Java高级用法中的JNA类型映射注意细节及使用问题

目录

• 简介
• String
• Buffers，Memory,数组和Pointer
• 可变参数
• 总结

简介

JNA提供JAVA类型和native类型的映射关系，但是这一种映射关系只是一个大概的映射，我们在实际的应用中还有很多需要注意的事项，本文将会为大家详细讲解在使用类型映射中可能会出现的问题。一起来看看吧。

String

首先是String的映射，JAVA中的String实际上对应的是两种native类型：const char* 和 const wchar_t*。默认情况下String会被转换成为char* 。

char是ANSI类型的数据类型，而wchar_t是Unicode字符的数据类型,也叫做宽字符。

如果JAVA的unicode characters要转换成为char数组，那么需要进行一些编码操作，如果设置了jna.encoding，那么就会使用设置好的编码方式来进行编码。默认情况下编码方式是 “UTF8”.

如果是WString,那么Unicode values可以直接拷贝到WString中，而不需要进行任何编码。

先看一个简单的例子:

char* returnStringArgument(char *arg) {
  return arg;
}

wchar_t* returnWStringArgument(wchar_t *arg) {
  return arg;
}

上面的native代码可以映射为：

String returnStringArgument(String s);
WString returnWStringArgument(WString s);

再来看一个不同的例子，假如native方法的定义是这样的：

int getString(char* buffer, int bufsize);

int getUnicodeString(wchar_t* buffer, int bufsize);

我们定义了两个方法，方法的参数分别是char* 和wchar_t*。

接下来看一下怎么在JAVA中定义方法的映射：

// Mapping A:
int getString(byte[] buf, int bufsize);
// Mapping B:
int getUnicodeString(char[] buf, int bufsize);

下面是具体的使用：

byte[] buf = new byte[256];
int len = getString(buf, buf.length);
String normalCString = Native.toString(buf);
String embeddedNULs = new String(buf, 0, len);

可能有同学会问了，既然JAVA中的String可以转换成为char*，为什么这里需要使用byte数组呢？

这是因为getString方法需要对传入的char数组中的内容进行修改，但是因为String是不可变的，所以这里是不能直接使用String的，我们需要使用byte数组。

接着我们使用Native.toString(byte[]) 将byte数组转换成为JAVA字符串。

再看一个返回值的情况：

// Example A: Returns a C string directly
const char* getString();
// Example B: Returns a wide character C string directly
const wchar_t* getString();

一般情况下，如果是native方法直接返回string,我们可以使用String进行映射：

// Mapping A
String getString();
// Mapping B
WString getString();

如果native code为String分配了内存空间，那么我们最好使用JNA中的Pointer作为返回值，这样我们可以在未来某些时候，释放所占用的空间,如下所示：

Pointer getString();

Buffers，Memory,数组和Pointer

什么时候需要用到Buffers和Memory呢?

一般情况下如果是基础数据的数组作为参数传到函数中的话，可以在JAVA中直接使用基础类的数组来替代。但是如果native方法在方法返回之后，还需要访问数组的话（保存了指向数组的指针），这种情况下使用基础类的数组就不太合适了，这种情况下，我们需要用到ByteBuffers或者Memory。

我们知道JAVA中的数组是带有长度的，但是对于native方法来说，返回的数组实际上是一个指向数组的指针，我们并不能知道返回数组的长度，所以如果native方法返回的是数组指针的话，JAVA代码中用数组来进行映射就是不合适的。这种情况下，需要用到Pointer.

Pointer表示的是一个指针，先看一下Pointer的例子，首先是native代码：

void* returnPointerArgument(void *arg) {
  return arg;
}

void* returnPointerArrayElement(void* args[], int which) {
  return args[which];
}

接下来是JAVA的映射：

Pointer returnPointerArgument(Pointer p);
Pointer returnPointerArrayElement(Pointer[] args, int which);

除了基本的Pointer之外，你还可以自定义带类型的Pointer，也就是PointerType. 只需要继承PointerType即可，如下所示：

public static class TestPointerType extends PointerType {
            public TestPointerType() { }
            public TestPointerType(Pointer p) { super(p); }
        }
TestPointerType returnPointerArrayElement(TestPointerType[] args, int which);

再看一下字符串数组：

char* returnStringArrayElement(char* args[], int which) {
  return args[which];
}
wchar_t* returnWideStringArrayElement(wchar_t* args[], int which) {
  return args[which];
}

对应的JAVA映射如下：

String returnStringArrayElement(String[] args, int which);

WString returnWideStringArrayElement(WString[] args, int which);

对应Buffer来说，JAVA NIO中提供了很多类型的buffer，比如ByteBuffer,ShortBuffer,IntBuffer,LongBuffer,FloatBuffer和DoubleBuffer等。这里以ByteBuffer为例，来看一下具体的使用.

首先看下native代码：

int32_t fillInt8Buffer(int8_t *buf, int len, char value) {
  int i;

  for (i=0;i < len;i++) {
    buf[i] = value;
  }
  return len;
}

这里将buff进行填充，很明显后续还需要使用到这个buffer，所以这里使用数组是不合适的，我们可以选择使用ByteBuffer：

int fillInt8Buffer(ByteBuffer buf, int len, byte value);

然后看下具体怎么使用：

TestLibrary lib = Native.load("testlib", TestLibrary.class);

        ByteBuffer buf  = ByteBuffer.allocate(1024).order(ByteOrder.nativeOrder());
        final byte MAGIC = (byte)0xED;
        lib.fillInt8Buffer(buf, 1024, MAGIC);
        for (int i=0;i < buf.capacity();i++) {
            assertEquals("Bad value at index " + i, MAGIC, buf.get(i));
        }

可变参数

对于native和JAVA本身来说，都是支持可变参数的，我们举个例子，在native方法中：

int32_t addVarArgs(const char *fmt, ...) {
  va_list ap;
  int32_t sum = 0;
  va_start(ap, fmt);

  while (*fmt) {
    switch (*fmt++) {
    case 'd':
      sum += va_arg(ap, int32_t);
      break;
    case 'l':
      sum += (int) va_arg(ap, int64_t);
      break;
    case 's': // short (promoted to 'int' when passed through '...')
    case 'c': // byte/char (promoted to 'int' when passed through '...')
      sum += (int) va_arg(ap, int);
      break;
    case 'f': // float (promoted to ‘double' when passed through ‘...')
    case 'g': // double
      sum += (int) va_arg(ap, double);
      break;
    default:
      break;
    }
  }
  va_end(ap);
  return sum;
}

对应的JAVA方法映射如下：

public int addVarArgs(String fmt, Number... args);

相应的调用代码如下：

int arg1 = 1;
int arg2 = 2;
assertEquals("32-bit integer varargs not added correctly", arg1 + arg2,
                     lib.addVarArgs("dd", arg1, arg2));

总结

本文介绍了在使用JNA方法映射中应该注意的一些细节和具体的使用问题。

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

到此这篇关于java高级用法中的JNA类型映射应该注意的问题小结的文章就介绍到这了,更多相关java  JNA类型映射内容请搜索我们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我们！