对，不再手动封装JNI接口，试试JNA吧

最近团队内算法的同学对人脸算法进行封装，提供了so库给到业务团队使用，以替换外部供应商的算法库。

就当我们以为万事俱备只差接入的时候，业务团队反馈没有做过JNI的封装，且研发资源比较吃紧，需要我们出资源来解决，所以只能自己顶上。

也是在这个过程中了解到JNA的存在，能够在不需要JNI or native code的情况下更简单的使用本地库。

JNA简介

JNA（Java Native Access）是一个Java工具，它允许Java程序无需编写JNI或本地代码就能直接调用本地共享库中的函数。通过使用Java接口描述本地库的函数和结构，JNA简化了对本地平台特性的访问，同时注重性能和易用性。

从整体实现上来看，JNA使用一个小的 JNI（Java Native Interface）库存根动态调用本地代码，开发者使用 Java 接口来描述目标本地库中的函数和结构。这样，开发者可以很容易地利用本地平台的特性，而无需承担为多个平台配置和构建 JNI 代码的高开销。

目前JNA已经是一个相对成熟的Java库，非常多的开发者、商业/非商业项目已经在使用，其中也不乏大家熟知的组件/工具，具体可以参考官方主页。java-native-access/jna: Java Native Access

使用方法

整个使用过程非常简单，下面就通过一个例子简单了解一下。

本地库加载

首先需要声明一个接口类，并动态加载对应的so库。

import com.sun.jna.Library;

public interface CLibrary extends Library {

    CLibrary INSTANCE = (CLibrary) Native.load("cvAPI", CLibrary.class);

}

PS：如库名为libcvAPI，则库加载时的名字为cvAPI

接口声明

然后针对我们要调用so库中的接口进行声明。

举个例子，假设本地库中的方法如下：

//C++
int InitAll();

则转换后的接口声明如下：

//Java
public int InitAll();

方法调用

方法调用时就非常简单了，直接通过接口中的常量对象进行方法调用即可：

int result = CLibrary.INSTANCE.InitAll()

完整代码

public interface CLibrary extends Library {

    CLibrary INSTANCE = (CLibrary) Native.load("cvCAPI", CLibrary.class);

	public int InitAll();
}

int result = CLibrary.INSTANCE.InitAll();

看到这里，是不是觉得整个过程非常简单呢？

那么，接下来让我们看看各种数据类型要如何映射使用，“困难模式”启动~

基础类型映射

上面的简单例子并不涉及不同类型的对象传递，当需要做基础类型值传递时就需要做映射转换了。

上图是官方给出的基础类型映射关系，能覆盖常用的类型映射，实际使用时也需对照映射表确认，其中还是有一些坑点的，比如long映射到NativeLong、long long才是映射到的long、enum枚举映射到的是int等。

数组映射

在我们的场景中，有一个512维的数据用数组保存，转换前后的定义如下：

//转换前(c++)
float feat[MAX_FEATURE_LEN];
void fill_buffer(int *buf, int len);
void fill_buffer(int buf[], int len);

//转换后(java)
float[] feat = new float[MAX_FEATURE_LEN];
void fill_buffer(int[] buf, int len);

结构体

JNA中进行结构体的映射，是通过继承com.sun.jna.Structure来实现的，通过结构体中的元素映射顺序通过注解com.sun.jna.Structure@FieldOrder来实现。

举个栗子，

typedef struct _CUFeature {
    unsigned long long id;                 
    float feat[MAX_FEATURE_LEN];          
    int len;                               
} CUFeature;

转换后的Java中的类定义，

@Structure.FieldOrder({"id", "feat", "len"})
public static class CUFeature extends Structure {
    public long id;                 
    public float[] feat = new float[MAX_FEATURE_LEN]; 
    public int len;                               
}

类型指针

既然是C++的代码，那一定逃不出指针的魔掌，针对基础类型指针，已经有明确的定义。

//C++
void allocate_buffer(char **bufp, int* lenp);
int DetectFeatureCount(int* outCount);

//JAVA
void allocate_buffer(PointerByReference bufp, IntByReference lenp);
int DetectFeatureCount(IntByReference outCount);

结构体指针

这个部分也是卡住最近的一个问题，在GitHub官方文档首页的介绍中，没有看到这个部分的说中，最终是在jna/www/FrequentlyAskedQuestions.md中找到，记录了开发者常见问题，其中就有对结构体指针的使用说明。

当需要使用结构体指针时，可以在JAVA类定义中增加下面的内容：

public class MyStructure extends Structure {
  public static class ByValue extends MyStructure implements Structure.ByValue { }
  public static class ByReference extends MyStructure implements Structure.ByReference { }
}

其中MyStructure.ByReference映射的就是对应结构体的指针。 可以看看官方自带的几个例子，描述的其实也比较清楚。

typedef struct _simplestruct {
  int myfield;
} simplestruct;

typedef struct _outerstruct {
  simplestruct nested; // use Structure
} outerstruct;

typedef struct _outerstruct2 {
  simplestruct *byref; // use Structure.ByReference
} outerstruct2;

typedef struct _outerstruct3 {
  simplestruct array[4]; // use Structure[]
} outerstruct3;

typedef struct _outerstruct4 {
  simplestruct* ptr_array[4]; // use Structure.ByReference[]
} outerstruct4;

// Field is a pointer to an array of struct
typedef struct _outerstruct5 {
  simplestruct* ptr_to_array; // use Structure.ByReference, and use
                              // Structure.toArray() to allocate the array, 
                              // then assign the first array element to the field
} outerstruct5;

// struct pointers as return value or argument
simplestruct *myfunc(); // use Structure
void myfunc(simplestruct* data); // use Structure
void myfunc(simplestruct* data_array, int count); // use Structure[], and use Structure.toArray() to generate the array
void myfunc(simplestruct** data_array, int count); // use Structure.ByReference[]

// struct (by value) as return value or argument
// use Structure.ByValue
simplestruct myfunc();
void myfunc(simplestruct);

总结

以上就是JNA的一些基础使用方法，也是在这次实践中要到的一些基础内容。

从实际使用情况来看，对比之前JNI封装的方式，开发效率会高很多，但由于我们的使用场景中，对性能的要求不高，所以没有测试这个部分的性能损耗，实际上肯定还是有影响的，毕竟官方自己也做了描述。

有兴趣的大佬可以实测一下，一起交流。