Java Native Access

Java Native Access (JNA) 是一個由社區開發的庫，它使Java程序無需使用Java Native Interface即可輕鬆訪問本地共享庫。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。

## 結構

JNA庫使用一個稱為外部函數接口庫（libffi）的小型本機庫來動態調用本機代碼。JNA庫使用本地函數，允許代碼按名稱加載庫並檢索指向該庫中函數的指針，使用libffi庫來調用它，而無需靜態綁定，頭文件或任何編譯。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，而避免了配置或構建JNI的高開銷。

JNA支持在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運行Java的平台上運行。

## 類型對應

這個表格顯示了JNA所支持的類型與java類型，Windows通用類型的對應關係.

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：根據一些預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。

## 數據結構的記憶體字節對齊

JNA沒有規定記憶體字節的對齊方式。JNA默認為遵循OS平台的設置，但也可以自定義對齊方式。如果本機庫的文檔中未提供關於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。

## 示例

下面這個例子展示了JNA如何加載C標準庫並使用其中的printf函數。

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

```java
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庫並調用其中的mkdir函數。

注意: 這個例子在POSIX兼容的系統中是跨平台的，這意味著它可以在所有POSIX兼容系統中運行並獲得相同結果，但它無法在大多數Windows系統上運行。

```java
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");
    }
}
```

下面這個例子加載了Kernel32.dll並調用了其中的Beep和Sleep函數。

注意: 這個例子只能在Windows下運行。

```java
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被用於下列項目中：

- Armed Bear Common Lisp, 使用JNA實現CFFI。
- JRuby,使用JNA實現 POSIX 相關功能。
- Freedom for Media in Java (FMJ)。
- 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。
- Cyberduck 適用於FTP, SFTP, WebDAV, Cloud Files & Amazon S3的瀏覽器。
- Log4j,附加日誌庫。
- Hudson 和· Jenkins，持續集成伺服器。
- Webdriver。
- YAJSW (Yet Another Java Service Wrapper)。
- Cassandra, 來自 Apache Software Foundation 的開源分布資料庫，使用JNA。

## 外部連結

- Java Native Access Web Page
- Java Native Access - Download page
- Java Native Access - User Mailing List
- Java Native Access:An easier way to access native code by Jeff Friesen, JavaWorld.com,2008-02-05
- Protect Your Legacy Code Investment with JNA by Stephen B. Morris, Java.net,2009-05-20
- JNA is now a Githubber by Daniel Doubrovkine, 2011-09-20
- Calling the Lotus Domino C-API with JNA by Jesper Kiaer 2010-03-21

## 基本資料

- 發行日期：2007年5月9日
- 軟體版本週期：5.5.0
- 軟體版本週期：2019年7月19日
- 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）
- 程式語言：C 和 Java
- 類型：庫
- 許可協議：LGPL version 2.1，JNA 4.0後增加了 Apache Software License, version 2.0
- 作者：Todd Fast, Timothy Wall, Liang Chen