Java调用第三方库JNA(C/C++)

GitHub - java-native-access/jna: Java Native Access  源代码

 在Java 中使用C语言库的传统做法是使用JNI编程。但是现在有更好的替代方案，即JNA(Java Native Access)；JNA是一个开源的Java框架,是SUN公司推出的调用本地库方法的技术，是建立在经典的JIN基础之上的一个框架,之所以说它是JIN的替代者,是因为它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.JNA只需要我们写java代码,而不用编写JNI或者本地代码(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；

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JNA调研成果，需求是公司同事用C++写了一个红外测温SDK，编译成so文件后提供给客户使用。客户需要一个Linux环境用Java调用so库的一个demo，刚好就我一个懂点Java，所有有了这次调研。

因为JNA相关资料实在太少，而且我一没用过Linux，二没搞过虚拟机，所以在研发过程中踩了太多坑，每向前迈一步都要克服很多困难，所以想记录下来，也许能给其他需要的人借鉴一下，少走一点弯路。Linux虚拟机Java开发环境我就不介绍了，这方面资料还是挺多的，主要说一下JNA的使用。

JNA介绍和技术原理
JNA全称Java Native Access，是一个建立在经典的JNI技术之上的Java开源框架。

JNA提供工具用于调用c/c++动态函数库（如Window的dll以及linux的so）而不需要编写任何Native/JNI代码。开发人员只要在一个java接口中描述目标函数库的函数与结构，JNA将自动实现Java接口方法到函数的映射。

JNA使用一个小型的JNI库插桩程序来动态调用本地代码。开发者使用Java接口描述目标本地库的功能和结构，这使得它很容易利用本机平台的功能，而不会产生多平台配置和生成JNI代码的高开销。这样的性能、准确性和易用性显然受到很大的重视。

此外，JNA包括一个已与许多本地函数映射的平台库，以及一组简化本地访问的公用接口。

注意：

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。

也许这也意味着，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。但总体影响不大，因为JNA也避免了JNI的一些平台配置的开销。

JNA数据类型映射表&模拟指针

在JNA中模拟指针，最常用到的就是Pointer类和PointerByReference类。Pointer类代表指向任何东西的指针，PointerByReference类表示指向指针的指针。Pointer类更加通用，事实上PointerByReference类内部也持有Pointer类的实例。
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使用示例
环境说明：

jna-version：4.0.0(我用的是4.0.0版本)

jdk-version：1.8

java开发使用idea

JNA下载地址：https://github.com/java-native-access/jna.git

1、JNA简单调用
实现步骤
在Java类中创建一个接口CLibrary继承Library，

在CLibrary中加载so文件，

创建一个本地方法（对应so中的提供的native方法），

在main函数中用so实例（INSTANCE）调用本地创建的方法。

注意：下面是So库提供的可调用的方法.h头文件代码，JNA就是实现Java对这些函数的调用，后面的例子都是实现对这些方法的调用。
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模拟OpenParams结构体，创建OpenParams继承Structure，设置成员变量，和C++结构体保持一致，参考映射表，char对应byte，int对应int，CapabilitySet也是结构体，属于结构体嵌套，CapabilitySet结构体模拟参考OpenParams，（JPEG_SIZE是枚举类型）C++中枚举类型和Java中不同，Java直接用int接收就可以。

创建两个内部类ByReference，ByValue继承OpenParams，分别实现接口Structure.ByReference、Structure.ByValue

覆盖getFieldOrder()方法，按顺序添加成员变量，一定要和C++结构体保持一致。

结构体传参分为值传递、引用传递（指针传递）

值传递使用ByValue

引用传递使用ByReference

在CLibrary中创建SCT_ChannelOpen(Pointer hChannel, OpenParams.ByRefrence openParams);
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从.h头文件中看到需要传入三个参数，hChannel指针，packetType枚举类型，param void指针，先看看C++中Packet Type，例如其中RTR_GetJpgFrame获取的数据param对应是一个FrameInfo结构体指针，所以要读取数据，我们要模拟结构体FrameInfo进行数据传递

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现在模拟创建MtImgInfo结构体继承Structure，设置成员变量参考映射表，创建两个内部类ByReference、ByValue，获取数据，要想获取回调方法FunGetMtImgInfo（）中其他数据，可以用同样的方法 

运行查看回调结果，成功输出回调结果

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一、在使用springboot框架的时候，存在一个问题。就是我们配置yaml文件，需要单独提出来做参数修改。当然这个是可以通过spring.profiles.active的方式来配置dev,prod等环境的激活。但是我们如果存在环境不确定，或者需要启动脚本，启动项目的时候，这样通过jar的方式后续会处理很多工作。所以前期的集成工作还是很有必要的。

　　二、这里有一个简单的例子，用于参数配置方式

　　1）目录结构

2）需要的依赖包（pom.xml）

        org.springframework.boot
        spring-boot-starter-parent
        2.0.0.RELEASE
    
 
    
        
            org.springframework.boot
            spring-boot-starter-web
        
    

3）maven的构建过程 

        assembly
        
            
                org.springframework.boot
                spring-boot-maven-plugin
                
                    true
                
            
            
                
                maven-assembly-plugin
                
                    
                        
                            false
                            
                            ${project.basedir}/src/main/resources/assembly/package.xml
                        
                        make-assembly
                        
                        package
                        
                        
                            single
                        
                    
                
            
        
    

 4）集成过程（package.xml）

'1.0' encoding='UTF-8'?>
"http://maven.apache.org/ASSEMBLY/2.0.0"
          xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
          xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/ASSEMBLY/2.0.0 http://maven.apache.org/xsd/assembly-2.0.0.xsd">
    
    ${project.build.finalName}
    
    
        tar.gz
    
    
    
        
            
            ${project.basedir}/src/main/resources/config
            
            config
            
            
                *.*
            
        
        
            ${project.basedir}/src/main/resources/script
            /
            
                *.*
            
            
            0755
            
            unix
        
    
    
        
        
            ${project.build.directory}/${project.build.finalName}.jar
        
        
       
    

备注：具体的参数的意义可以参考官网：Apache Maven Assembly Plugin – Assembly

5）通过maven的package打包