Java進(jìn)階:JNI使用技巧點(diǎn)滴

2020-01-31 16:52:00

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供稿：網(wǎng)友

文章來(lái)源：csdn 作者：normalnotebook

　摘要

　　本文為在 32 位 Windows 平臺(tái)上實(shí)現(xiàn) Java 本地方法提供了實(shí)用的示例、步驟和準(zhǔn)則。本文中的示例使用 Sun Microsystems 公司創(chuàng)建的 Java Development Kit (JDK) 版本 1.4.1。用 C 語(yǔ)言編寫的本地代碼是用 Microsoft Visual C++ 編譯器編譯生成。

　　簡(jiǎn)介

　　近日，由于項(xiàng)目需要，要在WEB頁(yè)面實(shí)現(xiàn)圖像轉(zhuǎn)換功能，而VC在圖像轉(zhuǎn)換方面有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。我們首先用VC封裝出圖像轉(zhuǎn)換的DLL，然后用JAVA的本地化方法JNI調(diào)用用于圖像轉(zhuǎn)換的DLL，最后用JavaBean調(diào)用JNI生成的DLL。

　　通過(guò)近幾天在網(wǎng)上找資料和自己的摸索，收獲很多，現(xiàn)總結(jié)如下，讓以后做這方面的人少走彎路。

　　一. JAVA部分

　　1. 無(wú)包的情況：

　　實(shí)例一：

　　public class MyNative

　　{

　　static

　　{

　　System.loadLibrary( "MyNative" );

　　}

　　public native static void HelloWord();

　　public native static String cToJava();

　　}

　　說(shuō)明：

　　1)在JAVA程序中，首先需要在類中聲明所調(diào)用的庫(kù)名稱System.loadLibrary( String libname );，在庫(kù)的搜尋路徑中定位這個(gè)庫(kù)。定位庫(kù)的具體操作依賴于操作系統(tǒng)。在windows下，首先從當(dāng)前目錄查找，然后再搜尋”PATH”環(huán)境變量列出的目錄。如果找不到該庫(kù)，則會(huì)拋出UnsatisfiedLinkError。

　　2)這里加載的是JNI生成的DLL，而不是其他生成的DLL的名稱。在這里，庫(kù)的擴(kuò)展名字可以不用寫出來(lái)，究竟是DLL還是SO，由系統(tǒng)自己判斷。

　3) 還需要對(duì)將要調(diào)用的方法做本地聲明，關(guān)鍵字為native。并且只需要聲明，而不需要具體實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)放在C中實(shí)現(xiàn)，稍后將做說(shuō)明。

　　4)如果加了static，表明是靜態(tài)方法。如果不加，表明是一般的方法。加與不加，生成的頭文件中有一個(gè)參數(shù)不同。稍后將做說(shuō)明。

　　現(xiàn)在開始編譯它:

　　用javac MyNative.h編譯它，生成對(duì)應(yīng)的class文件。

　　用javah MyNative ，就會(huì)生成對(duì)應(yīng)的MyNative.h頭文件。剩下的是就開始交給VC來(lái)完成了（我們用VC來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的C實(shí)現(xiàn)部分）。

　　2. 有包的情況：

　　實(shí)例二：

　　package com..myNative;

　　public class MyNative

　　{

　　static

　　{

　　System.loadLibrary( "MyNative" );

　　}

　　public native static void HelloWord();

　　public native static String cToJava();

　　}

　　其他與上面相同，就是在用javac和javah時(shí)有所不同。對(duì)于有包的情況一定要注意這一點(diǎn)，開始時(shí)我的程序始終運(yùn)行都不成功，問(wèn)題就出在這里。

　　javac ./com/myNative/MyNative.java

　　javah com.myNative.MyNative

　　上面一句就不用解釋了。對(duì)下面的一句解釋一下：本類的前面均是包名。這樣生成的頭文件就是：com.myNative.MyNative.h。開始時(shí)，在這種情況下我用javah MyNative生成的頭文件始終是MyNative.h。在網(wǎng)上查資料時(shí)，看見別人的頭文件名砸那長(zhǎng)，我的那短。但不知道為什么，現(xiàn)在大家和我一樣知道為什么了吧。：）。有時(shí)還需要帶上路徑。具體查看javah的語(yǔ)法。

　二．C實(shí)現(xiàn)部分

　　剛才用javah MyNative生成的MyNative.h頭文件內(nèi)容如下：

　　/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */

　　#include <jni.h>

　　/* Header for class MyNative */

　　#ifndef _Included_MyNative

　　#define _Included_MyNative

　　#ifdef __cplusplus

　　extern "C" {

　　#endif

　　* Class: MyNative

　　* Method: HelloWord

　　* Signature: ()V

　　JNIEXPORT void JNICALL Java_MyNative_HelloWord (JNIEnv *, jclass);

　　* Class: MyNative

　　* Method: cToJava

　　* Signature: ()Ljava/lang/String;

　　JNIEXPORT jstring JNICALL Java_MyNative_cToJava (JNIEnv *, jclass);

　　#ifdef __cplusplus

　　}

　　#endif

　接下來(lái),就是如何實(shí)現(xiàn)它了。其實(shí)，用JNI作出的東西也是DLL，被JAVA所調(diào)用。

　　在具體實(shí)現(xiàn)的時(shí)候，我們只關(guān)心兩個(gè)函數(shù)原型：

　　JNIEXPORT void JNICALL Java_MyNative_HelloWord(JNIEnv *, jclass);和JNIEXPORT jstring JNICALL Java_MyNative_cToJava(JNIEnv *, jclass);

　　現(xiàn)在讓我們開始激動(dòng)人心的第一步吧 : ) 。在project里面選擇win32 Dynamic-link Library，然后點(diǎn)擊下一步，其余的取默認(rèn)。如果不取默認(rèn)的，將會(huì)有dllmain()函數(shù)。取空DLL工程的話，將無(wú)這個(gè)函數(shù)。我在這里取的是空。

　　然后選擇new->File->C++ Source File，生成一個(gè)空*.cpp文件。我們把他取名為MyNative。把JNIEXPORT void JNICALL Java_MyNative_HelloWord(JNIEnv *, jclass);和JNIEXPORT jstring JNICALL Java_MyNative_cToJava(JNIEnv *, jclass);拷貝到CPP文件中去。然后把頭文件包含進(jìn)來(lái)。

　　生成的MyNative.cpp內(nèi)容如下：

　　#include <stdio.h>

　　#include "MyNative.h"

　　JNIEXPORT void JNICALL Java_MyNative_HelloWord (JNIEnv *env, jclass jobject)

　　{

　　printf("hello word!/n");

　　}
　　 JNIEXPORT jstring JNICALL Java_MyNative_cToJavaJNIEnv *env, jclass obj)

　　{

　　jstring jstr;

　　char str[]="Hello,word!/n";

　　jstr=env->NewStringUTF(str);

　　return jstr;

　　}

　　在編譯前一定要注意下列情況。

　　注意：一定要把SDK中的include文件夾中(和它下面的win32文件夾下的頭文件)的幾個(gè)頭文件拷貝到VC的include文件夾中。或者在VC的tools/options/directories中設(shè)置，把頭文件給包含進(jìn)來(lái)。

　對(duì)程序的一點(diǎn)解釋：

　　1)前文不是說(shuō)過(guò)，加了static和不加只是一個(gè)參數(shù)的區(qū)別嗎。就是jclass的不同，不加static這里就是jobject。也就是JNIEXPORT void JNICALL Java_MyNative_HelloWord(JNIEnv *env, jobject obj)。

　　2)這里JNIEXPORT和JNICALL都是JNI的關(guān)鍵字，表示此函數(shù)是要被JNI調(diào)用的。而jstring是以JNI為中介使JAVA的String類型與本地的string溝通的一種類型，我們可以視而不見，就當(dāng)做String使用(具體對(duì)應(yīng)見表一)。函數(shù)的名稱是JAVA_再加上java程序的package路徑再加函數(shù)名組成的（參見有包的情況）。參數(shù)中，我們也只需要關(guān)心在JAVA程序中存在的參數(shù)，至于JNIEnv*和jclass我們一般沒有必要去碰它。

　　3)NewStringUTF()是JNI函數(shù)，從一個(gè)包含UTF格式編碼字符的char類型數(shù)組中創(chuàng)建一個(gè)新的jstring對(duì)象。

　　4) 以上程序片斷jstr=env->NewStringUTF(str);是C++中的寫法，不必使用env指針。因?yàn)镴NIEnv函數(shù)的C++版本包含有直接插入成員函數(shù)，他們負(fù)責(zé)查找函數(shù)指針。而對(duì)于C的寫法，應(yīng)改為：jstr=(*env)->NewStringUTF(env,str);因?yàn)樗蠮NI函數(shù)的調(diào)用都使用env指針，它是任意一個(gè)本地方法的第一個(gè)參數(shù)。env指針是指向一個(gè)函數(shù)指針表的指針。因此在每個(gè)JNI函數(shù)訪問(wèn)前加前綴(*env)->，以確保間接引用函數(shù)指針。

　　在C和Java編程語(yǔ)言之間傳送值時(shí)，需要理解這些值類型在這兩種語(yǔ)言間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。這些都在頭文件jni.h中，用typedef語(yǔ)句聲明了這些類在目標(biāo)平臺(tái)上的代價(jià)類。頭文件也定義了常量如：JNI_FALSE=0 和JNI_TRUE=1;表一說(shuō)明了Java類型和C類型之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

　　表一 Java類型和C類型　

Java編程語(yǔ)言	C編程語(yǔ)言	字節(jié)
boolean	jboolean	1
byte	jbyte	1
char	jchar	2
short	jshort	2
int	jint	4
long	jlong	8
float	jfloat	4
double	jdouble	8

　　現(xiàn)在開始對(duì)所寫的程序進(jìn)行編譯。選擇build->rebuild all對(duì)所寫的程序進(jìn)行編譯。點(diǎn)擊build->build MyNative.DLL生成DLL文件。
　　也可以用命令行cl來(lái)編譯。具體參看其他書籍。

　　再次強(qiáng)調(diào)（曾經(jīng)為這個(gè)東西大傷腦筋）：DLL放置地方

　　1) 當(dāng)前目錄。

　　2) 放在path所指的路徑中

　　3) 自己在path環(huán)境變量中設(shè)置一個(gè)路徑，要注意所指引的路徑應(yīng)該到.dll文件的上一級(jí)，如果指到.dll，則會(huì)報(bào)錯(cuò)。

　下面就開始測(cè)試我們的所寫的DLL吧（假設(shè)DLL已放置正確）。

　　public class mytest

　　{

　　public static void main(String[] args)

　　{

　　MyNative a=new MyNative();

　　a.HelloWord();

　　System.out.println(a.cToJava());

　　}

　　注意也要把MyNative.class放在與mytest.java同一個(gè)路徑下。現(xiàn)在開始編譯運(yùn)行mytest，是不是在DOS窗口上輸出：

　　Hello word!

　　Hello,world!

　　以上是我們通過(guò)JNI方法調(diào)用的一個(gè)簡(jiǎn)單C程序。但在實(shí)際情況中要比這復(fù)雜的多。特別是在通過(guò)JNI調(diào)用其他DLL時(shí)，還有很多的地方需要注意。

　　現(xiàn)在開始來(lái)討論包含包的情況，步驟與上面的相同，只是有一點(diǎn)點(diǎn)不同。我們來(lái)看其中的一個(gè)函數(shù)。

　　JNIEXPORT void JNICALL Java_com_MyNative_MyNative_HelloWord (JNIEnv *env, jclass jobject)

　　{

　　printf("hello word!/n");

　　}

　　我們來(lái)觀察函數(shù)名稱。函數(shù)的名稱是JAVA_再加上java程序的package路徑再加函數(shù)名組成的。現(xiàn)在這句話應(yīng)該理解了吧。

　　我們也寫一個(gè)程序來(lái)測(cè)試包含包的情況。程序略。

　　javac ./com/MyNative/mytest.java

　　java mytest

　　是不是在DOS窗口上也顯示同樣的內(nèi)容：）。

　　這次，就到這里吧，下一講將講述JNI調(diào)用其他DLL時(shí)應(yīng)該注意的地方，同時(shí)會(huì)給出一個(gè)具體的例子。也將會(huì)給出一個(gè)UNICODE編碼和ASCII編碼之間互相轉(zhuǎn)換的通用函數(shù)。如果有什么疑問(wèn)可以與我交流：normalnotebook@126.com

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