java高级用法之JNA中使用类型映射

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TypeMapperNativeMapped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 TypeNative类型的含义Java Typechar8-bit整型bytewchar_t和平台相关charshort16-bit整型shortint32-bit整型intintboolean flagbooleanenum枚举类型int (usually)long long, __int6464-bit整型longfloat32-bit浮点数floatdouble64-bit浮点数doublepointer (e.g. void*)平台相关Buffer Pointerpointer (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 TypeNative类型的含义Java Typelong和平台相关(32- or 64-bit integer)NativeLongconst char*字符串 (native encoding or jna.encoding)Stringconst wchar_t*字符串 (unicode)WStringchar**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Structureunion结构体Unionstruct[]结构体数组Structure[]void (*FP)()函数指针 (Java or native)Callbackpointer ( *)指针PointerTypeother整数类型IntegerTypeother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：

TypeConveFvjHzMkVrter 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(Objecthttp:// 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-aahttp://rch64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

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