java에서 c++함수를 어떻게든 써보려면 JNI를 사용하게 되는데 JNI가 얼마나 구린지 당하고 나면 JNA가 써보고 싶어진다.
그런데 JNA라고 마냥 쉬운건 아니다. 일단 JNA가 C++이 아닌 C를 대상으로 설계되어서 string과 wstring을 바로 쓸 수 없다.
당연히 const wchar_t* 를 이용해야 한다.
과정이 상당히 긴데 하나씩 기록을 위해 남겨본다.
1. cpp에 함수가 존재한다고 가정한다. 예로
wstring func(wstring s)
{
return s+ L" hello";
}
2. func를 c스타일로 랩핑해야한다. 대충 하자면
wstring tmp;
const wchar_t* func_c(const wchar_t *p)
{
tmp = func(p);
return tmp.c_str();
}
주의할 점은 tmp이다. 전역변수로 존재하는데 이것의 이름은 알아서 적당히 짓자.
왜 이것이 필요하냐면 자바에서 func_c를 호출해서 받은 리턴 스트링은 레퍼런스 타입이기 때문이다.
즉, c++에서는 함수가 종료되어도 그 wstring의 내용은 살아있어야 한다. 만약 tmp가 func_c의 종료와함게 사라지는 지역함수라면 자바쪽에서 리턴된 스트링을 읽을 기회가 없게된다.
그래서 라이프사이클이 함수보다 긴 전역으로 해둔 것이다.
변수의 라이프사이클을 자바가 관리하게 하려면 동적할당을 하는 방법이 있다. 조금 귀찮아도 이 방법을 권장한다.
void jna_wstring(wchar_t* str, wchar_t** pp)
{
wstring ret = func(str);
*pp = new wchar_t[ret.length() + 1];
wcscpy_s(*pp, ret.length() + 1, ret.c_str());
}
void cleanup(wchar_t* p)
{
//free(p);
delete[] p;
}
주의할 점은 pp와 cleanup이다. pp는 출력용 인자로, 동적할당을 받아준다.
cleanup은 java가 pp로부터 string복사가 끝나면 사용할 것이다.
3. func_c를 위한 해더파일을 만든다. 내용은 대강 이렇다. (제법 어렵다.)
#ifdef DLL_EXPORT
#define DLL_EX_IN __declspec(dllexport)
#else
#ifdef DLL_IMPORT
#define DLL_EX_IN __declspec( dllimport )
#else
#define DLL_EX_IN
#endif
#endif
#ifdef __cplusplus
extern "C"
{
#endif
DLL_EX_IN const wchar_t* func_c(const wchar_t* p);
DLL_EX_IN void jna_wstring(wchar_t* str, wchar_t** pp);
DLL_EX_IN void cleanup(wchar_t* p);
#ifdef __cplusplus
}
#endif
4. 이 cpp를 컴파일 할 때에는 dll생성으로 설정해야 한다. 그리고 DLL_EXPORT를 정의해야한다.
visual studio 2013~2015 라면 프로젝트 속성에서 (영문 기준으로)
Configuration Properties > C/C++ > Preprocessor > Preprocessor Definitions 에 DLL_EXPORT를 적는다. 요소마다 사이에 ; 를 넣는다.
그리고
Configuration Properties > General > Project Defaults > Configuration Type > Dynamic Library (.dll)
5. 릴리즈로 컴파일 하는 것이 좋다고 하는데 큰 의미가 없는 것 같다. 내가 다 테스트해보니 디버그모드로 컴파일해도 괜찮다. 아무튼 dll파일을 만든다.
6. jna.jar를 받아야 한다. 구글링해서 받자.
내가 받은 링크 https://github.com/java-native-access/jna/blob/master/dist/jna.jar
7. 자바는 이클립스를 기준으로 설명한다. 이클립스에서 프로젝트 하나를 만들자.
프로젝트 폴더에 jna.jar를 복사한다.
프로젝트 속성에서
Java Build Path > Libraries > Add JARs를 해서 jan.jar를 추가하자.
아니면 어쩌면 add external jars 하면 직접 폴더에 복사 안해도 되려나?
8. java소스를 작성한다. (드디어!) 파일이름이 CMain.java라고 하자. 그럼 클래스 이름이 CMain이다.
그리고 dll파일이 프로젝트 파일의 상위에서 bin볼더안에 fun.dll로 있다고 가정한다.
import com.sun.jna.Library;
import com.sun.jna.Native;
import com.sun.jna.WString;
import java.util.Scanner;
import com.sun.jna.ptr.PointerByReference;
import com.sun.jna.Pointer;
interface CLibrary extends Library {
WString func_c(WString str);
void jna_wstring(WString str, PointerByReference pbr);
void cleanup(Pointer p);
}
public class CMain{
public static void main(String[] args){
final CLibrary ut = (CLibrary)Native.loadLibrary( ("../bin/fun.dll"), CLibrary.class);
string str = ut.func_c(new WString("Joon")).toString();
System.out.println(str);
PointerByReference pbr = new PointerByReference();
clib.jna_wstring( new WString("자바"), pbr);
String s = str_and_rel(pbr, clib);
System.out.println(s);
System.out.println("good bye");
}
public static String str_and_rel(PointerByReference pbr, CLibrary clib)
{
Pointer p = pbr.getValue();
String s = p.getWideString(0);
clib.cleanup(p);
return s;
}
}
9. 실행시켜서 성공했는지 확인한다.
자바 씨뿔뿔 이라고 나올 것이다. 그러면 자바쪽에서의 한글이 c++로 잘 넘어간 것이고,
c++에서의 한글도 자바로 잘 넘어온 것이다.
10. 내 컴퓨터에서는 잘 되는데, 다른 컴퓨터에 설치해주면 작동이 안된다?
이건 아마 자바문제가 아니라 c/c++로 만든 dll이 다른 dll을 필요로해서 그렇다.
물론 개발자는 다른 dll을 직접 부른 기억이 없을 수 있는데, 비쥬얼스튜디오에서 바이너리를 만들 때 공통적인 부분을 외부 dll을 사용하게 하는 것이 있다. 아무튼 이것은 "재배포 패키지"라는 것을 설치하면 된다.
예를 들어 vs2013에서 개발한 dll이면 "vs2013 재배포 패키지" 라는 것을 설치해야 한다.
구글에서 검색하면 나오고 파일 이름은 보통 vcredist 로 시작한다.
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이클립스가 아닌 cmd에서 하는 방법을 포함하여 파일로 올린다.
cmd 명령어 2개(컴파일, 실행)는 java_source/jna설명.txt 안에 있다.
핵심 java소스는 java_source/HelloWorld.java 이다
cpp소스는 jna_test/Source.cpp 이다.
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후기
일단 JNA가 C++이 아닌 C를 대상으로 하는 바람에 메모리 관리에서 큰 불편함이 있다.
그래서 위에서는 전역변수 tmp를 이용하고 있는데, 실제로 나는 어떤 클래스의 객체의 맴버변수이다.
나는 그 객체의 라이프사이클을 관리하는 방법과, 그 객체의 맴버함수를 랩핑한 뒤에, 그 특정 객체의 맴버함수가 호출되도록 하는 여러가지 방법들을 구현해놔서 이렇게 했지만....
아무튼 라이프사이클에 주의가 많이 필요하다는 것은 찝찝하다.
그러나 싱글스래드로 간단한 프로그램을 만드려는 사람에겐 이 방법(func_c)이 정말정말 유용할 수 있다.
다른 방법으로는 PointerByReference(이하 pbr)와 Point 그리고 getWideString과 cleanup..(필요한게 많다...) 이것들을 사용하는 것이다.
이러면 자바쪽에서 직접 메모리해제를 결정할 수 있다. 복잡한것 같아도 객체나 전역으로 라이프사이클을 관리하는 것이 더 힘들 수도 있다.
그리고 pbr에서 String을 얻고는 바로 해제까지 해주는 과정을 하나의 함수로 만들어봤는데 제법 편할 것이다.
정석을 고르라면 pbr을 사용하여 자바에서 string복사가 끝나자마자 동적메모리를 직접 해제해주는 것이다.
JNI에 비하면 굉장히 간단하다고 해놓고 결국 JNA도 wstring을 쓰려면 제법 귀찮다는 점에선 비슷하다.
그래도 이게 성공하면 c++과 java가 서로 unicode 유니코드를 쉽게 다룰 수 있게 된다. 정말 기쁘지 아니한가? >.<
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