jnaerator:JNA框架下向动态库传递Java Object(即动态库JNI方式访问java对象)

10km

已于 2023-12-29 13:45:46 修改

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分类专栏： java 文章标签： java jna jni Object

于 2021-05-07 17:42:34 首次发布

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本文介绍了如何通过JNA在Java和动态库之间传递对象，特别是利用JNA的OPTION_ALLOW_OBJECTS选项。示例代码展示了如何在Java中调用C动态库函数，传递并接收Java对象，从而实现Java对象与C结构体的交互。这是一个关于Java本地接口（JNI）和JNA高级用法的实例解析。

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熟悉JNA的童鞋都知道，通过JNA可以向动态库传递(或从动态库返回)com.sun.jna.Structure为基类的对象，在动态库一层，会把Structure解析为结构C语言的struct或union，jnaerator可以将C语言定义的struct或union自动生成继承Structure的 java类。
但有的时候，我们希望java层与动态库直接传递Java对象，动态库以JNI方式访问java层传递的Java对象，或直接返回java对象给java层，JNA可以实现么？
最近我就遇到了这个问题，研究了JNA的代码后，发现JNA框架默认是不是允许直接传递java对象的。但可以通过指定特定的选项实现java对象的传递。

OPTION_ALLOW_OBJECTS

JNA中在调用一个native函数时是可以指定一些特别选项的。如下是com.sun.jna.Function类的invoke系列方法的其中一个定义，其中options参数允许指定函数调用时的一些特别要求：
在这里插入图片描述
这些特别要求中就有一个我们本次任务中要用到的选项:

com.sun.jna.Library.OPTION_ALLOW_OBJECTS

该选项是个布尔值，为true时允许任何Java对象作为输入参数或返回值。只有在调用函数时显式指定OPTION_ALLOW_OBJECTS为true才生效。

示例

怎么使用OPTION_ALLOW_OBJECTS选项呢？
以下以在我的项目中的实际应用代码举例说明。

下面是我在动态库中定义的一个函数

// @param    env JNIEnv 结构,JNI方式访问Java对象必须要有它
// @param    arg 输入Java 对象
// @param    msg 输入字符串
// @return   返回Java对象
void* meg_obj_arg(void *env, void* arg, const char*msg);

下面为JNA生成的 library接口方法

	/**
	 * Original signature : <code>void* meg_obj_arg(void*, void*, const char*)</code><br>
	 * <i>native declaration : src/cpp/megauth/megauth.h:116</i>
	 */
	Pointer meg_obj_arg(Pointer env, Pointer arg, String msg);

然而我们并不能直接使用这个接口方法。因为我们无法将一个Object转为Pointer对象

正确的做法如下：

	/**
	 * JNA传递Java对象测试
	 */
	@Test
	public void testObjectArg(){
		// 创建一个map对象，将 OPTION_ALLOW_OBJECTS指定为true
		Map<String, Boolean> options = new HashMap<>();
		options.put(Library.OPTION_ALLOW_OBJECTS,Boolean.TRUE);		
		// 调用getFunction方法返回函数对象
		// 在这里，MegauthLibrary 为JNAerator生成的接口类，名字是你自己定义的哦。
		Function meg_obj_arg = MegauthLibrary.JNA_NATIVE_LIB.getFunction("meg_obj_arg");
		// 调用invoke方法，注意这里要用 com.sun.jna.JNIEnv.CURRENT 对象代替实际的动态库访问java对象所需要的JNIEnv结构
		Class<?> ret = (Class<?>) meg_obj_arg.invoke(
			/** 返回值类型 */
			Class.class,
			/** 向动态传递的输入参数，与动态中的函数定义一致 */
			new Object[]{ JNIEnv.CURRENT,new StringBuilder()} , 
			/** 调用选项 */
			options);
		System.out.printf("return %s\n",ret);
	}