JNA （Java 本地访问）概述

C 语言与 Java

JNA 入门示例

msvcrt.dll 运行库

printf 打印方法

kernel32 动态链接库

GetLogicalDriveStringsA

GetSystemDirectoryA

本文参考网址：https://blog.csdn.net/gwd1154978352/article/details/55097376

本文基于 win10 的 64 位操作系统

JNA （Java 本地访问）概述

1、JNA 全称 Java Native Access (Java 本地访问)，JNA 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。

2、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。

3、JNA全称Java Native Access，是一个建立在经典的JNI(Java Native Interface-Java本地接口)技术之上的Java开源框架

4、Github托管地址：https://github.com/java-native-access/jna

5、JNA 开发包下载地址

https://maven.java.net/content/repositories/releases/net/java/dev/jna/jna/4.0.0/jna-4.0.0.jar
https://maven.java.net/content/repositories/releases/net/java/dev/jna/jna-platform/4.0.0/jna-platform-4.0.0.jar

6、官方入门示例：https://github.com/java-native-access/jna/blob/master/www/GettingStarted.md

6、通俗的说就是使用 JNA 可以更方便的调用 windows/Linux 系统底层的函数(方法)

C 语言与 Java

1、Windows 底层主要使用 C++ 编写以及还有 C 语言加汇编语言，Linux 主要以 C 语言为主

2、dll 和 so 是 C 函数的集合和容器，这与 Java 中的接口概念吻合，所以 JNA 把 dll 文件和 so 文件看成一个个接口。在 JNA 中定义一个接口就是相当于了定义一个 DLL/SO 文件的描述文件，该接口代表了动态链接库中发布的所有函数。而且，对于程序不需要的函数，可以不在接口中声明。

3、JNA 定义的接口一般继承 com.sun.jna.Library 接口，如果dll文件中的函数是以stdcall方式输出函数，那么该接口就应该继承com.sun.jna.win32.StdCallLibrary接口。

4、JNA 难点在于学 Java 的人完全不知道电脑系统底层到底有哪些库？库叫什么名字？库中有哪些函数？函数是什么含义？等等

Java 和 C 数据类型对照表
Java 类型	C 类型	原生表现
boolean	int	32位整数(可定制)
byte	char	8位整数
char	wchar_t	平台依赖
short	short	16位整数
int	int	32位整数
long	long long, __int64	64位整数
float	float	32位浮点数
double	double	64位浮点数
Buffer/Pointer	pointer	平台依赖(32或64位指针)
<T>[] (基本类型的数组)	pointer/array	32或64位指针(参数/返回值) 邻接内存(结构体成员)
String	char*	/0结束的数组 (native encoding or jna.encoding)
WString	wchar_t*	/0结束的数组(unicode)
String[]	char**	/0结束的数组的数组
WString[]	wchar_t**	/0结束的宽字符数组的数组
Structure	struct*/struct	指向结构体的指针(参数或返回值) (或者明确指定是结构体指针)结构体(结构体的成员) (或者明确指定是结构体)
Union	union	等同于结构体
Structure[]	struct[]	结构体的数组，邻接内存
Callback	<T> (*fp)()	Java函数指针或原生函数指针
NativeMapped	varies	依赖于定义
NativeLong	long	平台依赖(32或64位整数)
PointerType	pointer	和Pointer相同

JNA 入门示例

import com.sun.jna.Library;
import com.sun.jna.Native;
import com.sun.jna.Platform;/** Simple example of JNA interface mapping and usage. */
public class HelloWorld {// This is the standard, stable way of mapping, which supports extensive// customization and mapping of Java to native types.public interface CLibrary extends Library {CLibrary INSTANCE = (CLibrary) Native.loadLibrary((Platform.isWindows() ? "msvcrt" : "c"), CLibrary.class);void printf(String format, Object... args);}public static void main(String[] args) {CLibrary.INSTANCE.printf("Hello, World\n");for (int i=0;i < args.length;i++) {CLibrary.INSTANCE.printf("Argument %d: %s\n", i, args[i]);}}
}

1、运行程序，没带参数时只打印出“Hello, World”，带了参数时，则会打印出所有的参数。

2、没有写一行 C 代码，就直接在 Java 中调用了系统动态链接库中的函数！

程序说明：

一：自定义接口

public interface CLibrary extends Library { .....

自定义一个接口，继承Library 或 StdCallLibrary。默认的是继承Library ，如果动态链接库里的函数是以stdcall方式输出的，那么就继承StdCallLibrary，比如众所周知的kernel32库

二：接口内部定义

Clibrary INSTANCE = (Clibrary) Native.loadLibrary((Platform.isWindows() ? "msvcrt" : "c"), CLibrary.class);

接口内部需要一个公共静态常量：INSTANCE，通过这个常量，就可以获得这个接口的实例，从而使用接口的方法，也就是调用外部 dll/so 的函数

INSTANCE 常量通过 Native.loadLibrary() API函数获得，该函数有2个参数：

第一个参数是动态链接库dll/so的名称，但不带.dll或.so这样的后缀，这符合JNI的规范，因为带了后缀名就不可以跨操作系统平台了。搜索动态链接库路径的顺序是：先从当前类的当前文件夹找，如果没有找到，再在工程当前文件夹下面找win32/win64文件夹，找到后搜索对应的dll文件，如果找不到再到WINDOWS下面去搜索，再找不到就会抛异常了。比如上例中printf函数在Windows平台下所在的dll库名称是"msvcrt"，而在其它平台如Linux下的so库名称是"c"。

第二个参数是自定义接口的Class类型。JNA通过这个Class类型，根据指定的.dll/.so文件，动态创建接口的实例。该实例由JNA通过反射自动生成。

void printf(String format, Object... args); 接口中只需要定义要用到的函数或者公共变量，不需要的可以不定义。注意参数和返回值类型，应该和系统链接库中的函数类型保持一致。

三：调用链接库函数

定义好接口后，就可以使用接口中的方法即相应dll/so中的函数了，通过接口中的实例即可进行调用

如：CLibrary.INSTANCE.printf("Hello, World\n"); 即可调用系统中的printf函数

msvcrt.dll 运行库

1、msvcrt.dll 是微软在windows操作系统中提供的C语言运行库执行文件（Microsoft Visual C Runtime Library)

2、msvcrt.dll 中提供了printf,malloc,strcpy 等 C语言库函数的具体运行实现

printf 打印方法

1、第一步自定义接口继承Library，接口名称建议与库名称一致，如 Msvcrt。如果dll库文件中的函数是以stdcall方式输出，那么自定义接口就应该继承com.sun.jna.win32.StdCallLibrary接口。

2、使用 Native 加载链接库，msvcrt的后缀名.dll不要写，想要使用msvcrt.dll库中哪些方法，就在自定义接口声明它即可

import com.sun.jna.Library;
import com.sun.jna.Native;
import com.sun.jna.Platform;
/*** Created by Administrator on 2018/6/27 0027.*/
public interface Msvcrt extends Library {Msvcrt INSTANCE = (Msvcrt) Native.loadLibrary((Platform.isWindows() ? "msvcrt" : "c"),Msvcrt.class);void printf(String format, Object... args);
}

3、第二步则是常见自定义接口的实例调用接口中的方法，也是msvcrt库中的函数

/*** 测试msvcrt.dll的printf方法*/
@Test
public void test1() {Msvcrt msvcrt = Msvcrt.INSTANCE;msvcrt.printf("Hello JNA");
}

kernel32 动态链接库

1、kernel32.dll 是Windows中非常重要的32位动态链接库文件，属于内核级文件。

2、kernel32.dll 控制着系统的内存管理、数据的输入输出操作和中断处理，当Windows启动时，kernel32.dll就驻留在内存中特定的写保护区域，使别的程序无法占用这个内存区域。

3、kernel32.dll库中有GetLogicalDriveStringsA、GetSystemDirectoryA等方法

GetLogicalDriveStringsA

1、获取本地系统的系统盘符

2、自定义接口，然后指明动态链接库名称，同时声明方法

import com.sun.jna.Library;
import com.sun.jna.Native;
/*** Created by Administrator on 2018/6/27 0027.*/
public interface Kernel32 extends Library {Kernel32 INSTANCE = (Kernel32) Native.loadLibrary("kernel32", Kernel32.class);/*** 【获取本地系统逻辑盘符】* @param length* @param buffer* @return*/int GetLogicalDriveStringsA(int length,byte[] buffer);
}

/*** 测试kernel32.dll的GetLogicalDriveStringsA方法* 【获取本地系统逻辑盘符】*/
@Test
public void test2() {Kernel32 kernel32 = Kernel32.INSTANCE;byte[] buffer2 = new byte[64];/*** GetLogicalDriveStringsA方法会把结果缓存到buffer2字节数组中* logicalDriveStringsSize：方法返回值其实是结果的大小*/int logicalDriveStringsSize = kernel32.GetLogicalDriveStringsA(buffer2.length / 2, buffer2);StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder(logicalDriveStringsSize);for (byte bt : buffer2) {stringBuilder.append((char) bt);}String logicalDriveStrings = stringBuilder.toString().trim();System.out.println(logicalDriveStrings);
}

GetSystemDirectoryA

import com.sun.jna.Library;
import com.sun.jna.Native;
/*** Created by Administrator on 2018/6/27 0027.*/
public interface Kernel32 extends Library {Kernel32 INSTANCE = (Kernel32) Native.loadLibrary("kernel32", Kernel32.class);/*** 【获取本地系统逻辑盘符】* @param length* @param buffer* @return*/int GetLogicalDriveStringsA(int length,byte[] buffer);/*** 【获取系统目录】* @param buffer* @param size* @return*/int GetSystemDirectoryA(byte[] buffer,int size);
}

/*** 测试kernel32.dll的GetSystemDirectoryA方法* 【获取系统目录】*/
@Test
public void test3() {Kernel32 kernel32 = Kernel32.INSTANCE;byte[] buffer = new byte[50];/*** 同理此方法也是将结果缓存到了字节数组中，数组大小自己设置即可* 返回值systemDirectoryStrSize仍然是结果的长度大小*/int systemDirectoryStrSize = kernel32.GetSystemDirectoryA(buffer, 50);StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder(systemDirectoryStrSize);for (byte bt : buffer) {stringBuilder.append((char) bt);}String systemDirectoryStr = stringBuilder.toString().trim();System.out.println(systemDirectoryStr);
}

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