Java框架JNA调用C方法(windows链接库dll文件、linux链接库so文件)
介绍给大家介绍一个最新的访问本机代码的Java框架—JNA。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。JNA项目地址：https://jna.dev.java.net/非常强大、易用，功能上类似与.NET的P/Invoke。&不堪回首的JNI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。如果有一个现有的.dll/.so文件，如果使用JNI技术调用，我们首先需要另外使用C语言写一个.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。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！.NET平台上强大的P/Invoke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。&不逊于P/Invoke的JNA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。JNA快速启动& & &现在让我们直接进入JNA的世界。你只需要下载一个jar包，就可以使用JNA的强大功能方便地调用动态链接库中的C函数。import com.sun.jna.Limport com.sun.jna.Nimport com.sun.jna.P/** * @description: TODO * @author Somnus date 日 下午1:26:56 */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. i++) {
CLibrary.INSTANCE.printf(&Argument %d: %s/n&, i, args[i]);
}}可以看到控制台中打印出了Hello, World&& & 但是，请注意，这个程序实际上是使用msvcrt.dll这个C运行时库中的printf函数打印出上面这些字符的。&& & 看，多简单，不需要写一行C代码，就可以直接在Java中调用外部动态链接库中的函数！JNA技术解密JNA工作原理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。&JNA技术难点1，当前路径是在项目下，而不是bin输出目录下。2，数据结构的对应关系：Java—C和操作系统数据类型的对应表Java TypeC TypeNative Representationbooleanint32-bit integer (customizable)bytechar8-bit integercharwchar_tplatform-dependentshortshort16-bit integerintint32-bit integerlonglong long, __int6464-bit integerfloatfloat32-bit floating pointdoubledouble64-bit floating pointBufferPointerpointerplatform-dependent (32- or 64-bit pointer to memory)&T&[] (array of primitive type)pointerarray32- or 64-bit pointer to memory (argument/return)contiguous memory (struct member)除了上面的类型，JNA还支持常见的数据类型的映射。Stringchar*NUL-terminated array (native encoding or&jna.encoding)WStringwchar_t*NUL-terminated array (unicode)String[]char**NULL-terminated array of C stringsWString[]wchar_t**NULL-terminated array of wide C stringsStructurestruct*structpointer to struct (argument or return) (or explicitly)struct by value (member of struct) (or explicitly)Unionunionsame as&StructureStructure[]struct[]array of structs, contiguous in memoryCallback&T& (*fp)()function pointer (Java or native)NativeMappedvariesdepends on definitionNativeLonglongplatform-dependent (32- or 64-bit integer)PointerTypepointersame as&Pointer&JNA编程过程JNA把一个dll/.so文件看做是一个Java接口。Dll是C函数的集合、容器，这正和接口的概念吻合。我们定义这样一个接口，public interface TestDll1 extends Library {
* 当前路径是在项目下，而不是bin输出目录下。
TestDll1 INSTANCE = (TestDll1)Native.loadLibrary(&TestDll1&, TestDll1.class);
public void say(WString value);
} 如果dll是以stdcall方式输出函数，那么就继承StdCallLibrary。否则就继承默认的Library接口。接口内部需要一个公共静态常量：instance。TestDll1 INSTANCE = (TestDll1)Native.loadLibrary(&TestDll1&, TestDll1.class);通过这个常量，就可以获得这个接口的实例，从而使用接口的方法。也就是调用外部dll的函数！&注意：1、Native.loadLibrary()函数有2个参数：& & & dll或者.so文件的名字，但不带后缀名。这符合JNI的规范，因为带了后缀名就不可以跨操作系统平台了。& & & & & 搜索dll的路径是：& & & & & & & 项目的根路径& & & & & & & 操作系统的全局路径、& & & & & & & path指定的路径。& & &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。2，接口中你只需要定义你需要的函数或者公共变量，不需要的可以不定义。public void say(WString value);参数和返回值的类型，应该和dll中的C函数的类型一致。这是JNA，甚至所有跨平台调用的难点。这里，C语言的函数参数是：wchar_t*。JNA中对应的Java类型是WStirng。这里面提到一点，我在项目用出现过这种类型，jna调用C的时候如何去获取C中输出参数的值OpenSSL_DeriveKey(
// 输出参数，保存导出的密钥的缓存
unsigned int uiLen,
// 输入参数，要求导出的密钥的长度，此时调用者需要保证缓存 pszKey 的大小
const char * pszInitKey,
// 输入参数：初始密钥
unsigned int uiInitKeyLen,
// 输入参数：初始密钥的长度
为 0 时，当 pszInitKey 为字符串，自动取该字符串的长度
const char * pszSalt,
// 输入参数：盐（属于干扰信息）
unsigned int uiSaltLen,
// 输入参数：盐的长度
为 0 时，当 pszSalt 为字符串，自动取该字符串的长度
unsigned int uiIterationCount // 重复次数
); // 0：成功，其它：失败对应的Java代码int OpenSSL_DeriveKey(String pszKey , int uiLen, String pszInitKey, int uiInitKeyLen, String pszSalt,
int uiSaltLen, int uiIterationCount);java调用的时候怎么得到pszkey的值呢这时候有个Pointer类以及它的子类Memory可以帮助到我们，具体的可以查看相关api，这里我只给出一个例子/*生成MAC校验*//*************参数说明：输入参数：
：算法模式 0-恒生（默认）
：待生成MAC串
: databuf串的最小8的整数倍长度(例如：如果databuf长度为7，datalen=8。
如果databuf长度为13，则datalen=16)
：生成的MAC
*************/char *GenerateMAC(int method, char *databuf, int datalen, char *key, char *MAC);这里我们需要获取MAC的值，Java代码如下public class JNAUtil {
public interface NativeInterface extends Library {
public static final NativeInterface INATANCE = (NativeInterface) Native.loadLibrary(&HsDes&, NativeInterface.class);
* 恒生MAC算法::填写MAC_HS
* @param method
算法模式 0-恒生（默认）1-标准
* @param dataBuf
待生成MAC串
* @param dataLen
databuf串的最小8的整数倍长度(例如：如果databuf长度为7，datalen=8。如果databuf长度为13，则datalen=16)
* @param key
* @param mac
* 注:(方法名必须和C底层一样，不能采取驼峰命名方式)
public String GenerateMAC(int method, Pointer databuf, int datalen, String key, Pointer mac) throws E
* @param method
* @param databuf
* @param datalen
* @param key
* @throws Exception
public static String generateMAC(int method, String databuf, int datalen, String key) throws Exception{
byte[] sb = databuf.getBytes(&GB2312&);
int len = sb.
if(len%8 != 0){
len = (len/8 +1)*8;
Pointer sp = new Memory(len);
for(int i=0;i&i++){
if(i & sb.length){
sp.setByte(i, sb[i]);
sp.setByte(i, (byte)0x00);
Pointer p = new Memory(8);
NativeInterface.INATANCE.GenerateMAC(method, sp, datalen, key, p);
byte[] result = p.getByteArray(0,8);
return StringUtils.rightPad(byte2hex(result).toUpperCase(), 32, '0');
// 从字节数组到十六进制字符串转换
private static String byte2hex(byte[] arr) {
StringBuffer sb = new StringBuffer();
for (int i = 0; i & arr. ++i) {
final String HEX = &abcdef&;
// 取出这个字节的高4位，然后与0x0f与运算，得到一个0-15之间的数据，通过HEX.charAt(0-15)即为16进制数
sb.append(HEX.charAt((arr[i] && 4) & 0x0f));
// 取出这个字节的低位，与0x0f与运算，得到一个0-15之间的数据，通过HEX.charAt(0-15)即为16进制数
sb.append(HEX.charAt(arr[i] & 0x0f));
return sb.toString();
}}&所有跨平台、跨语言调用的难点有过跨语言、跨平台开发的程序员都知道，跨平台、语言调用的难点，就是不同语言之间数据类型不一致造成的问题。绝大部分跨平台调用的失败，都是这个问题造成的。关于这一点，不论何种语言，何种技术方案，都无法解决这个问题，这需要程序员的仔细开发和设计。这是程序员的责任。&常见的跨平台调用有：Java调用C语言编写的dll、.so动态链接库中的函数。NET通过P/Invoke调用C语言编写的dll、.so动态链接库中的函数。通过WEBService，在C,C++,Java,.NET等种种语言间调用。WebService传递的是xml格式的数据。即使是强大的P/Invoke或者WebService，在遇到复杂的数据类型和大数据量的传递时，还是会碰到很大的困难。&因为，一种语言的复杂的数据类型，很难用另一种语言来表示。这就是跨平台调用问题的本质。如，WEBService调用中，很多语言，如Java，.NET都有自动实现的Java/.NET类型和XML类型之间的映射的类库或者工具。但是，在现实的编程环境中，如果类型非常复杂，那么这些自动转换工具常常力不从心。要么Object-XML映射错误。要么映射掉大量的内存。&因此，我个人对这些Object-XML映射框架相当不感冒。我现在使用WEBService，都是直接手工使用xml处理工具提取xml中的数据构建对象。或者反过来，手工根据Object中的属性值构建xml数据。&Java和C语言之间的调用问题，也是如此。Java要调用C语言的函数，那么就必须严格按照C语言要求的内存数量提供Java格式的数据。要用Java的数据类型完美模拟C语言的数据类型。JNA已经提供了大量的类型匹配C语言的数据类型。&跨平台、跨语言调用的第一原则：就是尽量使用基本、简单的数据类型，尽量少跨语言、平台传递数据！只有你才能拯救你自己。如果在你的程序中，有复杂的数据类型和庞大的跨平台数据传递。那么你必须另外写一些Fa?ade接口，把需要传递的数据类型简化，把需要传递的数据量简化。否则，不论是实现的难度还是程序的性能都很难提高。&JNI还是不能废我们已经见识了JNA的强大。JNI和它相比是多么的简陋啊！但是，有些需求还是必须求助于JNI。JNA是建立在JNI技术基础之上的一个框架。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。
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JNI相关（11）
1,在项目根目录下建立文件夹libs/armeabi文件夹
2,将so库放入&libs/armeabi文件夹
注意事项：
1,如果采用静态注册的方式请注意C文件中严格按照命名规则&Java_packageName_className_method()的方式命名
2,在Android项目中建立同上述命名规则中packageName中相同的包名,在此包名下建立同上述命名规则中className相同的类名
3,在className声明native方法
4,程序中加载so库&System.loadLibrary(&data/data/xxx.xxx.xxx/lib/xx.so&)或者&System.loadLibrary(&xx&),例如：System.loadLibrary(&data/data/com.dtBank.app.service/lib/libjnixcld.so&);
推荐用：System.loadLibrary(&xx&)
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技术（21）
是否JNI可以调用C++的动态库，但C++动态库必须是自己写的。现实中，我们常常会使用供应商提供的动态库文件(.dll/.so)，通过其提供的接口实现相关业务，如果直接使用JNI调用，恐怕不能实现。在这种情况下怎么办呢？
我们可以这样实现：
1.通过JNI，java调用一个自己写的C++动态库（A.so)；
2.通过自己的动态库(A.so)调用第三方的动态库(B.so)；
这样可以间接实现java调用第三方的动态库(B.so).
java调用自己的动态库方法可以参考我以前文章，在此介绍一下自己的动态库调用第三方动态库的方法。
我们就在Linux环境下以lame（MP3压缩程序）为例，做个简单的介绍：
// lame_inittypedef lame_global_flags*(*FuncLameInit)();
// 说明：　　　　　　　&　　　　　　　　　　　　　　&　　　　　&
//&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&返回值　　　　　　　　　　自定义的　　参数
// id3tag_inittypedef void(*FuncId3tag)(lame_global_flags *);
// 说明：　　&　　　　　　&　　　　　　　　　　　&
//&&&&&&&&&&返回值　　　自定义的　&&&&&&&&& 　参数
// lame_set_presettypedef int(*FuncSetPreset)(lame_global_flags *, int);
void test(){
&&& // open the libmp3lame.so
&&& void * handle = dlopen ("libmp3lame.so", RTLD_LAZY);
&&& // declare the functions
&&& FuncLameInit lame_init = (FuncLameInit)dlsym (handle, "lame_init");&&& FuncId3tag id3tag_init = (FuncId3tag)dlsym (handle, "id3tag_init");&&& FuncSetPreset lame_set_preset = (FuncSetPreset)dlsym(handle, "lame_set_preset");
&&& // using
&&& // set param&&& lame_global_flags* gfp = lame_init();&&& id3tag_init(gfp);&&& lame_set_preset(gfp, nCompressRate);
　　// close
&&& dlclose(handle);
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intellij idea13（1）
android（35）
如下图所示，在modules名称上右键，open modules settings,选择左边的modules，再选择中间的modules名称下的Android,接着选择右边的stucture标签，native libs directory即为so文件所在路径（so文件不必在此路径的根目录）
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