详解JNA中的回调方法

JNA（Java Native Access）是一个Java平台下的native代码访问库，它提供了一种使用Java与C或C++等底层语言进行交互的机制。在JNA中，由Java程序发起对底层库的调用，而不需要直接使用Java Native Interface（JNI）。在JNA中，回调方法是进行Java代码与C代码交互的重要方式。本文将详细讲解JNA中的回调方法及其使用方法。

什么是回调方法

回调方法是一种特殊的函数，其作用是将函数地址传递给其他函数，以便其他函数能够通过该函数地址调用该函数，并获得函数返回的结果。在JNA中，回调方法允许Java代码在底层库代码内部运行，以便Java代码能够在底层代码调用时获得结果并执行必要的操作。

如何定义回调方法

在JNA中，定义回调方法需要使用Callback接口。Callback是一个标记接口，用于表示一个回调函数。定义回调方法的一般步骤如下所示：

1. 创建一个类，并实现Callback接口。

public class MyCallback implements Callback {
    // 需要实现Callback接口中的方法
}

1. 在类中实现Callback接口中定义的方法。例如：

public class MyCallback implements Callback {
    public interface MyCallbackInterface extends Callback {
        void receiveData(byte[] data);
    }

    @Override
    public void callback(Object... args) {
        byte[] data = (byte[]) args[0];
        MyCallbackInterface callback = (MyCallbackInterface) args[1];
        callback.receiveData(data);
    }
}

上述代码中，我们定义了一个名为MyCallback的类，并实现了Callback接口。MyCallback类中同时定义了一个名为MyCallbackInterface的接口，用于表示回调方法的参数和返回类型。在MyCallback类中，我们实现了Callback接口中的callback方法，该方法用于执行实际的回调操作。在回调方法的参数中，我们将传入的数据和回调接口传递给MyCallbackInterface接口的实现类，并调用receiveData方法返回数据。

如何使用回调方法

在JNA中，使用回调方法需要用到两个核心类：Native和Structure。Native类提供了使用回调方法的基本方法，而Structure类则提供了一种以结构体的形式访问本地内存的方法，从而允许Java代码获得底层C代码的返回值。

下面是一个示例，它展示了如何使用回调方法获取本地数据：

public interface MyLibrary extends Library {
    void receiveData(MyCallbackImpl.MyCallbackInterface callback);
}

public class MyCallbackImpl implements MyCallbackInterface {
    private final MyClass myClass;
    public MyCallbackImpl(MyClass myClass) {
        this.myClass = myClass;
    }
    public void receiveData(byte[] data) {
        myClass.receiveData(data);
    }
    public interface MyCallbackInterface extends Callback {
        void receiveData(byte[] data);
    }
}

public class MyClass {
    private final MyCallbackImpl callback;

    public MyClass() {
        callback = new MyCallbackImpl(this);
    }

    public void receiveData(byte[] data) {
        // 处理数据
    }

    public void startListening() {
        MyLibrary myLibrary = Native.load("mylibrary", MyLibrary.class);
        myLibrary.receiveData(callback);
    }
}

上述代码中，我们首先定义了一个名为MyLibrary的接口，并在其中定义了将回调接口作为参数的方法。接着，我们定义了一个名为MyCallbackImpl的类，并实现了MyCallbackImpl.MyCallbackInterface接口，该接口表示回调方法的参数和返回类型。在MyCallbackImpl类中，我们实现了receiveData方法，用于接收从本地返回的数据。在MyClass类中，我们定义了一个名为callback的回调实例，用于将收到的数据传递给receiveData方法进行处理。最后，我们定义了一个名为startListening的方法，用于启动回调。

示例2

下面是另一个示例，展示了如何使用回调方法从本地库中读取数据：

public interface MyLibrary extends Library {
    void readData(int size, MyDataCallbackImpl callback);
}

public class MyDataCallbackImpl implements MyDataCallbackInterface {
    private byte[] result = null;
    private final CountDownLatch latch;

    public MyDataCallbackImpl(int count) {
        latch = new CountDownLatch(count);
    }

    public byte[] getResult() {
        return result;
    }

    public void callback(Pointer data, int length) {
        try {
            result = new byte[length];
            data.read(0, result, 0, result.length);
        } finally {
            latch.countDown();
        }
    }

    public int waitUntilDone() throws InterruptedException {
        latch.await();
        return result.length;
    }

    public interface MyDataCallbackInterface extends Callback {
        void callback(Pointer data, int length);
    }
}

public class MyClass {
    public byte[] readData(int size) throws InterruptedException {
        MyLibrary myLibrary = Native.load("mylibrary", MyLibrary.class);
        MyDataCallbackImpl callback = new MyDataCallbackImpl(1);
        myLibrary.readData(size, callback);
        callback.waitUntilDone();
        return callback.getResult();
    }
}

上述代码中，我们首先定义了一个名为MyLibrary的接口，并在其中定义了将回调接口作为参数的方法。接着，我们定义了一个名为MyDataCallbackImpl的类，并实现了MyDataCallbackImpl.MyDataCallbackInterface接口，该接口表示回调方法的参数和返回类型。在MyDataCallbackImpl类中，我们实现了callback方法，用于读取从本地返回的数据。在MyClass类中，我们定义了一个名为readData的方法，用于启动回调，并等待返回值。最终，我们通过MyDataCallbackImpl.getResult方法返回数据。

结论

JNA中的回调方法是一种强大的工具，可以让Java中的代码与本地代码进行交互，并获得底层代码返回的数据和信息。使用JNA时，我们应该熟悉回调方法的定义方式，并合理应用在Java代码中。