Java中如何開發(fā)CAD插件？AutoCAD API

Java不是auto#%#$#%@%@%$#%$#%#%#$%@_b5fde512c++76571c8afd6a6089eaaf42a插件開發(fā)的原生語言，但可通過橋接技術(shù)實現(xiàn)。1. 使用.net橋接（如ikvm.net或jnbridgepro）可將java代碼轉(zhuǎn)換為.net組件或?qū)崿F(xiàn)java與.net雙向通信；2. 通過jni調(diào)用c++/objectarx api，但復雜且不推薦；3. 利用com自動化接口控制autocad，適用于簡單任務。此外，java還可作為外部工具解析dxf/dwg文件、操作數(shù)據(jù)庫、生成腳本或提供web服務，從而與autocad協(xié)作，這種方式更靈活且避免了插件開發(fā)的復雜性。

要在Java中直接開發(fā)AutoCAD插件，這話說起來有點復雜，因為AutoCAD的核心API，也就是ObjectARX和它的.NET API，是為C++和.NET環(huán)境設計的，Java并非其原生支持的開發(fā)語言。所以，如果你想用Java來寫AutoCAD插件，通常需要借助一些“橋梁”技術(shù)，或者換個思路，讓Java程序作為外部應用與AutoCAD進行數(shù)據(jù)交互。

解決方案

鑒于AutoCAD的API生態(tài)，用Java開發(fā)其插件通常不是最直接的選擇。但如果非要這么做，或者說有強烈的java技術(shù)棧偏好，主要有以下幾種思路和技術(shù)路線，每一種都有其自身的復雜度和適用場景：

1. 利用.NET橋接技術(shù)（如IKVM.NET或JNBridgePro）： 這是相對可行的方案之一。AutoCAD提供了強大的.NET API，允許開發(fā)者使用C#或VB.NET來編寫插件。如果你的Java代碼能夠通過某種方式“轉(zhuǎn)換”成.NET可識別的組件，或者在運行時與.NET代碼進行通信，那么就可以間接調(diào)用AutoCAD的.NET API。

   • IKVM.NET：這是一個開源項目，可以將Java字節(jié)碼（.jar文件）轉(zhuǎn)換為.NET的DLL文件。這樣，你就可以在visual studio中引用這些由Java代碼轉(zhuǎn)換而來的.NET DLL，然后用C#或VB.NET編寫一個薄薄的包裝層，去調(diào)用這些“Java-DLL”中的邏輯，再由這個包裝層去與AutoCAD的.NET API交互。
   • JNBridgePro：這是一個商業(yè)產(chǎn)品，它提供了一種在Java和.NET之間進行雙向通信的機制。它允許Java代碼直接調(diào)用.NET對象，反之亦然。通過JNBridgePro，你的java應用程序可以像調(diào)用本地Java對象一樣調(diào)用AutoCAD .NET API中的對象和方法。 這兩種方法都相當于在Java和AutoCAD .NET API之間搭建了一個翻譯層。

2. 通過JNI（Java Native Interface）調(diào)用C++/ObjectARX API： 這是理論上可行但實踐中極為復雜和不推薦的方式。ObjectARX是AutoCAD最底層、功能最強大的C++ API。你可以編寫C++代碼來調(diào)用ObjectARX API，然后通過JNI在Java中調(diào)用這些C++函數(shù)。這意味著你需要同時精通Java、C++以及ObjectARX API，而且涉及到內(nèi)存管理、線程同步等跨語言問題，調(diào)試起來會非常痛苦，開發(fā)效率也極其低下。

   

3. COM自動化（針對舊版AutoCAD或特定需求）： AutoCAD也支持COM自動化接口，允許外部應用程序通過COM來控制AutoCAD。雖然這通常不是用來開發(fā)“插件”的，但Java可以通過Jacob（Java COM Bridge）等庫來調(diào)用COM組件，從而實現(xiàn)對AutoCAD的有限控制，比如打開圖紙、執(zhí)行命令、讀寫屬性等。但這通常不適用于深度的、高性能的插件開發(fā)，更多是用于自動化任務。

在我看來，如果你真的想用Java來與AutoCAD交互，通過.NET橋接技術(shù)（尤其是IKVM.NET）是相對而言最不折騰的路徑，但即便如此，也遠不如直接用C#或VB.NET來得順暢和高效。

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為什么AutoCAD不直接支持Java作為插件語言？

這事兒說起來，得從AutoCAD的“基因”說起。AutoCAD作為一款歷史悠久且功能強大的桌面應用，它的核心是用C++開發(fā)的，性能和穩(wěn)定性是其立足之本。早期的插件開發(fā)主要依賴于Autolisp和VBA，這些都是為了快速自動化和腳本化而設計的。

后來，隨著微軟.NET框架的興起，Autodesk看到了將其引入AutoCAD的巨大潛力。.NET框架提供了一個托管、安全的開發(fā)環(huán)境，并且與windows操作系統(tǒng)緊密集成，這對于桌面應用來說簡直是天作之合。它讓開發(fā)者能夠更容易地構(gòu)建復雜的圖形界面和業(yè)務邏輯，同時保持了不錯的性能。所以，AutoCAD選擇擁抱.NET，將其作為主要的、現(xiàn)代化的插件開發(fā)平臺，并提供了功能豐富且易于使用的.NET API。

而Java，雖然它有jvm（Java虛擬機）的跨平臺優(yōu)勢，但在Windows桌面應用領(lǐng)域，尤其是與底層系統(tǒng)和特定應用緊密結(jié)合的場景，它并沒有像.NET那樣得到微軟和許多桌面軟件廠商的青睞。JVM和CLR（.NET的運行時）是兩種不同的虛擬機架構(gòu)，它們之間直接通信需要額外的橋接層。為了讓Java成為AutoCAD的原生插件語言，Autodesk需要投入巨大的精力去開發(fā)和維護一套java api，并處理Java與C++核心、以及與現(xiàn)有.NET生態(tài)之間的復雜兼容性問題。這顯然不符合其既定的技術(shù)路線和投入產(chǎn)出比。

簡單來說，就是歷史選擇、技術(shù)棧的匹配度以及投入成本的考量，讓AutoCAD選擇了C++和.NET作為其插件開發(fā)的“正統(tǒng)”語言，而Java則被排除在外。

通過.NET橋接技術(shù)實現(xiàn)Java與AutoCAD API交互的可行性與挑戰(zhàn)

使用.NET橋接技術(shù)，比如IKVM.NET，讓Java代碼間接調(diào)用AutoCAD的.NET API，這聽起來像個不錯的“曲線救國”方案?？尚行允怯械?，而且在某些特定場景下，比如你團隊的優(yōu)勢完全在Java，并且有一些核心的Java庫需要復用時，這確實能提供一條路徑。

可行性方面：

• 技術(shù)上是可行的： IKVM.NET能將Java字節(jié)碼編譯成.NET程序集，這意味著你的Java業(yè)務邏輯可以被.NET程序引用。JNBridgePro則提供了運行時橋接，允許Java和.NET對象直接互相調(diào)用。
• 復用現(xiàn)有Java代碼： 這是最大的吸引力。如果你的核心算法、業(yè)務邏輯已經(jīng)用Java實現(xiàn)，通過橋接可以避免重寫。
• 部分功能實現(xiàn)： 你確實可以利用這種方式來操作AutoCAD對象、執(zhí)行命令、讀寫圖紙數(shù)據(jù)等，只要AutoCAD的.NET API提供了相應的功能。

但挑戰(zhàn)也非常明顯，甚至可能讓你打退堂鼓：

• 性能開銷： 無論是字節(jié)碼轉(zhuǎn)換還是運行時橋接，都會引入額外的性能開銷。在處理大量CAD實體或進行復雜計算時，這可能會變得很明顯，導致插件響應緩慢。
• 調(diào)試復雜性： 想象一下，你的Java代碼出了問題，它被轉(zhuǎn)換成了.NET程序集，然后又通過AutoCAD的.NET API在AutoCAD進程中運行。一旦出現(xiàn)異常，你需要同時理解Java的堆棧、.NET的堆棧以及它們之間的映射關(guān)系，這簡直是“地獄級”的調(diào)試體驗。
• 部署復雜性： 你的插件不再僅僅是一個簡單的.NET DLL。它可能需要包含Java運行時環(huán)境（JRE）、轉(zhuǎn)換后的Java DLL，以及橋接庫本身。用戶在安裝時需要處理更多的依賴，這增加了部署的難度和出錯的概率。
• 版本兼容性： IKVM.NET或JNBridgePro本身需要與你使用的Java版本、.NET框架版本以及AutoCAD的版本兼容。任何一方的升級都可能導致兼容性問題，需要重新測試甚至修改代碼。
• API理解成本： 即使你用Java編寫代碼，最終調(diào)用的還是AutoCAD的.NET API。這意味著Java開發(fā)者仍然需要學習和理解AutoCAD .NET API的結(jié)構(gòu)、對象模型和編程范式，這本身就是不小的學習曲線。
• 錯誤處理與異常： 跨語言的異常傳遞和處理往往很棘手。Java的異常體系和.NET的異常體系如何映射，如何確保異常信息能清晰地傳遞到正確的位置并被捕獲，這需要仔細設計。

說實話，我個人覺得，除非有非常特殊的理由（比如公司有大量無法重寫的Java核心庫），否則直接用C#或VB.NET開發(fā)AutoCAD插件會省心得多。這種橋接方案，更像是為了一些“非典型”需求而存在的，而不是主流。

除了插件，Java還能如何與AutoCAD生態(tài)系統(tǒng)協(xié)作？

有時候，“曲線救國”反而是更好的選擇。如果直接開發(fā)AutoCAD插件太麻煩，或者說你的需求并不需要那么深度的集成，Java程序完全可以作為AutoCAD生態(tài)系統(tǒng)的一個“外部成員”進行協(xié)作。這種方式往往更靈活，也避開了直接插件開發(fā)帶來的諸多復雜性。

1. 作為獨立的CAD數(shù)據(jù)處理工具： Java可以用來開發(fā)獨立的應用程序，專門處理CAD數(shù)據(jù)。比如，你可以使用一些開源或商業(yè)的Java庫來解析和生成DXF或DWG文件。

   • 解析DXF/DWG： Java程序可以讀取AutoCAD導出的DXF（Drawing Exchange format）文件，提取其中的幾何信息、圖層、屬性等數(shù)據(jù)，進行分析、統(tǒng)計、轉(zhuǎn)換。有些庫甚至能處理部分DWG格式。
   • 生成DXF/DWG： 反過來，Java程序也可以根據(jù)業(yè)務邏輯生成DXF文件，然后AutoCAD可以直接打開這些文件。這在自動化繪圖、報告生成等場景非常有用。 這種方式的優(yōu)點是，你的Java程序完全獨立于AutoCAD運行，不需要任何橋接或COM調(diào)用，維護和部署都簡單得多。

2. 通過數(shù)據(jù)庫或文件系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交互： 許多AutoCAD插件或圖紙本身會與外部數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián)，存儲圖元屬性、項目信息等。Java在數(shù)據(jù)庫操作方面非常成熟，你可以開發(fā)一個Java應用程序，作為AutoCAD和數(shù)據(jù)庫之間的橋梁。

   • 數(shù)據(jù)管理： Java程序可以管理CAD項目相關(guān)的非圖形數(shù)據(jù)，當AutoCAD插件需要這些數(shù)據(jù)時，通過數(shù)據(jù)庫查詢獲取。
   • 數(shù)據(jù)同步： 也可以實現(xiàn)AutoCAD圖紙數(shù)據(jù)與外部系統(tǒng)（如ERP、PLM）的數(shù)據(jù)同步，Java程序負責數(shù)據(jù)的提取、轉(zhuǎn)換和加載。 這種模式下，AutoCAD插件（可能是用C#或LISP寫的）負責圖形操作，而Java程序負責數(shù)據(jù)管理，兩者通過共享的數(shù)據(jù)庫或文件進行協(xié)作。

3. 生成AutoCAD腳本（Script）或AutoLISP文件： AutoCAD支持執(zhí)行腳本文件（.scr）或AutoLISP文件（.lsp）。這些文件包含了一系列AutoCAD命令。Java程序可以根據(jù)業(yè)務邏輯動態(tài)生成這些腳本文件，然后讓用戶在AutoCAD中加載并執(zhí)行。

   • 批量操作： 比如，你需要對上百個DWG文件執(zhí)行相同的操作（修改圖層、插入塊、導出PDF等），Java程序可以生成一個包含這些操作命令的腳本文件，然后通過AutoCAD的批處理工具或外部程序調(diào)用AutoCAD來執(zhí)行。 這種方法非常輕量級，不需要任何復雜的api調(diào)用或橋接，但功能也相對有限，主要用于自動化重復性任務。

4. 提供Web服務或API接口： 如果你的Java應用是一個后端服務，它可以提供restful API或其他Web服務接口。AutoCAD插件（用C#或LISP編寫）可以通過http請求調(diào)用這些接口，獲取數(shù)據(jù)或提交數(shù)據(jù)。

   • 云端數(shù)據(jù)源： Java后端可以作為CAD插件的數(shù)據(jù)源，提供地理信息、材料清單、標準構(gòu)件庫等。
   • 業(yè)務邏輯處理： 一些復雜的業(yè)務邏輯或計算可以在Java后端完成，AutoCAD插件只負責ui和圖形顯示。 這種架構(gòu)將CAD插件與核心業(yè)務邏輯解耦，實現(xiàn)了模塊化，而且跨平臺、易于擴展。

在我看來，如果你是Java開發(fā)者，并且主要想利用Java的優(yōu)勢，那么后面這幾種“外部協(xié)作”的方式，尤其是通過數(shù)據(jù)庫或Web服務進行數(shù)據(jù)交互，或者作為獨立的CAD數(shù)據(jù)處理工具，往往比強行讓Java成為AutoCAD的“原生插件”要高效和實際得多。它避免了跨語言、跨運行時環(huán)境的復雜性，讓你可以專注于Java自身的優(yōu)勢。