JNA 如何接收C层返回的char**数据

本文介绍了在Java Native Access (JNA) 中如何处理 char** 类型的数据,并将其转换为 Java 的 String 对象。重点讲解了使用 PointerByReference 模拟指向指针的指针,并演示了具体的转换过程。

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JNA用了很长时间,回头想想没什么印象,还是得记下来啊


char**是二重指针,也就是指向指针变量的指针。
在JNA中

使用PointerByReference模拟指向指针的指针

那么问题来了,PointerByReference如何转String?
PointerByReference strLicense = new PointerByReference();
String license = strLicense.getValue().getString(0, "UTF-8");

<think>我们需要使用JNA(Java Native Access)来解析DLL返回的结构体JNA是一个Java库,它允许我们使用Java代码调用本地共享库(如Windows的DLL)而无需编写任何JNI代码。 步骤: 1. 定义Java接口来映射DLL中的函数。 2. 定义结构体(Structure)类来对应DLL中的结构体。 3. 调用DLL函数获取结构体。 4. 将返回转换为Java结构体对象。 注意:当DLL返回一个结构体时,我们需要小心地处理内存管理。通常,我们需要知道这个是由DLL分配的,并且可能需要在Java端释放它,或者DLL提供了释放函数。 假设我们有一个DLL,其中包含以下函数: ```c // 定义一个结构体 typedef struct _MyStruct { int id; char name[20]; double value; } MyStruct; // 函数:返回一个向MyStruct结构体的 MyStruct* getStruct(); ``` 在Java中,我们将这样操作: 步骤1:定义MyStruct结构体的Java映射。 步骤2:定义DLL接口,声明getStruct方法。 由于返回的是,在Java中我们使用Pointer类来接收,然后将其转换为我们的结构体实例。 但是,注意:JNA中,结构体可以映射为我们的结构体类的实例,并通过`toArray`方法或直接使用`getPointer`来读取。但更常见的是,我们定义一个继承自Structure的类,然后使用`Structure.toStructure`方法将转换为结构体。 然而,JNA提供了一种更简单的方式:我们可以将函数声明为返回我们的结构体类的实例,但前提是函数返回的是结构体本身(而不是)。如果返回,我们可以声明返回类型为Pointer,然后手动转换。 另一种方式是:将函数声明为返回我们的结构体类的实例,但使用`ByReference`。因为默认情况下,JNA认为返回的是结构体的值(即拷贝),而不是。所以我们需要使用`MyStruct.ByReference`。 通常的做法是: 1. 在定义结构体类时,我们同时定义内部类ByReference(继承自Structure)和ByValue(继承自Structure)。 2. 在DLL接口中,将返回类型声明为MyStruct.ByReference,这样JNA就会知道返回的是向结构体的。 但是,如果DLL函数返回的是,那么我们在Java接口中声明返回类型为`Pointer`,然后使用`Structure.newInstance`来创建结构体实例并读取内容。 这里我们采用第二种方式(返回Pointer)来演示,因为这样更通用,尤其是当我们不知道DLL内部如何分配内存时。 另外,注意:如果DLL返回向的内存需要显式释放,我们必须在Java中调用DLL提供的释放函数。 假设DLL还提供了: ```c void freeStruct(MyStruct* p); ``` 示例代码: 1. 定义结构体类MyStruct: ```java import com.sun.jna.Pointer; import com.sun.jna.Structure; import java.util.Arrays; import java.util.List; public class MyStruct extends Structure { public static class ByReference extends MyStruct implements Structure.ByReference { } public static class ByValue extends MyStruct implements Structure.ByValue { } public int id; public byte[] name = new byte[20]; public double value; // 必须重写getFieldOrder,返回结构体字段的顺序 @Override protected List<String> getFieldOrder() { return Arrays.asList("id", "name", "value"); } // 提供一个从构造的方法(可选) public MyStruct(Pointer p) { super(p); read(); // 读取结构体内容 } // 获取字符串(将byte数组转换为字符串) public String getName() { return new String(name).trim(); } } ``` 2. 定义DLL接口: ```java import com.sun.jna.Library; import com.sun.jna.Pointer; public interface MyDll extends Library { // 加载DLL MyDll INSTANCE = (MyDll) Native.load("mydll", MyDll.class); // 声明DLL函数 Pointer getStruct(); // 返回结构体 void freeStruct(Pointer p); // 释放结构体 } ``` 3. 使用: ```java public class Main { public static void main(String[] args) { // 调用DLL函数获取结构体 Pointer p = MyDll.INSTANCE.getStruct(); // 将转换为MyStruct结构体实例 MyStruct struct = new MyStruct(p); // 注意:上面的构造函数中调用了read(),所以已经读取了内存 // 或者使用另一种方式(显式调用read): // MyStruct struct = new MyStruct(p); // struct.read(); // 如果构造函数没有调用read,则需要手动调用 System.out.println("id: " + struct.id); System.out.println("name: " + struct.getName()); System.out.println("value: " + struct.value); // 最后,释放DLL分配的内存 MyDll.INSTANCE.freeStruct(p); } } ``` 重要:在调用`freeStruct`之后,不能再使用`struct`对象(因为它向的内存已经被释放)。 注意事项: 1. 结构体字段的顺序必须与C结构体中的顺序一致。 2. 字符串在C中是字符数组,在Java中我们使用byte数组,然后转换为字符串。注意编码问题,如果DLL使用的是ANSI编码,则这样转换没问题;如果是UTF-8,则需要使用`new String(name, "UTF-8")`。 3. 内存管理:确保在不再需要时释放DLL分配的内存,否则会导致内存泄漏。 如果DLL返回的结构体向的内存是全局的或者不需要释放,则可以不调用freeStruct。但通常,如果DLL提供了释放函数,我们就应该使用它。 另外,如果结构体中包含向其他内存),那么情况会更复杂,需要单独处理。 以上是使用JNA解析DLL返回的结构体的基本方法。 §§相关问题§§: 1. 如果结构体中包含向另一个结构体的,如何使用JNA解析? 2. 如何通过JNA传递一个结构体给DLL函数? 3. 当DLL返回的结构体向一个结构体数组时,如何解析? 4. JNA中如何设置结构体字段的内存对齐(alignment)?</think>### 使用 JNA 解析 DLL 返回的结构体 #### 解决方案步骤: 1. **定义 Java 结构体类**:继承 `Structure` 类,映射 C 结构体字段。 2. **声明 DLL 接口**:使用 `Library` 接口声明原生函数。 3. **获取结构体**:调用 DLL 函数获取 `Pointer` 对象。 4. **转换为 Java 结构体**:使用 `Structure.newInstance()` 解析。 5. **内存管理**:通过 DLL 释放函数回收内存。 #### 完整代码示例: ```java import com.sun.jna.*; import java.util.Arrays; import java.util.List; // 1. 定义 Java 结构体类 public class MyStruct extends Structure { public int id; public Pointer name; // 向字符串的 public double value; public int[] numbers; // 数组类型 // 字段顺序必须与 C 结构体一致 @Override protected List<String> getFieldOrder() { return Arrays.asList("id", "name", "value", "numbers"); } // 处理字符串 public String getName() { return name.getString(0); } // 处理数组内容 public int[] getNumbers() { return numbers; } // 支持通过构造 public MyStruct(Pointer p) { super(p); read(); // 立即读取内存内容 } } // 2. 声明 DLL 接口 public interface MyDll extends Library { MyDll INSTANCE = Native.load("mydll", MyDll.class); // 声明返回结构体的函数 Pointer getStructPointer(); // 声明释放内存的函数 void freeStruct(Pointer p); } // 3. 使用示例 public class Main { public static void main(String[] args) { // 获取结构体 Pointer structPtr = MyDll.INSTANCE.getStructPointer(); // 转换为 Java 结构体 MyStruct myStruct = new MyStruct(structPtr); // 访问数据 System.out.println("ID: " + myStruct.id); System.out.println("Name: " + myStruct.getName()); System.out.println("Value: " + myStruct.value); int[] nums = myStruct.getNumbers(); System.out.println("Numbers: " + Arrays.toString(nums)); // 释放 DLL 分配的内存 MyDll.INSTANCE.freeStruct(structPtr); } } ``` #### 关键点解释: 1. **结构体定义**: - 继承 `Structure` 并实现 `getFieldOrder()` 方法 - 字段类型需与 C 结构体匹配(`int` → `jint`, `char*` → `Pointer`) - 数组字段需在构造后显式读取内存 2. **处理**: ```java // 字符串处理 public String getName() { return name.getString(0); // 0 表示从起始位置读取 } ``` 3. **内存管理**: - DLL 返回必须由 DLL 提供的函数释放 - Java 端调用 `freeStruct()` 避免内存泄漏 4. **字节对齐**: - 默认使用 `Structure.ALIGN_NONE` - 如需对齐可设置:`Structure.setFieldAlignment(Structure.ALIGN_GNUC)` 5. **跨平台注意事项**: - 结构体大小需一致:使用 `Native.LONG_SIZE` 检查 - 字段顺序必须严格匹配 #### 典型错误处理: ```java try { Pointer p = MyDll.INSTANCE.getStructPointer(); MyStruct struct = new MyStruct(p); } catch (LastErrorException e) { System.err.println("DLL 错误: " + e.getErrorCode()); } finally { if (p != null) MyDll.INSTANCE.freeStruct(p); } ``` #### 性能优化: 1. 重用结构体实例:`myStruct.useMemory(p)` 避免重复分配 2. 批量读取:`Structure.toArray()` 处理结构体数组 3. 异步释放:在独立线程中调用内存释放函数
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