java调用动态链接库dll

和许多解释执行的语言一样，Java 提供了调用原生函数的机制，以加强Java 平台的能 力。Java™ Native Interface (JNI)就是Java 调用原生函数的机制。 事实上，很多Java 核心代码内部就是使用JNI 实现的。这些Java 功能实际上是通过原 生函数提供的。 但是，使用JNI 对Java 开发者来说简直是一场噩梦。 如果你已经有了原生函数，使用JNI，你必须使用C 语言再编写一个动态链接库，这个 动态链接库的唯一功能就是使用Java 能够理解的C 代码来调用目标原生函数。 这个没什么实际用途的动态链接库的编写过程令人沮丧。同时编写Java 和C 代码使开 发难度大大增加。 因此，在Java 开发社区中，人们一直都视JNI 为禁地，轻易不愿涉足。 缺少原生函数的协助使Java 的使用范围大大缩小。 反观.NET 阵营，其P/Invoke 技术调用原生函数非常方便，不需要编写一行C 代码，只 需要写Annotation 就可以快速调用原生函数。因此，与硬件有关的很多开发领域都被.NET 所占据。 ### Java调用动态链接库DLL #### 为什么需要JNA？ Java作为一种强大的编程语言，在许多领域都有着广泛的应用。然而，由于其本质上的解释性特点，Java对于原生系统的调用一直存在着一定的限制。为了增强Java平台的能力，Java提供了Java Native Interface (JNI)这一机制来调用原生函数。尽管如此，JNI的使用对于Java开发者而言并不友好。 **问题**：使用JNI时，如果已经有原生函数，则需要编写一个额外的C语言动态链接库（DLL）来桥接Java和原生函数之间的调用。这个过程不仅繁琐而且增加了项目的复杂度，因此在Java社区中，开发者通常会尽量避免使用JNI。 **解决方案**：Java Native Access (JNA)框架的出现解决了这一问题。JNA是一个基于JNI的开源Java库，允许开发者以更简单的方式调用原生函数，类似于.NET平台上的P/Invoke技术。通过使用JNA，开发者无需编写任何C代码即可轻松调用DLL中的函数。 #### JNA介绍 JNA框架由SUN公司主导开发，其主要目标是简化Java调用原生函数的过程。相比于传统的JNI方式，JNA使得调用原生函数变得更加简单且高效。开发者只需将jna.jar添加到项目的class path中，即可使用JNA提供的功能。 #### JNA实现原理 JNA的实现原理基于JNI，但它引入了一种新的机制来简化调用过程。具体来说，JNA提供了一个动态的C语言编写的转发器，该转发器负责自动处理Java和C的数据类型转换。这意味着开发者无需自己编写烦琐的C DLL，从而极大地减少了工作量。不过，这种方式可能会带来一些性能上的损失，但在大多数情况下这种损失是可以接受的。 #### JNA调用原生函数示例 以下是一个使用JNA调用原生函数的具体示例： **假设**：存在一个名为`myLib.dll`的动态链接库，其中定义了一个函数`say`，用于打印传入的宽字符字符串。 ```cpp // 假设的原生函数声明 void say(wchar_t *pValue); ``` 为了使用JNA调用这个函数，首先需要创建一个接口类来映射该函数： ```java import com.sun.jna.Library; import com.sun.jna.Native; public interface MyLibrary extends Library { MyLibrary INSTANCE = (MyLibrary) Native.load("myLib", MyLibrary.class); void say(String pValue); } ``` 接下来，可以通过以下方式调用原生函数： ```java public class Main { public static void main(String[] args) { String value = "Hello, World!"; MyLibrary.INSTANCE.say(value); } } ``` 在这个例子中，`MyLibrary`接口定义了`say`方法，并通过`Native.load`方法加载对应的动态链接库。调用`say`方法时，JNA框架会自动处理字符串类型的转换，使得Java可以直接调用原生函数。 #### Java和原生代码的类型映射 在使用JNA时，了解Java与C以及操作系统数据类型的对应关系非常重要。例如，Java中的`String`类型在C中通常对应为`wchar_t*`（宽字符指针）。JNA提供了多种类型映射的支持，例如： - `int` → `int` - `long` → `long` 或 `size_t` （取决于系统） - `float` → `float` - `double` → `double` - `String` → `wchar_t*` 或 `char*`（取决于是否需要宽字符） #### 结构体与复杂数据类型的处理 JNA还支持模拟C语言中的结构体。例如，可以创建一个Java类来表示一个C语言中的结构体，并通过`Structure`类及其子类进行操作。 ```java import com.sun.jna.Structure; public class Point extends Structure { public int x; public int y; @Override protected List<String> getFieldOrder() { return Arrays.asList("x", "y"); } } ``` 通过这种方式，可以很容易地在Java中使用原生函数中的复杂数据类型。 #### 结论 JNA提供了一种简便的方法来解决Java调用原生函数的问题，极大地提高了开发效率并拓宽了Java的应用范围。虽然与直接使用JNI相比可能存在一定的性能差距，但对于大多数应用场景而言，这种差距是完全可以接受的。随着JNA的不断发展和完善，未来它将在更多的项目中发挥重要作用。