使用JNA,让java调用原生代码
2016-01-16 19:48
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JNA定义:
JNA:java Native Access,是SUN公司开发的基于JNI的框架,JNI使得Java能够调用原生的c或者c++代码。JNA与JNI(Java Native Interface)的区别:
性能:JNA在性能上不如JNI,由于JNA是在JNI的基础上封装了一层。移植性:JNA的可移植性要好于JNI,因为开发者不需要再编写作为代理的动态链接库。
使用:JNI使用native关键字,使用一个个java方法映射原生方法,利用System.loadLibrary;JNA使用一个java借口来代表动态链接库,使用Native.loadLibrary
JNA使用环境安装:
原生代码:使用C++或者C编写原生代码,或者使用已有的原生代码,在准备在java中使用的函数或者class前注明extern “C” __declspec(dllexport),然后打包成动态链接库dllJava代码:下载jna.jar,https://github.com/java-native-access/jna,然后把dll文件放在具体的工程下面。
JNA使用:
1. 准备dll(这部分针对初学者,可直接浏览第2部分)我们从生成dll到利用JNA,使用Java调用dll一步一步讲解。
首先生成dll,为了学习JNA,最好我们自己动手生成dll,我是使用Dev C++(http://sourceforge.net/projects/orwelldevcpp/) 这个工具来编写c++代码的。安装Dev C++之后,我们创建一个dll工程。
然后我们创建一个.h文件以及一个.cpp文件。我们需要在.h里面define:
[code]#if BUILDING_DLL #define DLLIMPORT extern "C" __declspec(dllexport) #else #define DLLIMPORT extern "C" __declspec(dllimport) #endif
然后我们在.h定义两个Struct以及两个函数function:
[code]struct UserStruct{ long id; wchar_t* name; int age; }; DLLIMPORT void sayUser(UserStruct* pUserStruct); struct CompanyStruct{ long id; wchar_t* name; UserStruct* users[100]; int count; }; DLLIMPORT void sayCompany(CompanyStruct* pCompanyStruct);
这里需要注意,函数声明前需要加DLLIMPORT,这里DLLIMPORT等于extern “C” __declspec(dllexport),Struct前不需要做特殊的处理。
在.cpp文件中实现sayUser以及sayCompany两个函数:
[code]void sayUser(UserStruct* pUserStruct) { std::wcout<<L"hello:"<<pUserStruct->name<<std::endl; }
sayUser函数的功能是把UserStruct结构体中的的name打印出来
[code]void sayCompany(CompanyStruct* pCompanyStruct) { std::wcout<<L"hello:"<<pCompanyStruct->name<<std::endl; for(int i=0;i<pCompanyStruct->count;i++) { UserStruct* user=pCompanyStruct->users[i]; sayUser(user); } }
SayCompany函数的功能是把Company结构体中的name打印出来,同时把里面所有UserStruct成员的name打印出来。
然后我们在cpp文件中实现
[code]BOOL WINAPI DllMain(HINSTANCE hinstDLL,DWORD fdwReason,LPVOID lpvReserved) { return TRUE; }
然后编译生成dll文件,由于我定义的工程名字叫做JNATest,所以生成的dll文件叫做JNATest.dll。
2. Java使用JNA调用dll
我们需要创建一个interface,这里我们取名TestDll1,然后extends Library。我们需要把UserStruct和CompanyStruct两个结构体映射到java中,代码如下:
[code]public class UserStruct extends Structure { public static class ByReference extends UserStruct implements Structure.ByReference{}; public static class ByValue extends UserStruct implements Structure.ByValue{} public NativeLong id; public WString name; public int age; }
其中ByReference指的是指针,ByValue指的是值,然后下面三个字段分别对应.h文件中UserStruct中的三个字段,其中顺序一定不能错,因为作为内存传给c函数调用,读取时按照c中结构体的顺序来读,所以顺序一定不能错。同理CompanyStruct在java中的映射如下:
[code]public class CompanyStruct extends Structure{ public static class ByReference extends CompanyStruct implements Structure.ByReference{}; public static class ByValue extends CompanyStruct implements Structure.ByValue{}; public NativeLong id; public WString name; //需要使用toArray,因为java中的内存空间是不连续的,所以使用JNA提供的toArray方法生成连续的内存空间 public UserStruct.ByReference[] users=(UserStruct.ByReference[]) new UserStruct.ByReference().toArray(100); public int count; }
这里面有个需要特别注意的地方,否则会NULL错误,就是public UserStruct.ByReference[] users=(UserStruct.ByReference[]) new UserStruct.ByReference().toArray(100);这句话,如果改为public UserStruct.ByReference[] users=new UserStruct.ByReference[100],之后调用就会报错,原因是java的内存空间一般是不连续的,而我们需要连续的内存空间,这里需要使用JNA提供的toArray函数生成数组。
下面一段代码很重要就是载入dll:
[code]TestDll1 INSTANCE=(TestDll1) Native.loadLibrary("JNATest",TestDll1.class);
然后声明我们要在java中调用的原生函数:
[code]public void sayUser(UserStruct userStruct); public void sayCompany(CompanyStruct companyStruct);
然后我们创建一个Test.java,然后在main函数中测试是否能调用原生函数。
首先测试sayUser:
[code]UserStruct.ByReference userStruct=new UserStruct.ByReference(); userStruct.id=new NativeLong(100); userStruct.age=30; userStruct.name=new WString("SBY"); TestDll1.INSTANCE.sayUser(userStruct);
然后运行,会打印出hello:SBY
再测试sayCompany:
[code]CompanyStruct.ByReference companyStruct=new CompanyStruct.ByReference(); companyStruct.id=new NativeLong(2); companyStruct.name=new WString("hehe"); companyStruct.count=10; UserStruct.ByReference pUserStruct=new UserStruct.ByReference(); pUserStruct.id=new NativeLong(90); pUserStruct.age=99; pUserStruct.name=new WString("sby"); //pUserStruct.write(); for(int i=0;i<companyStruct.count;i++){ companyStruct.users[i]=pUserStruct; } TestDll1.INSTANCE.sayCompany(companyStruct);
会输出一个hello:hehe和10个hello:sby
有些地方会说需要pUserStruct.write()这行代码,目的是把内存固定住,而不被GC释放掉,然而在我测试的时候没有加这一行也能准确运行,估计这个JNA提供的toArray函数有关。
以上就是我的JNA学习心得,之所以会在machine learning的博客中插入这样一篇,主要的目的是大多数的machine leanring的代码都是使用c或者c++编写,而一些场景会需要编写java程序,此时我们需要使用java来调用已经写好的c或者c++函数。
以上源代码传送门:http://yun.baidu.com/share/link?shareid=2278504517&uk=3977203577
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