(yǔ)言編寫(xiě)的 dll 、 .so 動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)中的函數(shù)。
3 ，通過(guò) WEBService ，在 C,C++,Java,.NET 等種種語(yǔ)言間調(diào)用。
??? WebService 傳遞的是 xml 格式的數(shù)據(jù)。
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即使是強(qiáng)大的 P/Invoke 或者 WebService ，在遇到復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型和大數(shù)據(jù)量的傳遞時(shí)，還是會(huì)碰到很大的困難。
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因?yàn)椋环N語(yǔ)言的復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型，很難用另一種語(yǔ)言來(lái)表示。這就是跨平臺(tái)調(diào)用問(wèn)題的本質(zhì)。
如， WEBService 調(diào)用中，很多語(yǔ)言，如 Java ， .NET 都有自動(dòng)實(shí)現(xiàn)的 Java/.NET 類型和 XML 類型之間的映射的類庫(kù)或者工具。
但是，在現(xiàn)實(shí)的編程環(huán)境中，如果類型非常復(fù)雜，那么這些自動(dòng)轉(zhuǎn)換工具常常力不從心。
要么 Object-XML 映射錯(cuò)誤。
要么映射掉大量的內(nèi)存。
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因此，我個(gè)人對(duì)這些 Object-XML 映射框架相當(dāng)不感冒。
我現(xiàn)在使用 WEBService ，都是直接手工使用 xml 處理工具提取 xml 中的數(shù)據(jù)構(gòu)建對(duì)象。或者反過(guò)來(lái)，手工根據(jù) Object 中的屬性值構(gòu)建 xml 數(shù)據(jù)。
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Java 和 C 語(yǔ)言之間的調(diào)用問(wèn)題，也是如此。
Java 要調(diào)用 C 語(yǔ)言的函數(shù)，那么就必須嚴(yán)格按照 C 語(yǔ)言要求的內(nèi)存數(shù)量提供 Java 格式的數(shù)據(jù)。要用 Java 的數(shù)據(jù)類型完美模擬 C 語(yǔ)言的數(shù)據(jù)類型。
JNA 已經(jīng)提供了大量的類型匹配 C 語(yǔ)言的數(shù)據(jù)類型。 ?
JNI 還是不能廢
我們已經(jīng)見(jiàn)識(shí)了 JNA 的強(qiáng)大。 JNI 和它相比是多么的簡(jiǎn)陋啊！
但是，有些需求還是必須求助于 JNI 。
JNA 是建立在 JNI 技術(shù)基礎(chǔ)之上的一個(gè)框架。
使用 JNI 技術(shù)，不僅可以實(shí)現(xiàn) Java 訪問(wèn) C 函數(shù)，也可以實(shí)現(xiàn) C 語(yǔ)言調(diào)用 Java 代碼。
而 JNA 只能實(shí)現(xiàn) Java 訪問(wèn) C 函數(shù)，作為一個(gè) Java 框架，自然不能實(shí)現(xiàn) C 語(yǔ)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)
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