java高级用法之JNA中使用类型映射

目录

• 简介
• 类型映射的本质
• TypeMapper
• NativeMapped
• 总结

简介

JNA中有很多种映射，library的映射，函数的映射还有函数参数和返回值的映射，libary和函数的映射比较简单，我们在之前的文章中已经讲解过了，对于类型映射来说，因为JAVA中的类型种类比较多，所以这里我们将JNA的类型映射提取出来单独讲解。

类型映射的本质

我们之前提到在JNA中有两种方法来映射JAVA中的方法和native libary中的方法，一种方法叫做interface mapping，一种方式叫做direct mapping。

但是我们有没有考虑过这两种映射的本质是什么呢？

比如native有一个方法，我们是如何将JAVA代码中的方法参数传递给native方法，并且将native方法的返回值转换成JAVA中函数的返回类型呢？

答案就是序列化。

因为本质上一切的交互都是二进制的交互。JAVA类型和native类型进行转换，最简单的情况就是JAVA类型和native类型底层的数据长度保持一致，这样在进行数据转换的时候就会更加简单。

我们看下JAVA类型和native类型的映射和长度关系：

C Type	Native类型的含义	Java Type
char	8-bit整型	byte
wchar_t	和平台相关	char
short	16-bit整型	short
int	32-bit整型	int
int	boolean flag	boolean
enum	枚举类型	int (usually)
long long, __int64	64-bit整型	long
float	32-bit浮点数	float
double	64-bit浮点数	double
pointer (e.g. void*)	平台相关	Buffer Pointer
pointer (e.g. void*), array	平台相关	[] (原始类型数组)

上面的JAVA类型都是JDK自带的类型（Pointer除外）。

除了JAVA自带的类型映射，JNA内部也定义了一些数据类型，可以跟native的类型进行映射：

C Type	Native类型的含义	Java Type
long	和平台相关(32- or 64-bit integer)	NativeLong
const char*	字符串 (native encoding or jna.encoding)	String
const wchar_t*	字符串 (unicode)	WString
char**	字符串数组	String[]
wchar_t**	字符串数组(unicode)	WString[]
void**	pointers数组	Pointer[]
struct* struct	结构体指针和结构体	Structure
union	结构体	Union
struct[]	结构体数组	Structure[]
void (*FP)()	函数指针 (Java or native)	Callback
pointer ( *)	指针	PointerType
other	整数类型	IntegerType
other	自定义映射类型	NativeMapped

TypeMapper

除了定义好的映射关系之外，大家也可以使用TypeMapper来对参数类型进行自定义转换，先来看下TypeMapper的定义：

public interface TypeMapper {

    FromNativeConverter getFromNativeConverter(Class javaType);

    ToNativeConverter getToNativeConverter(Class javaType);
}

TypeMapper是一个interface，它定义了两个converter方法，分别是getFromNativeConverter和getToNativeConverter。

如果要使用TypeMapper则需要实现它而这两个方法即可。我们看一下官方的W32APITypeMapper是怎么实现的：

 TypeConverter stringConverter = new TypeConverter() {
                @Override
                public Object toNative(Object value, ToNativeContext context) {
                    if (value == null)
                        return null;
                    if (value instanceof String[]) {
                        return new StringArray((String[])value, true);
                    }
                    return new WString(value.toString());
                }
                @Override
                public Object fromNative(Object value, FromNativeContext context) {
                    if (value == null)
                        return null;
                    return value.toString();
                }
                @Override
                public Class nativeType() {
                    return WString.class;
                }
            };
            addTypeConverter(String.class, stringConverter);
            addToNativeConverter(String[].class, stringConverter);

首先定义一个TypeConverter，在TypeConverter中实现了toNative，fromNative和nativeType三个方法。在这个例子中，native type是WString，而JAVA type是String。而这个TypeConverter就是最终要使用的FromNativeConverter和ToNativeConverter。

有了typeMapper，应该怎么使用呢？最简单的方法就是将其添加到Native.load的第三个参数中，如下所示：

 TestLibrary lib = Native.load("testlib", TestLibrary.class, Collections.singletonMap(Library.OPTION_TYPE_MAPPER, mapper));

NativeMapped

TypeMapper需要在调用Native.load方法的时候传入，从而提供JAVA类型和native类型的转换关系。TypeMapper可以看做是类型转换关系的外部维护者。

可能很多朋友已经想到了，既然能在JAVA类型外部维护转换关系，那么可不可以在JAVA类型本身对这个转换关系进行维护呢？答案是肯定的，我们只需要在要实现转换类型关系的JAVA类型实现NativeMapped接口即可。

先来看下NativeMapped接口的定义：

public interface NativeMapped {

    Object fromNative(Object nativeValue, FromNativeContext context);

    Object toNative();

    Class nativeType();
}

可以看到NativeMapped中定义要实现的方法基本上和FromNativeConverter、ToNativeConverter中定义的方法一致。

下面举一个具体的例子来说明一下NativeMapped到底应该怎么使用。首先我们定义一个enum类实现NativeMapped接口：

    public enum TestEnum implements NativeMapped {
        VALUE1, VALUE2;

        @Override
        public Object fromNative(Object nativeValue, FromNativeContext context) {
            return values()[(Integer) nativeValue];
        }

        @Override
        public Object toNative() {
            return ordinal();
        }

        @Override
        public Class nativeType() {
            return Integer.class;
        }
    }

这个类实现了从Integer到TestEnum枚举的转换。

要想使用该TestEnum类的话，需要定义一个interface：

    public static interface EnumerationTestLibrary extends Library {
        TestEnum returnInt32Argument(TestEnum arg);
    }

具体调用逻辑如下：

EnumerationTestLibrary lib = Native.load("testlib", EnumerationTestLibrary.class);
assertEquals("Enumeration improperly converted", TestEnum.VALUE1, lib.returnInt32Argument(TestEnum.VALUE1));
assertEquals("Enumeration improperly converted", TestEnum.VALUE2, lib.returnInt32Argument(TestEnum.VALUE2));

可以看到，因为NativeMapped中已经包含了类型转换的信息，所以不需要再指定TypeMapper了。

注意，这里用到了testlib，这个testlib是从JNA的native模块中编译出来的，如果你是MAC环境的话可以拷贝JNA代码，运行ant native即可得到，编译完成之后，将这个libtestlib.dylib拷贝到你项目中的resources目录下面darwin-aarch64或者darwin-x86即可。

有不会的同学，可以联系我。

总结

本文讲解了JNA中的类型映射规则和自定义类型映射的方法。

本文的代码：https://github.com/ddean2009/learn-java-base-9-to-20

到此这篇关于java高级用法之JNA中使用类型映射的文章就介绍到这了,更多相关JNA 类型映射内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！