如何在Java中调用DLL动态库

在Java编程中，有时我们需要调用本地代码库，特别是Windows平台上的DLL（动态链接库）。这种技术允许Java程序利用操作系统特定或性能敏感的功能。在本文中，我们将详细讨论如何在Java中加载和调用DLL动态库，并通过具体示例来展示这个过程。

文章目录

• 一、使用Java Native Interface (JNI)
• • 1.创建Java类
  • 2.生成头文件
  • 3.实现本地方法
  • 4.编译生成DLL
  • 5.在Java代码中加载并使用DLL
  • 二、使用JNA (Java Native Access)
  • • 1.创建接口映射
    • 2.在Java代码中调用
    • 总结

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      一、使用Java Native Interface (JNI)

      1.创建Java类

      首先，我们创建一个包含native方法声明的Java类。这些方法是实际执行本地库调用的桥梁。

      public class NativeLibWrapper {
          // 声明一个本地方法
          public native void helloWorld();
          // 加载DLL
          static {
              System.loadLibrary("MyNativeLib");
          }
      }
      

      这里的helloWorld是我们要实现的DLL函数。

      2.生成头文件

      使用javah工具（Java 8及以前）或使用javac -h命令（Java 9及以上）生成C/C++头文件。

      javac NativeLibWrapper.java
      javah -jni NativeLibWrapper
      

      或

      javac NativeLibWrapper.java
      javac -h . NativeLibWrapper.java
      

      这将生成一个NativeLibWrapper.h的头文件，它包含了必要的JNI方法签名。

      3.实现本地方法

      根据生成的头文件，使用C或C++实现这个方法。

      #include "NativeLibWrapper.h" // 引入头文件
      JNIEXPORT void JNICALL Java_NativeLibWrapper_helloWorld(JNIEnv *env, jobject obj) {
          printf("Hello World from DLL!\n");
      }
      

      4.编译生成DLL

      我们现在使用C/C++编译器（如GCC或Visual Studio的cl.exe）将实现编译成DLL。

      gcc -I"%JAVA_HOME%\include" -I"%JAVA_HOME%\include\win32" -shared -o MyNativeLib.dll NativeLibWrapper.c
      

      将你的Java安装目录设为JAVA_HOME环境变量。

      5.在Java代码中加载并使用DLL

      最后，在Java应用程序中，我们使用System.loadLibrary来加载DLL，并调用声明的native方法。

      public class NativeDemo {
          public static void main(String[] args) {
              NativeLibWrapper wrapper = new NativeLibWrapper();
              wrapper.helloWorld(); // 调用本地方法
          }
      }
      

      当运行这个Java应用程序时，它将输出"Hello World from DLL!"。

      二、使用JNA (Java Native Access)

      Java Native Access（JNA）是一个更为简便的库，它允许直接在Java代码中调用本地方法，无需编写额外的本地代码。

      首先，需要将JNA库添加到项目中。如果你使用Maven，可以在pom.xml中添加依赖：

          net.java.dev.jna
          jna
          5.6.0
      
      

      1.创建接口映射

      创建一个接口，其方法与DLL中的函数对应，使用JNA提供的Library接口。假设我们的DLL名为MyNativeLib且暴露了一个helloWorld函数：

      import com.sun.jna.Library;
      import com.sun.jna.Native;
      public interface MyNativeLib extends Library {
          MyNativeLib INSTANCE = (MyNativeLib) Native.loadLibrary("MyNativeLib", MyNativeLib.class);
          void helloWorld();
      }
      

      2.在Java代码中调用

      现在可以直接从Java代码中调用DLL暴露的函数：

      public class JnaDemo {
          public static void main(String[] args) {
              MyNativeLib lib = MyNativeLib.INSTANCE;
              lib.helloWorld(); // 调用DLL函数
          }
      }
      

      编写Java程序时，只需简洁地将DLL函数映射为接口方法，并通过接口直接调用本地代码。

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      必要的环境配置:

      无论是使用JNI还是JNA，我们都需要确保：

      DLL在系统的PATH环境变量指定的目录中，或者它的路径被显式地传递给System.loadLibrary()。

      系统上已安装正确版本的Java Development Kit (JDK)。

      使用32位Java虚拟机必须对应32位DLL，64位Java虚拟机对应64位DLL。

      总结

      调用DLL动态库为Java程序带来了更多可能性。尽管处理本地代码有一定的复杂性，JNI和JNA提供了桥接Java与本地代码的有效方法。通过以上示例，希望你能够对如何在Java中加载和调用DLL库有一个清晰的理解，并能成功集成到你的应用程序中。