Java Native Access

Java Native Access (JNA) 是一個由社區開發的庫，它使Java程式無需使用Java Native Interface即可輕鬆訪問本地共用庫。JNA的設計旨在以最少的努力以原生的方式提供本地訪問，且不需要樣板代碼或膠水代碼。

Java Native Access

原作者	Todd Fast, Timothy Wall, Liang Chen
首次發佈	2007年5月9日 (2007-05-09)
目前版本	5.5.0（2019年7月19日，​5年前​（2019-07-19）[1]）
原始碼庫	github.com/java-native-access/jna
程式語言	C 和 Java
作業系統	Windows, macOS, Android, AIX, FreeBSD, GNU/Linux, OpenBSD, Solaris, Windows Mobile
平台	Java 1.4 或更高 (只能使用JNA 3.5.2前的版本), Java 1.6 （JNA 4.0.0 以上）
檔案大小	1.83 MB (存檔後)
類型	庫
許可協定	LGPL version 2.1，JNA 4.0後增加了 Apache Software License, version 2.0
網站	github.com/java-native-access/jna

結構

JNA庫使用一個稱為外部函數介面庫（libffi（英語：libffi））的小型本機庫來動態呼叫本機代碼。JNA庫使用本地幔數，允許代碼按名稱載入庫並檢索指向該庫中函數的指標，使用libffi庫來呼叫它，而無需靜態繫結，標頭檔或任何編譯。開發人員使用Java interface描述目標本機庫中的函數和結構（struct）。這使得利用平台功能非常容易，而避免了組態或構建JNI的高開銷。

JNA支援在macOS，Microsoft Windows，FreeBSD / OpenBSD，Solaris，GNU/Linux，AIX，Windows Mobile和Android上構建和測試。經過適當調整和重編譯，可以使其在大多數能夠執行Java的平台上執行。

類型對應

這個表格顯示了JNA所支援的類型與java類型，Windows通用類型的對應關係.^[2]

C類型	大小	Java類型	Windows通用類型
char	8-bit integer	byte	BYTE, TCHAR
short	16-bit	short	short WORD
wchar_t	16/32-bit character	char	WCHAR, TCHAR
int	32-bit integer	int	DWORD
int	boolean value	boolean	BOOL
long	32/64-bit integer	NativeLong	LONG
long long, __int64	64-bit integer	long	LONGLONG
float	32-bit FP	float
double	64-bit FP	double
char*	C string	String	LPCTSTR
void*	pointer	Pointer	LPVOID, HANDLE, LPXXX

注意：根據一些前置處理器指令和不同的實現，TCHAR可能為char或wchar_t。LPCTSTR也是一樣的。

數據結構的主記憶體位元組對齊

JNA沒有規定主記憶體位元組的對齊方式。JNA預設為遵循OS平台的設置，但也可以自訂對齊方式。如果本機庫的文件中未提供關於主記憶體對齊的詳細資訊，則必須通過反覆試驗確定正確的對齊方式。

範例

下面這個例子展示了JNA如何載入C標準庫並使用其中的printf函數。

注意: 這個例子是跨平台的，這意味着它可以在 Windows / GNU+Linux / Unix / macOS 執行，並得到完全相同的結果。

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

/** 这个例子展示了JNA的一个用法 */
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]);
        }
    }
}

下面這個例子使用了C POSIX庫並呼叫其中的mkdir函數。

注意: 這個例子在POSIX相容的系統中是跨平台的，這意味着它可以在所有POSIX相容系統中執行並獲得相同結果，但它無法在大多數Windows系統上執行。

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) {
        POSIX posix = (POSIX) Native.loadLibrary("c", POSIX.class);
	    posix.mkdir("/tmp/newdir", 0777);
	    posix.rename("/tmp/newdir","/tmp/renamedir");
    }
}

下面這個例子載入了Kernel32.dll並呼叫了其中的Beep和Sleep函數。

注意: 這個例子只能在Windows下執行。

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

/** 这是JNA调用Windows dll的一个例子 */
public class BeepExample {
    public interface Kernel32 extends Library {
        // FREQUENCY可以为 37 和 32767间任意一整数
        // DURATION 的单位为毫秒
        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);
    }
}

用處

JNA被用於下列專案中：

• Armed Bear Common Lisp, 使用JNA實現CFFI。^[3]
• JRuby,使用JNA實現 POSIX 相關功能。^[4][5]
• Freedom for Media in Java (FMJ)。^[6]
• JetBrains的IntelliJ IDEA。
• OpenSearchServer,一個開源搜尋引擎。
• SVNKit, 一個純Java的Java Subversion client庫 ，通過JNA實現相關功能。
• VLC media player, 在vlcj庫中使用。^[7]
• Cyberduck 適用於FTP, SFTP, WebDAV, Cloud Files & Amazon S3的瀏覽器。
• Log4j,附加紀錄檔庫。^[8]
• Hudson 和· Jenkins，持續整合伺服器。
• Webdriver。
• YAJSW (Yet Another Java Service Wrapper)。
• Cassandra, 來自 Apache Software Foundation 的開源分佈資料庫，使用JNA。^[9]

另見

• P/Invoke
• SWIG