java - C-DLL 中的回调函数转换为 java JNA

Question

我在使用 JNA 将回调函数从 C-DLL 映射/转换为 Java 时遇到问题。

在C头文件中编写了以下回调函数:

// ! callback function header whenever a data report is received from a device
typedef void (FR_callback_func)(Data_t frame);

上述Data_t的结构如下:

// ! Carries information about one signal.
typedef struct
{
    unsigned char index;
    int isval;
    unsigned short val;
    int arr_Length;
    unsigned char array[8];
} Data_t ;

调用Data_t结构的函数:

int getData(int val,Data_t *data);

现在我翻译成我的JAVA代码如下:

public interface device extends Library 
{
    public interface FR_callback_func extends Callback
    {
        void invoke(Data_t signal);
    }

    public class Data_t extends Structure implements com.sun.jna.Structure.ByReference 
    {
        public static class ByReference extends Data_t implements Structure.ByReference { }
        public byte index;
        public int isval;
        public  short val;
        public int arr_Length;
        public byte[] array = new byte[8];
        @Override
        protected java.util.List<java.lang.String> getFieldOrder()
        {    
            return Arrays.asList(new String[] {"index","isval","val","arr_Length","array"});
        }
    } 

    public int getData (int val,Data_t.ByReference data);
}

然后我尝试在我的主函数中使用它，如下所示:

public static void main(String[] args) throws IOException 
{
    Data_t .ByReference data_t = new Data_t .ByReference();
    int data = 0;
    int val = 0;

    device h = (device) Native.load("Library", device.class);

    data = h.getData (val, data_t);
}

我的问题是我是否正确翻译了上述 C 代码？特别是回调函数？因为C代码无法被操纵。因此我必须将提供的 C-DLL 代码翻译成 JAVA。

我们将非常感谢您的建议。

Answer 1

粗略地写下了上面您仍然缺少的所需部分:

• C 示例库

// gcc -c -Wall -Werror -fPIC foo.c
// gcc -shared -o libfoo.so foo.o

#include <stdio.h>

typedef struct {
  int x;
  int y;
} Foo;

typedef Foo* (*FooCallback)(int, int);

void printFoo(Foo *foo) {
  printf("foo: %p x: %d y: %d\n", foo, foo->x, foo->y);
}

FooCallback callback = NULL;

void setCallback(FooCallback cb) {
  callback = cb;
}

void runCallback() {
  if (callback) {
    Foo *foo = callback(123, 456);
    printf("foo from callback: %p x: %d y: %d\n", foo, foo->x, foo->y);
  } else {
    printf("callback not set!\n");
  }
}

• Java 示例代码

// javac -classpath .:jna.jar Foo.java 
// java -classpath .:jna.jar Foo

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


public class Foo {
  public interface CFoo extends Library {
    public class SFoo extends Structure {
      public static class ByReference extends SFoo implements Structure.ByReference { }
      public static class ByValue extends SFoo implements Structure.ByValue { }
      public int x;
      public int y;
    }

    void printFoo(SFoo foo);

    public interface FooCallback extends Callback {
      SFoo invoke(int x, int y);
    }

    void setCallback(FooCallback cb);
    void runCallback();
  }

  public static void main(String[] args) {
    CFoo cfoo = (CFoo) Native.loadLibrary("libfoo.so", CFoo.class);

    // test construction of SFoo
    CFoo.SFoo foo = new CFoo.SFoo();
    foo.x = 23;
    foo.y = 42;

    // test auto ByReference
    System.out.println("foo pointer: " + foo.getPointer());
    cfoo.printFoo(foo);

    // callback test
    // no callback set yet
    cfoo.runCallback();

    // set callback
    // declare return value outside to "survive" callback scope
    // (this is needed for ByReference return values)
    CFoo.SFoo foo2 = new CFoo.SFoo();
    System.out.println("foo2 pointer: " + foo2.getPointer());
    CFoo.FooCallback cb = new CFoo.FooCallback() {
      public CFoo.SFoo invoke(int x, int y) {
        System.out.println("values from C x: " + x + " y: " + y);
        // Is it safe to initialize ByValue inside the callback?
        // CFoo.SFoo.ByValue foo2 = new CFoo.SFoo.ByValue();
        foo2.x = x;
        foo2.y = y;
        foo2.write();   // explicitly write to memory needed here
        return foo2;
      }
    };
    cfoo.setCallback(cb);

    // rerun with set callback
    cfoo.runCallback();

    // hack to avoid gc for cb and foo2
    assert cb != null : "Oops";
    assert foo2 != null : "Oops";
  }
}

输出

foo pointer: auto-allocated@0x7f5588284050 (8 bytes)
foo: 0x7f5588284050 x: 23 y: 42
callback not set!
foo2 pointer: auto-allocated@0x7f55882cfa50 (8 bytes)
values from C x: 123 y: 456
foo from callback: 0x7f55882cfa50 x: 123 y: 456

请注意，如果有回调，GC 需要特别小心。具有非原始数据类型。因此，我在示例中添加了一个回调，将结构本身返回给 C (foo2)。由于该对象是通过引用返回的，因此它必须在回调后处理它的 C 代码中幸存下来。我不知道 JNA 是否在任何 GC 交互发生之前正确移动由值返回的结构。您必须在 JNA 代码中查找该内容。

希望这有帮助。

编辑:旁注 - 我发现 JNI 更容易与 C 结合使用，主要是为了更接近内存(对 C 更友好)。尽管最初需要做更多的工作(对于 C 中的包装器)，但后来会获得更好的性能。