JNA学习

作者: DramaScript | 来源:发表于2017-12-28 15:14 被阅读221次

    你还在为不会C/C++而烦恼?你还在为不会配置mk文件而伤心?你还在为用JNI而感到麻烦?那就快来学习JNA吧!

    JNA是什么?

    有过NDK开发经验的童鞋都知道可以按照JNI的规则与C/C++语言进行交互,不明白的可以参考JNI,就好比如下图的流程:

    图1.png
    你会发现我们如果需要与别的C代码进行交互,这个时候就必须按照JNI的语法规定编译出来的so文件进行调用,其中的辛酸可想而知。那么JNA就出来了:

    JNA(Java Native Access)是一个开源的Java框架,是Sun公司推出的一种调用本地方法的技术,是建立在经典的JNI基础之上的一个框架。之所以说它是JNI的替 代者,是因为JNA大大简化了调用本地方法的过程,使用很方便,基本上不需要脱离Java环境就可以完成。

    它的调用就显得非常简单了:


    图2.png

    图中可以看到,我们只需要编写JAVA代码,无需关心别的配置编译问题。直接可以用Java代码调用现有的so/dll等动态库。

    JNA的基本原理

    JNA是建立在JNI技术基础之上的一个Java类库,它使您可以方便地使用java直接访问动态链接库中的函数。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。

    与C/C++对应的数据关系:


    图3.png
    如何使用JNA

    在使用JNA之前,我们需要编译一个自己的测试so文件,按照之前JNI老套路编译。


    图4.png

    以下是jni目录下的C++代码:

    #include<string.h>
    #include <math.h>
    
    #ifndef JNATEST_TEST_H
    #define JNATEST_TEST_H
    
    
    #ifdef __cplusplus
    extern "C" {
    #endif
    
    struct  User
    {
        int age;
        char name[11];
        char type[20];
    
    }User;
    
    int test(int a,int b);
    
    void getInt(int *a);
    
    void getChar(char *name, char *s);
    
    void getStruct(struct User* user);
    
    void getArray(char ch[]);
    
    #ifdef __cplusplus
    }
    #endif
    #endif
    
    #include "test.h"
    
    /**
     *  int 类型
     * @param a
     * @param b
     * @return
     */
    int test(int a,int b){
        return a+b;
    }
    
    /**
     * int * 类型
     * @param a
     */
    void getInt(int *a){
        *a = 1024;
    }
    
    /**
     *char * 类型
     * @param name
     * @param s
     */
    void getChar(char *name, char *s){
        if(name==NULL||s==NULL){
            return;
        }
        int result=strcmp(name, "我很帅");
        char  dabaozi[40] ="DramaScipt最帅!";
        char other [40] = "天王盖地虎,小鸡炖萝卜";
        if (result == 0) {
            memcpy(s, dabaozi, strlen(dabaozi));
        }else {
            memcpy(s, other, strlen(other));
        }
    }
    
    /**
     * 结构体
     * @param user
     */
    void getStruct(struct User* user){
        user->age=18;
        char name[20] ="DramaScript";
        memcpy(user->name, name, strlen(name));
    }
    
    void getArray(char *ch){
        char arr[10] = "abcd";
        for (int i = 0; i < 4; ++i) {
            ch[i] = arr[i];
        }
    }
    

    android.mk以及Application.mk

    LOCAL_PATH := $(call my-dir)
    include $(CLEAR_VARS)
    
    LOCAL_MODULE := jnitest
    LOCAL_SRC_FILES := test.cpp
    include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)
    
    APP_PLATFORM := android-8
    APP_ABI := armeabi armeabi-v7a x86
    #APP_ABI := all
    

    最后在jni目录下调用ndk-build命令生成so文件,把so文件拷贝到jnilibs目录下


    图5.png

    至此,我们的测试so文件完成,实际项目中,有现有的so可以直接调用。这样是方便测试。

    JNA环境的配置
    • 下载jna-4.5.0.jar以及libjnidispatch.so文件(可以直接拷贝项目代码中的,记住libjnidispatch.so每个不同的so一定要拷贝到不同的目录中去)
    • 将jna-4.5.0.jar拷贝到libs目录下,并且引用,将libjnidispatch.so拷贝到相应不同目录下。
    JNA的调用
    • 先编写一个接口继承Library或者StdCallLibrary(如果动态链接库里的函数是以stdcall方式输出的,那么就继承StdCallLibrary),写这个类的目的就是通过这个类调用C里面相应的函数
    public interface JnaTest extends Library {
    
            // 第 一个参数是动态链接库dll/so的名称
            //第二个参数是本接口的Class类型。JNA通过这个Class类型,根据指定的.dll/.so文件,动态创建接口的实例。该实例由JNA通过反射自动生成。
            JnaTest INSTANCE = (JnaTest)Native.loadLibrary("jnitest", JnaTest.class);
    
            //继承Structure,用来与C里面的结构体进行交互
            class User extends Structure{
    
                public int age;
                public byte[] name = new byte[11];
                public byte[] type = new byte[20];
    
                public User() {
                    super();
                }
    
                public User(int age, byte name[], byte type[]) {
                    super();
                    this.age = age;
                    if ((name.length != this.name.length))
                        throw new IllegalArgumentException("Wrong array size !");
                    this.name = name;
                    if ((type.length != this.type.length))
                        throw new IllegalArgumentException("Wrong array size !");
                    this.type = type;
                }
    
                @Override
                protected List<String> getFieldOrder() {
                    return Arrays.asList("age", "name", "type");
                }
            }
    
            /**
             * 以下函数注意,名字和参数必须与test.h里面定义的函数一致。数据类型对应什么请查阅JNA数据类型对应表
             */
    
            // 测试 int类型
            int test(int a, int b);
            //测试 int*
            void getInt(IntBuffer a);
            //测试 String
            void getChar(ByteBuffer name,ByteBuffer s);
            //测试 结构体
            void getStruct(JnaTest.User user);
            // 测试 byte[] 数组
            void getArray(ByteBuffer arr);
        }
    

    怎么调用?

            tv.setText(JnaTest.INSTANCE.test(1,2));
    
            IntBuffer retry = IntBuffer.allocate(1);
            JnaTest.INSTANCE.getInt(retry);
            tv.setText(retry.array()[0]+"");
    
            byte [] bytename=new byte[50];
            ByteBuffer call=ByteBuffer.wrap(bytename);
            ByteBuffer name=ByteBuffer.wrap("我最牛逼!".getBytes());
            JnaTest.INSTANCE.getChar(name, call);
            tv.setText(new String(call.array()));
    
            JnaTest.User person=new JnaTest.User();
            JnaTest.INSTANCE.getStruct(person);
            tv.setText("name="+new String(person.name)+"age="+person.age);
    
            String s = "dcba";
            byte[] arr = new byte[50];
            ByteBuffer call=ByteBuffer.wrap(arr);
            JnaTest.INSTANCE.getArray(call);
            tv.setText(new String(call.array()));
    

    是不是很简单?JNA的用法大致就是这样啦。

    JNA的局限性

    最后,JNA还是有局限性的,JNA是不能完全替代JNI的,因为有些需求还是必须求助于JNI。
    使用JNI技术,不仅可以实现Java访问C函数,也可以实现C语言调用Java代码。
    而JNA只能实现Java访问C函数,作为一个Java框架,自然不能实现C语言调用Java代码。此时,你还是需要使用JNI技术。
    JNI是JNA的基础,是Java和C互操作的技术基础。所以,还是尽可能的掌握JNI吧。

    最后,代码下载:JnaTest

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