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背景
最近在做一个与硬件和第三方平台有关的项目，平台厂商扔过来一个DLL，但我方平台是Java编写的所以需要实现Java调用C的DLL。特此做了一些调研，现在记录一下。

主要实现途径
脚本
其实Java调用其他程序最简单的方式就是直接通过shell或是bat脚本调用，但这只局限于一些简单没有交互的应用，这里就不展开讨论。

JNI
简单介绍
JNI是Java Native Interface的缩写，通过使用 Java本地接口书写程序，可以确保代码在不同的平台上方便移植。 [1] 从Java1.1开始，JNI标准成为java平台的一部分，它允许Java代码和其他语言写的代码进行交互。JNI一开始是为了本地已编译语言，尤其是C和C++而设计的，但是它并不妨碍你使用其他编程语言，只要调用约定受支持就可以了。使用java与本地已编译的代码交互，通常会丧失平台可移植性。但是，有些情况下这样做是可以接受的，甚至是必须的。例如，使用一些旧的库，与硬件、操作系统进行交互，或者为了提高程序的性能。JNI标准至少要保证本地代码能工作在任何Java 虚拟机环境。



使用JNI往往意味着复杂性提高一个数量级，对于未来的扩展和维护都极为不便，但可能 是不得不使用这样的技术，原因很可能是受限的SDK或是极高的性能要求。PS要是C与Java的性能差了一个数量级，主要原因有两个，一种是可能是没有充分的预热，java还没有走JIT，另一种可能是代码本身写的有问题。

基本流程
静态注册
原理：根据函数名建立 Java 方法和 JNI 函数的一一对应关系。流程如下：

先编写 Java 的 native 方法；
然后用 javah 工具生成对应的头文件，执行命令 javah packagename.classname可以生成由包名加类名 命名的 jni 层头文件，或执行命名javah -o custom.h packagename.classname，其中 custom.h 为自定义的文件名；
实现 JNI 里面的函数，再在Java中通过System.loadLibrary加载 so 库即可；
动态注册
原理：直接告诉 native 方法其在JNI 中对应函数的指针。通过使用 JNINativeMethod 结构来保存 Java native 方法和 JNI 函数关联关系，步骤：

先编写 Java 的 native 方法；
编写 JNI 函数的实现（函数名可以随便命名）；
利用结构体 JNINativeMethod 保存Java native方法和 JNI函数的对应关系；
利用registerNatives(JNIEnv* env)注册类的所有本地方法；
在 JNI_OnLoad 方法中调用注册方法；
在Java中通过System.loadLibrary加载完JNI动态库之后，会调用JNI_OnLoad函数，完成动态注册；
JNA
JNA是除了JNI在Java跨语言调用最为知名的库。JNA包括一个特定于平台的小型共享库，该库支持所有本机访问。由于实际项目使用的就是JNA，下面详细介绍一下JNA。

基本原理
也就是说JNA里面包括了一个DLL或是so库，你的JAVA代码调用JNA的jar包，这个jar包再去调用他的中间库，然后中间库再去处理真正的C/C++的库。

这么说起来是不是跟JNI的实现思路是一样，就是更加简单，不需要把你的java编译为头文件然后包含到对应库，而是借助中间库来实现。

默认类型对应
JNA面对的问题有一半是与类型有关的，所以在开发有关项目时搞清楚对应类型关系是十分重要的

Native Type Size Java Type Common Windows Types
char 8-bit integer byte BYTE, TCHAR
short 16-bit integer short WORD
wchar_t 16/32-bit character char TCHAR
int 32-bit integer int DWORD
int boolean value boolean BOOL
long 32/64-bit integer NativeLong LONG
long long 64-bit integer long __int64
float 32-bit FP float
double 64-bit FP double
char* C string String LPCSTR
void* pointer Pointer LPVOID, HANDLE, LPXXX
这里面有一个特别的问题一定要注意。

C/C++中的char相当于Java中的byte。
C/C++中的char相当于Java中的byte。
C/C++中的char相当于Java中的byte。
这个问题特别恶心，Java中的char是0~255，C/C++的char是-127到128。所以千万不要用Java中的char[]来接C/C++中的char数组或是指针。

代码示例
我的库文件是放在工程目录的natives中,名字叫dll。为了隔离工具类，做了一个DemoService中间层。所有的内部服务都调用DemoService不直接与JNA有任何关系。还做了一整套的DTO来隔离类型上的耦合。

pom.xml

<!-- https://mvnrepository.com/artifact/net.java.dev.jna/jna -->
<dependency>
<groupId>net.java.dev.jna</groupId>
<artifactId>jna</artifactId>
<version>5.5.0</version>
</dependency>

接口

public interface DemoLibrary extends Library {
DemoLibrary INSTANCE = Native.load("natives/dll", DemoLibrary .class);
int Do_Something();
}
1
2
3
4
中间Service

public class DemotService {
private static final String SDK_NAME = "dll";
private static volatile boolean initialized;

public TransportService() {
initialized = false;
}

@PostConstruct
public void init() {
DllUtil.loadNative(SDK_NAME);

initialized = true;
}

@PreDestroy
public void clear() {

}
public void do(){
getInstance().Do_Something();
}
private DemoLibrary getInstance() {
return DemoLibrar.INSTANCE;
}
}

工具类

package com.zw.ump.gateway4g.utils;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

import java.io.File;

/**
* 加载DLL库的工具类
* @author zew
*/
@Slf4j
public class DllUtil {
public synchronized static void loadNative(String nativeName) {

String systemType = System.getProperty("os.name");
String fileExt = (systemType.toLowerCase().contains("win")) ? ".dll" : ".so";
String path = System.getProperty("user.dir")+ File.separator+"natives"+File.separator+nativeName+fileExt;
File sdkFile = new File(path);
System.load(sdkFile.getPath());
log.info("------>> 加载SDK文件 :" + sdkFile + "成功!!");
}
}

效率问题
直接使用原生的方法
不要使用非映射类型，比如String，直接使用原生方法
Java原语数组通常比直接内存（指针，内存或ByReference）或NIO缓冲区使用速度慢
大型结构体也会有一定的性能问题
最后错误再抛出错误
官网

JNative
基本跟JNA十分类似。

基本流程
下载jnative。jar 及JNativeCpp.dll
将使用的dll文件及JNativeCpp.dll拷贝至系统system32下
写代码

public class JNativeTest {

// 1.实现demo.dll 文件接口

public interface DemoLibrary extends Library {

// 2.PegRoute.dll 中 HCTInitEx方法
public int do(int Version, String src);
}

public static void main(String[] args) {
//3.加载DLL文件，执行dll方法
DemoLibrary libary = (DemoLibrary) Native.loadLibrary("demo",
DemoLibrary.class);
if (libary!= null) {
System.out.println("DLL加载成功！");
int success = libary.do(0,"");
System.out.println("1.设备初始化信息！" + success);
}
}
}

结论
JNI没有额外的中间层，效率应该是最高的。当然我没有进行过多的调研和实际的基准测试，所以我只能说JNI应该比JNA效率高一点。
JNA经过了额外的中间库，但是由于不需要JAVA编译h导入库中过程，使用起来较为方便，对于只会Java的同学是最为合适的。
JNI用的人比较多，但相对来说比较麻烦要熟悉c并且要使用javac 及javah命令，同时JNI能做到JNA实现不了的那就是通过C也可以通过JNI来调Java的内容，JNA只能单向调用。
JNA与JNative类似，但感觉JNA可以更好的分层。而且JNative要下载单独的dll。而且JNative貌似很久不更新了，并不建议。
参考
https://blog.csdn.net/u011627980/article/details/51970658
https://www.jianshu.com/p/ac00d59993aa
https://baike.baidu.com/item/JNI/9412164
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原文链接：https://blog.csdn.net/zhaoenweiex/article/details/104051853