Собственный доступ к Java

Собственный доступ к Java
Оригинальный автор(ы)	Тодд Фаст, Тимоти Уолл, Лян Чен
Первоначальный выпуск	9 мая 2007 г.
Стабильная версия	5.14.0 / 10 декабря 2023 г .; 7 месяцев назад
Репозиторий	github .с /java-native-access /джна ;
Написано в	Си и Ява
Операционная система	Windows, macOS, Android, AIX, FreeBSD, Linux , OpenBSD, Solaris, Windows Mobile
Платформа	Java 1.4 или более поздняя версия (для JNA 3.5.2 или более ранняя версия), Java 1.6 для JNA 4.0.0 и более поздняя версия
Размер	1,83 МБ (в архиве)
Тип	Библиотека программного обеспечения
Лицензия	LGPL версии 2.1 или новее и (начиная с версии 4.0) лицензию на программное обеспечение Apache версии 2.0.
Веб-сайт	github .с /java-native-access /джна

Java Native Access ( JNA ) — это разработанная сообществом библиотека, которая обеспечивает Java -программам легкий доступ к собственным общим библиотекам без использования собственного интерфейса Java (JNI). Дизайн JNA направлен на обеспечение естественного доступа с минимальными усилиями. В отличие от JNI, не никакого шаблонного или сгенерированного связующего кода требуется .

Архитектура

Библиотека JNA использует небольшую собственную библиотеку, называемую библиотекой интерфейса внешних функций ( libffi ), для динамического вызова собственного кода . Библиотека JNA использует собственные функции, позволяющие коду загружать библиотеку по имени и получать указатель на функцию в этой библиотеке, а также использует библиотеку libffi для ее вызова, и все это без статических привязок , файлов заголовков или какой-либо фазы компиляции. Разработчик использует интерфейс Java для описания функций и структур целевой собственной библиотеки. Это позволяет довольно легко воспользоваться преимуществами встроенных функций платформы без больших затрат на разработку, связанных с конфигурированием и созданием кода JNI .

JNA создан и протестирован на macOS , Microsoft Windows , FreeBSD / OpenBSD , Solaris , Linux , AIX , Windows Mobile и Android . Также можно настроить и перекомпилировать собственные конфигурации сборки, чтобы они работали на большинстве других платформ, на которых работает Java.

Типы сопоставления

В следующей таблице показан обзор сопоставления типов между Java и собственным кодом, поддерживаемого библиотекой JNA. ^[2]

Родной тип	Размер	Тип Java	Распространенные типы Windows
голец	8-битное целое число	байт	БАЙТ, ЧАР
короткий	16-битное целое число	короткий	СЛОВО
wchar_t	16/32-битный персонаж	голец	ЧАР
интервал	32-битное целое число	интервал	ДВОРД
интервал	логическое значение	логическое значение	БООЛ
длинный	32/64-битное целое число	Роднойдлинный	ДЛИННЫЙ
долго долго	64-битное целое число	длинный	__int64
плавать	32-битный ФП	плавать
двойной	64-битный ФП	двойной
символ *	струна до	Нить	ЛКПСТР
пустота*	указатель	Указатель	LPVOID, РУЧКА, LPXXX

Примечание: Значение TCHAR изменяется между чар и wchar_t согласно некоторым определениям препроцессора. Далее следует LPCTSTR .

Выравнивание байтов памяти для структур данных

Нативные библиотеки не имеют стандартизированного выравнивания байтов памяти. По умолчанию JNA использует настройку, специфичную для платформы ОС, которую можно переопределить с помощью пользовательского выравнивания, специфичного для библиотеки. Если детали выравнивания не указаны в документации собственной библиотеки, правильное выравнивание должно определяться методом проб и ошибок во время реализации оболочки Java.

Пример

Следующая программа загружает реализацию локальной стандартной библиотеки C и использует ее для вызова функции printf .

Примечание. Следующий код является переносимым и одинаково работает на платформах Windows и POSIX ( Linux / Unix / macOS ).

import com.sun.jna.Library;
import com.sun.jna.Native;
import com.sun.jna.Platform;

/** Simple example of native library declaration and usage. */
public class HelloWorld {
    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]);
        }
    }
}

Следующая программа загружает библиотеку C POSIX и использует ее для вызова стандартной функции mkdir .

Примечание. Следующий код является переносимым и работает одинаково на POSIX платформах стандартов .

import com.sun.jna.Library;
import com.sun.jna.Native;

/** Simple example of native C POSIX library declaration and usage. */
public class ExampleOfPOSIX {
    public interface POSIX extends Library {
	    public int chmod(String filename, int mode);
	    public int chown(String filename, int user, int group);
	    public int rename(String oldpath, String newpath);
	    public int kill(int pid, int signal);
	    public int link(String oldpath, String newpath);
	    public int mkdir(String path, int mode);
	    public int rmdir(String path);
    }

    public static void main(String[] args) {
        // It is possible to load msvcrt for its partial POSIX support on Windows...
        POSIX posix = (POSIX) Native.loadLibrary("c", POSIX.class);
        // but it will still fail on Windows due to /tmp being missing.
	    posix.mkdir("/tmp/newdir", 0777);
	    posix.rename("/tmp/newdir","/tmp/renamedir");
    }
}

Программа ниже загружает Kernel32.dll и использует его для вызова функций Beep и Sleep .

Примечание. Следующий код работает только на платформах Windows .

import com.sun.jna.Library;
import com.sun.jna.Native;

/** Simple example of Windows native library declaration and usage. */
public class BeepExample {
    public interface Kernel32 extends Library {
        // FREQUENCY is expressed in hertz and ranges from 37 to 32767
        // DURATION is expressed in milliseconds
        public boolean Beep(int FREQUENCY, int DURATION);
        public void Sleep(int DURATION);
    }

    public static void main(String[] args) {
	    Kernel32 lib = (Kernel32) Native.loadLibrary("kernel32", Kernel32.class);
	    lib.Beep(698, 500);
	    lib.Sleep(500);
	    lib.Beep(698, 500);
    }
}

Производительность

Тесты показывают, что средние значения JNA в десять раз медленнее, чем JNI. ^[3]^[4]^[5]

Альтернативы

Появляется несколько альтернатив. ^[6] При оценке этих инструментов разработки программного обеспечения следует учитывать компромисс между простотой реализации кода и скоростью выполнения. Добавление сторонних зависимых библиотек, которые необходимо распространять и обновлять, является еще одним фактором, влияющим на решение, какой инструмент использовать. уровень готовности технологий Также следует учитывать .

См. также

Ссылки

^ «Выпуск 5.14.0» . Гитхаб . 14 января 2023 г.
^ «Сопоставление типов по умолчанию» . jna.dev.java.net . Проверено 2 августа 2011 г.
^ «Производительность JNI и JNA» . Реддит . Проверено 30 марта 2023 г.
^ «JNI против JNA. Эталонный тест» . Середина . Проверено 30 марта 2023 г.
^ «Оценка производительности JNI и JNA» . Переполнение стека . Переполнение стека . Проверено 30 марта 2023 г.
^ «Появляются альтернативы JNI» . ОКТА . Проверено 30 марта 2023 г.

Внешние ссылки

Веб-страница собственного доступа к Java
Собственный доступ к Java — страница загрузки
Java Native Access — список рассылки пользователей
Фризен, Джефф (5 февраля 2008 г.). «Java-проекты с открытым исходным кодом: Java Native Access» . Учебные пособия по Java с открытым исходным кодом. JavaWorld . Проверено 27 июля 2020 г.
Моррис, Стивен Б. (20 мая 2009 г.). «Защитите свои инвестиции в устаревший код с помощью JNA» . Today.java.net . Архивировано из оригинала 13 января 2015 г.
Дасгупта, Санджай (11 ноября 2009 г.). «Упрощение доступа к собственному коду с помощью JNA» . сегодня.java.net . Архивировано из оригинала 15 ноября 2009 г.
Дубровкин, Даниил (20 июня 2011 г.). «JNA теперь является Githubber» . code.dblock.org . Проверено 27 июля 2020 г.
Киэр, Джеспер (21 марта 2010 г.). «Вызов C-API Lotus Domino с помощью JNA» . Nevermind.dk . Проверено 27 июля 2020 г.

[5.14.0-1] «Выпуск 5.14.0» . Гитхаб . 14 января 2023 г.

[2] «Сопоставление типов по умолчанию» . jna.dev.java.net . Проверено 2 августа 2011 г.

[3] «Производительность JNI и JNA» . Реддит . Проверено 30 марта 2023 г.

[4] «JNI против JNA. Эталонный тест» . Середина . Проверено 30 марта 2023 г.

[5] «Оценка производительности JNI и JNA» . Переполнение стека . Переполнение стека . Проверено 30 марта 2023 г.

[6] «Появляются альтернативы JNI» . ОКТА . Проверено 30 марта 2023 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]