JNA高级应用：如何实现Java与本地库的类型映射？

2026-05-19 21:591阅读0评论SEO问题

内容介绍
文章标签
相关推荐

本文共计1222个文字，预计阅读时间需要5分钟。

目录 + 简介 + 类型映射的本质 + TypeMapper + NativeMapped + 总结 + 简介 + JNA中多种映射 + 库的映射 + 函数的映射 + 函数参数和返回值的映射 + 库和函数的映射比较简单 + 我们在之前的文章中介绍了...

简介
类型映射的本质
TypeMapper
NativeMapped
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 Type Native类型的含义 Java Type char 8-bit整型 byte wchar_t 和平台相关 char short 16-bit整型 short int 32-bit整型 int int boolean flag boolean enum 枚举类型 int (usually) long long, __int64 64-bit整型 long float 32-bit浮点数 float double 64-bit浮点数 double pointer (e.g. void*) 平台相关 Buffer Pointer pointer (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 Type Native类型的含义 Java Type long 和平台相关(32- or 64-bit integer) NativeLong const char* 字符串 (native encoding or jna.encoding) String const wchar_t* 字符串 (unicode) WString char** 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 Structure union 结构体 Union struct[] 结构体数组 Structure[] void (*FP)() 函数指针 (Java or native) Callback pointer ( *) 指针 PointerType other 整数类型 IntegerType other 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：

TypeConverter 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(Object 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-aarch64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：github.com/ddean2009/learn-java-base-9-to-20.git

本文已收录于 www.flydean.com

最通俗的解读，最深刻的干货，最简洁的教程，众多你不知道的小技巧等你来发现！

欢迎关注我的公众号:「程序那些事」,懂技术，更懂你！

标签：Java 高级用法之在