JNA 数组和指针

Question

我目前正在开发一个项目，需要我从 C 库接收 Java 调用。基本上我调用一个带有函数指针的 C 函数，然后 C 函数使用函数指针作为回调。我使用 JNA 传递一个 Java 对象（从现在起我将其称为 Callback 对象）作为回调函数。回调对象有一个接收 C 结构（称为 Frame）的方法，该结构包含 16 个元素的字节数组以及其他变量。我已经用标准 JNA 方式将此结构包装在 Java 类中，如下所示：

class Frame extends Structure {
    public short port;
    public short flags;
    public Pointer name // this is a pointer to the byte array
    public int rateDivisor;
}

回调机制工作正常！回调对象从 C 接收一个 Frame 对象，但是当我尝试使用 name.getByteArray(0, 16) 从指针获取字节数组时，应用程序因访问冲突异常而崩溃。但是，如果我用字节数组替换指针：

class Frame extends Structure {
    public short port;
    public short flags;
    public byte[] name = new byte[16];
    public int rateDivisor;
}

那么代码就可以正常工作！然而，我不想使用这段代码是有充分理由的。每次我调用该函数时，返回的 Frame 实际上是同一个对象（它只是被重用），但字节数组是一个新对象。这个回调函数每秒被调用很多次，这会导致垃圾收集器疯狂地吞噬数千个临时数组。该项目对性能至关重要，因此我真的不希望在应用程序的这一部分中出现任何临时对象。

我的猜测是，通过在 Frame 类中使用字节数组，我会导致 JNA 创建 C 字节数组的新副本。我想要做的是有一个指向 C 字节数组的指针，因此无需复制数据，因此使用 JNA 指针进行实​​验。

我的问题是为什么我不能从指针获取字节数组？任何帮助将不胜感激:)

（注意：让这变得更加困难的是我无法访问 C 源代码！！）

Answer 1

原因可能很简单：name不是 C 结构对应项中的指针。

让我向您展示两个示例：

C：

typedef struct{
  char * name;
}MyCStruct;

映射到 Java ：

class MyJStruct extends Structure{
  Pointer name;
}

但是在另一种情况下（我认为您自己陷入了这种情况）：

C：

typedef struct{
  char name[16];
}MyCStruct;

映射到 Java ：

class MyJStruct extends Structure{
  byte[] name = new byte[16];
}

在第一种情况下，C 结构保存一个指针，它的 sizeof 是指针的大小（4 或 8 字节，取决于 32/64 位），在第二种情况下，它保存整个数组，这意味着它的大小为 16 字节。

这解释了两个 Java 映射之间的区别：JNA 需要知道如何读取结构字段，它也解释了为什么在调用 name.getByteArray(0, 16) 时会出现错误，因为这会执行以下：

1. 取flags字段后面的前4个字节，
2. 将其视为一个指针，
3. 进入ram指向指向的地址，并读取16个字节

，由于指向的内存区域可能超出了程序的范围，因此崩溃了。

您可以在 C 中自行检查：如果 sizeof(struct Frame) 是 24，则该结构保存整个数组，如果它是 12（或 16），则它保存一个 32 位指针（或 64 位指针） ）

关于这个问题的官方文档非常清楚，但很难找到，所以在这里：

http://twall.github.com/jna/3.3.0/javadoc /overview-summary.html

你会在“嵌套数组”下找到它，我真的鼓励你阅读“可变大小结构”下面的部分>”

希望这有

帮助

Answer 2

将回调的输入参数更改为 Pointer。维护您自己的私有指针->框架映射（有或没有弱引用），并且仅根据输入指针创建一个新框架（如果还没有）。

例如

Map frames = new HashMap<Pointer,Frame>();

void callback(Pointer p) {
   Frame f = frames.get(p);
   if (f == null) {
       f = new Frame(p);
       frames.put(p, f);
   }
   // do whatever...
}

Answer 3

（满足 StackTrace 期望的新答案；请参阅我之前的答案的评论）

好吧，我不确定是否有一个好的和干净的方法来做到这一点......因此我会指出一个很好的方法名为Memory 和Pointer 游戏的游戏

请记住，您可能需要这些方式（C）：

Frame nativeLibFunc(...);        //1
Frame * nativeLibFunc(...);      //2
void nativeLibFunc(Frame f);     //3
void nativeLibFunc(Frame * fptr);//4

我认为最糟糕的情况是第三种，因为您不能这样做它没有之前解释过的法线贴图。下一个最坏的情况是第一种，因为您不会在 RAM 中获得位置，而是在堆栈顶部获得直接结果，因此读取它需要您欺骗 JNA 才能获取指针并读取内存区域之后的内容你想跳过（Java）：

class MyMicroFrame extends Structure {
    public short port;
    public short flags;
    //public byte[] name = new byte[16]; ==> commented out, ignored
    //public int rateDivisor;            ==> commented out, read manually, see below
}
//...
MyMicroFrame mmf = NativeLib.INSTANCE.nativeLibFunc(...);
int rateDivisor = mmf.getPointer().getInt(20);

我想你明白了。如果您的结构较大，只需将其分成小部分，避免您想要跳过的区域，然后通过手动导航第一部分指向的内存来重新加入它们。

以这种方式工作时要记住的事情：

1. 指针大小 32/64 位 - 4 或 8 字节，请参见 com.sun.jna.Native.POINTER_SIZE
2. 结构对齐 我没有对此答案进行检查