Linux下JAVA程序调用so库的接口函数实例(JNA)

目录

1. 前言

2. JNI调用过程

3. JNA调用过程

4. Linux下通过JNA技术实现JAVA程序调用so库函数的实例。

4.1 开发环境

4.2 so库的生成

4.2.1 编写文件 sayhello.h

4.2.2 编写文件 sayhello.c

4.2.3 编写编译命令文件 64cmd.sh和32cmd.sh

4.2.4 编译生成so库

4.3 JNA程序的编写

4.3.1 编写实例化so库的接口文件 Clibrary.java

4.3.2 编写C接口函数调用方法 JNATest.java

4.4 执行JAVA程序

5. 总结

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1. 前言

最近研究了一下Linux下java程序调用C语言so库接口函数的相关知识，在网上也找了一些资料，然后简单的做了一些开发验证，特别在此处做一总结，不过，在讲解代码之前，需先向读者简单介绍下JNI与JNA的渊源，篇幅不会太多，废话不多说，开始。

2. JNI调用过程

JNI是Java Native Interface的缩写，它提供了若干的API实现了Java和其他语言的通信（主要是C&C++）。JNI调用过程大致如下：

从上面可以看出，使用JNI技术调用so库，步骤有些麻烦，不仅要懂JAVA编程，而且要懂C编程。

3. JNA调用过程

JNA（Java Native Access ）提供一组Java工具类用于在运行期间动态访问系统本地库（native library：如Window的dll）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native library的函数与结构，JNA将自动实现Java接口到native function的映射。个人理解JNA是针对JNI的进一步优化。

从上面可以看出，使用JNA技术调用so库，步骤相比JNI来说简化了许多，在这里只需要一个JNA的jar包和懂得JAVA的编程知识即可，接下来就开始实战吧！

4. Linux下通过JNA技术实现JAVA程序调用so库函数的实例。

事先声明，因为java程序需要一个so库来进行调用，我在网上也没找到一个合适的so库，所以就参考网上的资料编写了一个，接下来会先介绍so库的生成，再介绍JNA代码的调用，下图是代码结构：

4.1 开发环境

Linux系统：Linux localhost.localdomain 2.6.32-642.el6.x86_64 redhat

jdk版本：java version "1.8.0_191" 64-Bit

JNA的jar包版本：jna-4.2.1.jar

4.2 so库的生成

4.2.1 编写文件 sayhello.h

创建c_code目录，编写头文件代码：

#include 
#include 

int sayHello();

int add(int a, int b);

char* outputString(char* str);

该头文件声明了3个函数，具体实现参考4.2.2中的sayhello.c。

4.2.2 编写文件 sayhello.c

在c_code目录中，编写.c文件代码：

#include "sayhello.h"

/**
 * 打印 Hello World!
 */
int sayHello()
{
    printf("Hello World!\n");
    return 1;
}

/**
 * 返回整型类型，两数相加的结果
 */
int add(int a, int b)
{
	return a + b;
}

/**
 * 返回字符串类型，输出特定字符串+用户输入的数据
 */
char* outputString(char* str)
{
	char* strTmp[128] = {0};
	
	strcpy(strTmp, "your input String is :");
	strcat(strTmp, str);
	
	return strTmp;
}

该.c文件编写了3个函数，实现的功能分别是直接打印“Hello World!”、java传入两数并在c中相加返回int型结果、输出字符串型结果（特定字符串+java程序传入字符串）。

4.2.3 编写编译命令文件 64cmd.sh和32cmd.sh

在c_code目录中，编写编译命令文件64cmd.sh和32cmd.sh。

64cmd.sh代码如下：

gcc -m64 -fPIC -c ./*.c -I./ 
gcc -m64 -shared -o libsayhello.so *.o 
rm *.o
cp libsayhello.so ../java_code/

32cmd.sh代码如下：

gcc -m32 -fPIC -c ./*.c -I./ 
gcc -m32 -shared -o libsayhello.so *.o 
rm *.o
cp libsayhello.so ../java_code/

对比下64cmd.sh和32cmd.sh两个文件代码，不难看出，区别仅在于gcc命令后面的gcc -m64与gcc -m32。gcc -m64的意思是编译64位程序，gcc -m32的意思是编译32位程序（注意：gcc -m64仅用于64位的Linux机器）。

以64cmd.sh命令文件为例：

第1行命令：编译.c文件，输出.o文件

第2行命令：输出so库

第3行命令：删除.o文件

第4行命令：将生成的so库拷贝至java_code目录下，以便java程序调用。

4.2.4 编译生成so库

执行命令“sh 64cmd.sh”生成so库——libsayhello.so（可能会报没有权限的错误，那么需要执行命令“chmod +x 64cmd.sh”为文件赋予可执行权限）。

4.3 JNA程序的编写

4.3.1 编写实例化so库的接口文件 Clibrary.java

import com.sun.jna.Library;
import com.sun.jna.Native;

public interface Clibrary extends Library{
	Clibrary INSTANCE = (Clibrary) Native.loadLibrary("sayhello", Clibrary.class);
	
	int sayHello();
	int add(int a, int b);
	String outputString(String str);
}

解析：

“Clibrary INSTANCE = (Clibrary) Native.loadLibrary("sayhello", Clibrary.class);”就是实例化so库到一个对象里面，其中sayhello参数代表的是“libsayhello.so”，在JNA中会默认去掉lib前缀，和.so后缀。

接下来的代码是3个方法的声明，注意，方法的名字要与C代码中的函数名称保持一致。

另附一张JNA与C数据类型的对应关系表：

JNA与C数据类型对应关系表

Native Type	Size	Java Type	Common Windows Types
char	8-bit integer	byte	BYTE, TCHAR
short	16-bit integer	short	WORD
wchar_t	16/32-bit character	char	TCHAR
int	32-bit integer	int	DWORD
int	boolean value	boolean	BOOL
long	32/64-bit integer	NativeLong	LONG
long long	64-bit integer	long	__int64
float	32-bit FP	float
double	64-bit FP	double
char*	C string	String	LPTCSTR
void*	pointer	Pointer	LPVOID, HANDLE, LPXXX

4.3.2 编写C接口函数调用方法 JNATest.java

public class JNATest {

	public static void main(String[] args) {
		int result = Clibrary.INSTANCE.sayHello();
		
		int a = 2;
		int b = 3;
		System.out.println(a+"+"+b+"="+Clibrary.INSTANCE.add(2, 3));
		
		
		System.out.println(Clibrary.INSTANCE.outputString("Hello JNA!"));
	}

}

4.4 执行JAVA程序

至此，Linux下JAVA程序调用so库的接口函数实例编写完成并执行成功。

5. 总结

本篇先是讲解了JNI与JNA的调用过程，下来就是Linux下JAVA程序调用so库的接口函数实例的编写与执行，共实现了3个不同返回值函数的调用。通篇文字不多，但是感觉篇幅有些长，毕竟加了代码及解析，希望对各位读者有用，我自己也保留一份以备查阅。最后，谢谢各位读者的耐心阅读，如有语句不通顺或者不准确的地方，还请指正！谢谢！(^__^)

程序源码：https://download.csdn.net/download/sinat_31511255/11006576，（上传时，没有积分的定义，不知道怎么修改，默认5分了-_-||，如果有人知道怎么修改，麻烦告知一下，谢谢！）

 

参考链接：

1. JNA数据类型的对应以及使用

2. JNA实战笔记汇总<一> 简单认识JNA|成功调用JNA

3. 百度百科：JNI

4. 百度百科：JNA

最后，谢谢各位读者的耐心阅读，如有语句不通顺或者不准确的地方，大家也可以提提改善的意见！谢谢！(^__^)