Java调用C语言动态库（JNA方式）：回调函数、结构体数组传参、结构体数组返回

一、开发环境

系统、开发环境：win7、eclipse 32位、jdk 32位、jre 32位

由于这里使用的dll文件是32位的，而我本身的环境是64位的，包括eclipse、jdk、jre都是64位，所以这里需要开发环境共存（32位、64位共存），如果本来就是32位环境就不用重新搭建环境了。从以下连接分别下载32位软件：

1.eclipse，不用安装，解压后即可使用，解压目录：D:\eclipse

Eclipse IDE for Java EE Developers, 247 MB Windows 32 Bit

http://www.eclipse.org/downloads

2.jdk 32位，安装目录：D:\Program Files\java\jdk32

Windows x86 123.49MB jdk-7u45-windows-i586.exe

http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/jdk7-downloads-1880260.html

3.jre 32位，安装目录：D:\Program Files\java\jre32

Windows Offline(32-bit) fileSize: 27.7MB

http://www.java.com/en/download/manual.jsp

要让32位和64位eclipse共存，需要修改eclipse目录下的文件：eclipse.ini

在原环境变量（JAVA_HOME指向64位目录）不改变的情况下在上面文件内增加两行：

-vm

D:\Program Files\java\jdk32\bin\javaw.exe

以上的作用使32位eclipse指向32位jdk。

4.JNA下载，这里是放在百度云里面的，下载两个文件：jna-3.5.1.jar、platform-3.5.1.jar，放到目录：D:\Program Files\java\JNA_3.5.1

http://pan.baidu.com/s/1iWobp

至于JNA是什么，它本身是基于JNI技术的，然后进行封装以方便dll调用。这里不再详述，网上很多。

二、调用方法

1.简单函数调用

关于jar包导入就不提了，创建工程：DemoTools，这里使用的dll是：libSDK.dll，把该文件放到工程目录下。

dll提供的接口函数：

int System_Init (int version, char* encoding);

java代码->声明部分：

import com.sun.jna.Library;
import com.sun.jna.Native;

public class getSDK {
public interface Function extends Library {
Function instanceDll  = (Function)Native.loadLibrary("libSDK.dll",Function.class);

public int System_Init(int version, String encoding);
}
}

java代码->调用部分：

result = getSDK.Function.instanceDll.System_Init(1, "");

参数类型比较简单时，调用也比较容易。

2.回调函数调用

当dll的接口函数需要回调函数作为参数时，使用以下方法实现：
dll接口函数及回调函数类型：

typedef void (*Callback_Status)(char *station_id, char *station_ip, int status);
int Start_Server(char *ip, int port, Callback_Status fun);

java代码->回调函数声明：

import com.sun.jna.win32.StdCallLibrary.StdCallCallback;

public class getSDK {
public interface Callback_Status extends StdCallCallback {
public void Status(String station_id, String station_ip, int status);
}
}

java代码->回调函数实现：

public class getSDK {
public static class Status_Realize implements Callback_Status{
public void Status(String station_id, String station_ip, int status) {
if (status == 2) {
GUI.Station_online(station_id, station_ip, 1, 0);
} else if (status == 3) {
GUI.Station_online(station_id, station_ip, 2, 0);
}
}
}
｝

java代码->dll接口调用：

public static getSDK.Callback_Status callback_status = new getSDK.Status_Realize();

result = getSDK.Function.instanceDll.Start_Server("0.0.0.0", 1234, callback_status);

3.回调函数含有结构体数组参数

当回调函数其中一个参数是结构体数组时的处理方法：
dll接口函数、回调函数类型，结构体类型：

typedef struct result_data {
char Station_id[3];
char Label_id[7];
int Signal;
int Power;
int Status;
}Tstatus, *PTstatus;

typedef void (*Callback_Data)(char *station_id, char *station_ip, Tstatus ret_data[], int count);

int Start_Server (char *server_ip, int listen_port, Callback_Status callback_status, Callback_Data callback_data);

java代码->回调函数、结构体定义：

import com.sun.jna.Structure;
public class getSDK {
public interface Function extends Library {
public static class Tstatus extends Structure {
public byte[] Station_id = new byte[3];
public byte[] Label_id = new byte[7];
public int Signal;
public int Power;
public int Status;

public static class ByReference extends Tstatus implements
Structure.ByReference {}

public static class ByValue extends Tstatus implements
Structure.ByValue {}

@SuppressWarnings({ "rawtypes", "unchecked" })
@Override
protected List getFieldOrder() {
List a = new ArrayList();
a.add("Station_id");
a.add("Label_id");
a.add("Signal");
a.add("Power");
a.add("Status");
return a;
}
}
public int Start_Server(String server_ip, int port, getSDK.Callback_Status Callback_Status,getSDK.Callback_Data Callback_Data);
}
public interface Callback_Data extends StdCallCallback {
public void Data(String station_id, String station_ip, Pointer data, int count);
}
}

java代码->回调函数实现：

public class getSDK {
public static class Data_Realize implements Callback_Data{
public void Data(String station_id, String station_ip, Pointer data, int count) {
int srow, frow;

srow = 0;
frow = 0;

for (int i = 0; i < count; i++) {
byte[] stationbuf = new byte[2];
byte[] labelbuf = new byte[6];
int[] signal = new int[1];
int[] power = new int[1];
int[] status = new int[1];

data.read(0 + i * 24, stationbuf, 0, 2);
data.read(3 + i * 24, labelbuf, 0, 6);
data.read(12 + i * 24, signal, 0, 1);
data.read(16 + i * 24, power, 0, 1);
data.read(20 + i * 24, status, 0, 1);

String labelID = new String(labelbuf);
String stationID = new String(stationbuf);

GUI.message.append(String.valueOf(power[0]));
GUI.message.append(String.valueOf(signal[0]));
GUI.message.append(String.valueOf(status[0]));
}
}
}
}

java代码->接口调用：

public static getSDK.Callback_Status callback_status = new getSDK.Status_Realize();
public static getSDK.Callback_Data callback_data = new getSDK.Data_Realize();

result = getSDK.Function.instanceDll.Start_Server("0.0.0.0", 1234, callback_status, callback_data);

这里的难点就在处理回调函数的结构体数组参数，参数是从dll传出来的，java里面用指针接收，而获取结构体内部的每个值就需要用读内存的方式读取出来，这里就需要对结构体在内存中的存储方式比较了解才行，因为read函数需要指定：内存起始位置、接收数据数组变量、数组变量的第几个元素、取内存大小，4个参数。

上面源码中i*24作用是取到结构体数组的第二、第三、、、个元素。也就是这里的结构体占内存大小为24，看下面：

在32位系统中char占1个字节，int占4个字节，算下来结构体TStatus应该是22个字节，实际上还有一个内存对齐的概念，结构体前两个char数组共10个字节（是连续存储的），而结构体分配内存的大小必须是该结构体中占字节最大类型的倍数，所以应该分配4字节的倍数即12字节，所以前两个char数组实际分配了12个字节，在取数据时，第三个int的偏移量是12，整个结构体的大小为12 + 3*4（三个int变量）= 24字节

4.接口函数参数为结构体数组

当接口函数的参数为结构体数组，并且结构体成员也为结构体数组时，调用方法：
dll接口函数类型，结构体类型：

typedef unsigned int UINT;

typedef struct code_word {
char Feild[8];
BOOL Inverse;
UINT Length;
CHAR Payload[255];
}Cword, *pCword;

typedef struct label_data {
char Label_id[7];
UINT Count;
Cword NCword[50];
}Ldata, *pLdata;

int Start_Update (char *station_id, int count, Ldata data[]);

java代码->结构体定义，接口函数声明：

public class getSDK {
public interface Function extends Library {
public static class Cword extends Structure {
public byte[] Feild = new byte[8];
public boolean Inverse;
public int length;
public byte[] Payload = new byte[255];

public static class ByValue extends Cword implements
Structure.ByValue {}

@SuppressWarnings({ "rawtypes", "unchecked" })
@Override
protected List getFieldOrder() {
List a = new ArrayList();
a.add("Feild");
a.add("X_coord");
a.add("Y_coord");
a.add("Font");
a.add("Inverse");
a.add("length");
a.add("Payload");
return a;
}
}

public static class Ldata extends Structure {
public byte[] Label_id = new byte[7];
public int Count;
public Cword.ByValue[] NCword = new Cword.ByValue[50];

public static class ByReference extends Ldata implements
Structure.ByReference {
}

public static class ByValue extends Ldata implements
Structure.ByValue {
}

@SuppressWarnings({ "rawtypes", "unchecked" })
@Override
protected List getFieldOrder() {
List a = new ArrayList();
a.add("Label_id");
a.add("Patten");
a.add("Count");
a.add("NCword");
return a;
}
}
public int Start_Update(String station_id, int count, Ldata.ByValue[] data);

}
}

java代码->接口函数调用：

public class GUI {
public static int labelcount = 5;

public static String[] labellist = new String[]{"000834","000835","041908",
"041909","04190A","04190B","04190C","04190D","04190E","04190F","041910",
"041911","041912","041913","041914","041915","041916","041917","041918"};

bsend.addActionListener(new ActionListener() {
public void actionPerformed(ActionEvent e) {
int i;
int result;

getSDK.Function.Ldata.ByValue tdata = new getSDK.Function.Ldata.ByValue();
getSDK.Function.Ldata.ByValue[] data = (getSDK.Function.Ldata.ByValue[])tdata.toArray(labelcount);

for (i = 0; i < labelcount; i++) {
data[i].Label_id = labellist[i].getBytes();
}

for (i = 0; i < labelcount; i++) {
data[i].Count = 4;
}

getSDK.Function.Cword.ByValue cdata = new getSDK.Function.Cword.ByValue();
getSDK.Function.Cword.ByValue[] ctdata = (getSDK.Function.Cword.ByValue[])cdata.toArray(50);

ctdata[0].Feild = "Text".getBytes();
ctdata[0].Inverse = false;
ctdata[0].length = "test".getBytes().length;
ctdata[0].Payload = "test".getBytes();

ctdata[1].Feild = "Text".getBytes();
ctdata[1].Inverse = false;
ctdata[1].length = "hello".getBytes().length;
ctdata[1].Payload = "hello".getBytes();

ctdata[2].Feild = "Text".getBytes();
ctdata[2].Inverse = false;
ctdata[2].length = "单位".getBytes().length;
ctdata[2].Payload = "单位".getBytes();

ctdata[3].Feild = "Text".getBytes();
ctdata[3].Inverse = false;
ctdata[3].length = "规格".getBytes().length;
ctdata[3].Payload = "规格".getBytes();

for (i = 0; i < labelcount; i++) {
data[i].NCword = ctdata;
}

result = getSDK.Function.instanceDll.Start_Update((String)station.getSelectedItem(), labelcount, data);
}
});
}

这里比较关键的是结构体数据的定义，结构体声明中有两个方法：ByValue 和 ByReference， 分别是值和引用，这里使用ByValue方式创建结构体，然后在通过toArray的方式生成结构体数组，为的是保证定义的数组是内存连续的，如果这里直接用：

getSDK.Function.Ldata.ByValue[] tdata = new getSDK.Function.Ldata.ByValue[labelcount];

的方式，得到的内存是不连续的，当你传递这种方式定义的变量给dll时，dll只能取到第一个结构体元素的值，造成数据丢失。