JNA简单示例

秒速五厘米 2021-08-20 01:20 427阅读 0赞

JNA(Java Native Access)框架是一个开源的Java框架，是SUN公司主导开发的，建立在经典的JNI的基础之上的一个框架。非常强大、易用，功能上类似与.NET的P/Invoke。  
我们知道，使用JNI调用.dll/.so共享类库是非常非常麻烦和痛苦的。例如：有一个现有的.dll/.so文件，如果使用JNI技术调用：

*  首先要另外用c/c++写一个.dll/.so共享库，使用SUN规定的数据结构替代C语言的数据结构，调用已有的dll/so中公布的函数；
 *  然后再在Java中载入这个适配器dll/so，再编写Java   native函数作为dll中函数的代理。

JNI教程：[https://blog.csdn.net/liuxiao723846/article/details/102516588][https_blog.csdn.net_liuxiao723846_article_details_102516588]

经过2个繁琐的步骤才能在Java中调用本地代码。因此，很少有Java程序员愿意编写调用dll/.so库中的原生函数的java程序。这也使Java语言在客户端上乏善可陈。可以说JNI是Java的一大弱点！

而在.NET平台上，强大的P/Invoke技术使我们Java程序员非常羡慕。使用P/Invoke技术，只需要使用编写一个.NET函数，再加上一个声明的标注，就可以直接调用dll中的函数。不需要你再使用C语言编写dll来适配。

现在，不需要再羡慕.NET的P/Invoke机制了。JNA把对dll/.so共享库的调用减少到了和P/Invoke相同的程度。使用JNA，不需要再编写适配用的.dll/.so，只需要在Java中编写一个接口和一些代码，作为.dll/.so的代理，就可以在Java程序中调用dll/so。

当然，凡事都具有两面性。JNA是建立在JNI技术基础之上的一个Java类库，原来使用JNI，你必须手工用C写一个动态链接库，在C语言中映射Java的数据类型。JNA中，它提供了一个动态的C语言编写的转发器，可以自动实现Java和C的数据类型映射。你不再需要编写C动态链接库。当然，这也意味着，使用JNA技术比使用JNI技术调用动态链接库会有些微的性能损失。可能速度会降低几倍。但影响不大。

示例一：

import com.sun.jna.Library;
    import com.sun.jna.Native;
    import com.sun.jna.Platform;
    
    public class JNATest {
    	//继承Library，用于加载库文件  
    	public interface Clibrary extends Library{
    		Clibrary INSTANCE = (Clibrary) Native.loadLibrary(
                    (Platform.isWindows() ? "msvcrt" : "c"), Clibrary.class);
    
    		/*
    		 * 声明一个跟C语言的printf()一样的方法，参数类型要匹配
    		 * C语言的printf()方法原型如下：
    		 * int __cdecl printf(const char * __restrict__ _Format,...);
    		 */
    		void printf(String format, Object... args);
    	} 
    	
    	public static void main(String...strings) {
    		//调用  
    		Clibrary.INSTANCE.printf("Hello, World->%d",2019);
    	}
    }

输出：Hello, World->2019

示例二：

1）java代码：JNATest.java

pom.xml
    <dependency>
    	<groupId>com.sun.jna</groupId>
    	<artifactId>jna</artifactId>
    	<version>3.0.9</version>
    </dependency>
    
    
    import com.sun.jna.Library;
    import com.sun.jna.Native;
    
    public class JNATest {
    	//继承Library，用于加载库文件  
    	public interface Clibrary extends Library{
    		//加载libhello.so链接库  
    		Clibrary INSTANTCE1 = (Clibrary) Native.loadLibrary("hello", Clibrary.class);  
    		  
    		//此方法为链接库中的方法  
    		void test();  
    	}
    
    	public static void main(String...strings) {
    		//调用  
    		Clibrary.INSTANTCE1.test();
    	}
    }

2）C代码：

#头文件
    $ vim hello.h
    
    void test();
    
    #c文件
    $ vim hello.c 
    
    #include <stdio.h>
    #include "hello.h"
    
    void test() {
      printf("hello jna...");
    }

3）编译C成动态链接库：

#先编译验证是否有错误
    $ pwd
    /data/kevinliu/jna
    $ gcc -c hello.c 
    $ ll
    -rw-r--r-- 1 root root       81 Oct 12 14:41 hello.c
    -rw-r--r-- 1 root root       13 Oct 12 14:40 hello.h
    -rw-r--r-- 1 root root     1472 Oct 12 14:41 hello.o
    $ rm -rf hello.o 
    
    #动态连接
    $ gcc -fPIC -shared -o libhello.so hello.c 
    $ ll
    -rw-r--r-- 1 root root       81 Oct 12 14:41 hello.c
    -rw-r--r-- 1 root root       13 Oct 12 14:40 hello.h
    -rwxr-xr-x 1 root root     7868 Oct 12 14:41 libhello.so

4）打包java代码、运行：

#mvn打包
    $ mvn package
    
    $ java -jar Test.jar 
    Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM warning: You have loaded library /tmp/jna2509150676913835975.tmp which might have disabled stack guard. The VM will try to fix the stack guard now.
    It's highly recommended that you fix the library with 'execstack -c <libfile>', or link it with '-z noexecstack'.
    Exception in thread "main" java.lang.UnsatisfiedLinkError: Unable to load library 'hello': libhello.so: cannot open shared object file: No such file or directory
    	at com.sun.jna.NativeLibrary.loadLibrary(NativeLibrary.java:145)
    	at com.sun.jna.NativeLibrary.getInstance(NativeLibrary.java:188)
    	at com.sun.jna.Library$Handler.<init>(Library.java:123)
    	at com.sun.jna.Native.loadLibrary(Native.java:255)
    	at com.sun.jna.Native.loadLibrary(Native.java:241)
    	at JNATest$Clibrary.<clinit>(JNATest.java:8)
    	at JNATest.main(JNATest.java:16)

报错是因为JVM没法找到动态链接库的路径，此时需要把动态链接库加入系统的/lib目录或修改环境变量等。

$ pwd
    /data/kevinliu/jna
    $ ll
    drwxr-xr-x 2 root root     4096 Oct 12 14:42 conf
    -rw-r--r-- 1 root root       81 Oct 12 14:41 hello.c
    -rw-r--r-- 1 root root       13 Oct 12 14:40 hello.h
    drwxr-xr-x 2 root root     4096 Oct 12 14:42 lib
    -rwxr-xr-x 1 root root     7868 Oct 12 14:41 libhello.so
    -rw-r--r-- 1 root root    24395 Oct 12 14:42 Test.jar
    
    $ pwd >> /etc/ld.so.conf
    $ ldconfig
    
    $ java -jar Test.jar 
    Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM warning: You have loaded library /tmp/jna3716912741417413426.tmp which might have disabled stack guard. The VM will try to fix the stack guard now.
    It's highly recommended that you fix the library with 'execstack -c <libfile>', or link it with '-z noexecstack'.
    hello jna...

参考：[https://www.iteye.com/blog/liuzhijun-1744630][https_www.iteye.com_blog_liuzhijun-1744630]

**示例三：调用C++**

1）java代码：

同上

2）C++代码

hello.cpp
    
    #include <stdlib.h>
    #include <iostream>
    using namespace std;
    
    void test() {
      cout<<"hello jna..."<<endl;
    }

3）编译C++生成动态连接库

#编译验证是否有错
    $ g++ -c hello.cpp
    
    $ g++ -fPIC -shared -o libhello.so hello.cpp

4）调用：

$ java -jar Test.jar 
    Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM warning: You have loaded library /tmp/jna7304511378175985020.tmp which might have disabled stack guard. The VM will try to fix the stack guard now.
    It's highly recommended that you fix the library with 'execstack -c <libfile>', or link it with '-z noexecstack'.
    Exception in thread "main" java.lang.UnsatisfiedLinkError: Error looking up function 'test': /data/kevinliu/jna/libhello.so: undefined symbol: test
    	at com.sun.jna.Function.<init>(Function.java:129)
    	at com.sun.jna.NativeLibrary.getFunction(NativeLibrary.java:250)
    	at com.sun.jna.Library$Handler.invoke(Library.java:191)
    	at com.sun.proxy.$Proxy0.test(Unknown Source)
    	at JNATest.main(JNATest.java:16)

原因是，C++中，方法必须加上extern “C”，否则无法找到c++方法。

#include <iostream>
    using namespace std;
    
    extern "C"
    {
      void test() {
        cout<<"hello jna..."<<endl;
      }
    }

再次编译、生成动态连接文件，然后运行即可。

[https_blog.csdn.net_liuxiao723846_article_details_102516588]: https://blog.csdn.net/liuxiao723846/article/details/102516588
[https_www.iteye.com_blog_liuzhijun-1744630]: https://www.iteye.com/blog/liuzhijun-1744630