Java进阶:JNI使用技巧点滴

OMG哎呀妈呀 · 发布于 2023-6-1 19:48:55

文章来源：csdn 作者：normalnotebook</p>

　摘要

　　本文为在 32 位 Windows 平台上实现 Java 本地方法提供了实用的示例、步骤和原则。本文中的示例使用 Sun Microsystems 公司创建的 Java Development Kit (JDK) 版本 1.4.1。用 C 语言编写的本地代码是用 Microsoft Visual C++ 编译器编译生成。
　　简介
　　近日，由于项目需要，要在WEB页面实现图像转换功能，而VC在图像转换方面有着得天独厚的优势。我们首先用VC封装出图像转换的DLL，然后用JAVA的本地化方法JNI调用用于图像转换的DLL，最后用JavaBean调用JNI生成的DLL。
　　通过近几天在网上找资料和自己的探究，收获很多，现总结如下，让以后做这方面的人少走弯路。
　　一. JAVA部分
　　1. 无包的情况：
　　实例一：

　　public class MyNative
　　{
　　static
　　{
　　System.loadLibrary( "MyNative" );
　　}
　　public native static void HelloWord();
　　public native static String cToJava();
　　}

　　说明：
　　1)在JAVA程序中，首先需要在类中声明所调用的库名称System.loadLibrary( String libname );，在库的搜索途径中定位这个库。定位库的详细操作依赖于操作系统。在windows下，首先从当前目录查找，然后再搜索”PATH”环境变量列出的目录。假设找不到该库，则会抛出UnsatisfiedLinkError。
　　2)这里加载的是JNI生成的DLL，而不是其他生成的DLL的名称。在这里，库的扩展名字可以不用写出来，终究是DLL还是SO，由系统自己判断。
　3) 还需要对将要调用的方法做本地声明，关键字为native。并且只需要声明，而不需要详细实现。实现放在C中实现，稍后将做说明。
　　4)假设加了static，标明是静态方法。假设不加，标明是一般的方法。加与不加，生成的头文件中有一个参数不同。稍后将做说明。
　　如今开端编译它:
　　用javac MyNative.h编译它，生成对应的class文件。
　　用javah MyNative ，就会生成对应的MyNative.h头文件。剩下的是就开端交给VC来完成了（我们用VC来实现对应的C实现部分）。
　　2. 有包的情况：
　　实例二：

　　package com..myNative;
　　public class MyNative
　　{
　　static
　　{
　　System.loadLibrary( "MyNative" );
　　}
　　public native static void HelloWord();
　　public native static String cToJava();
　　}

　　其他与上面相同，就是在用javac和javah时有所不同。对于有包的情况一定要注意这一点，开端时我的程序始终运行都不胜利，问题就出在这里。

　　javac ./com/myNative/MyNative.java
　　javah com.myNative.MyNative

　　上面一句就不用解释了。对下面的一句解释一下：本类的前面均是包名。这样生成的头文件就是：com.myNative.MyNative.h。开端时，在这种情况下我用javah MyNative生成的头文件始终是MyNative.h。在网上查资料时，看见他人的头文件名砸那长，我的那短。但不晓得为什么，如今大家和我一样晓得为什么了吧。：）。有时还需要带上途径。详细查看javah的语法。
　二．C实现部分
　　方才用javah MyNative生成的MyNative.h头文件内容如下：

　　/* 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
　　#endif

　接下来,就是如何实现它了。其实，用JNI作出的东西也是DLL，被JAVA所调用。
　　在详细实现的时候，我们只关心两个函数原型：

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

　　如今让我们开端激动人心的第一步吧 : ) 。在project里面选择win32 Dynamic-link Library，然后点击下一步，其余的取默认。假设不取默认的，将会有dllmain()函数。取空DLL工程的话，将无这个函数。我在这里取的是空。
　　然后选择new->File->C++ Source File，生成一个空*.cpp文件。我们把他取名为MyNative。把JNIEXPORT void JNICALL Java_MyNative_HelloWord(JNIEnv *, jclass);和JNIEXPORT jstring JNICALL Java_MyNative_cToJava(JNIEnv *, jclass);拷贝到CPP文件中去。然后把头文件包含进来。
　　生成的MyNative.cpp内容如下：

　　#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;
　　}

　　在编译前一定要注意下列情况。
　　注意：一定要把SDK中的include文件夹中(和它下面的win32文件夹下的头文件)的几个头文件拷贝到VC的include文件夹中。或者在VC的tools\options\directories中设置，把头文件给包含进来。
　对程序的一点解释：
　　1)前文不是说过，加了static和不加只是一个参数的区别吗。就是jclass的不同，不加static这里就是jobject。也就是JNIEXPORT void JNICALL Java_MyNative_HelloWord(JNIEnv *env, jobject obj)。
　　2)这里JNIEXPORT和JNICALL都是JNI的关键字，表示此函数是要被JNI调用的。而jstring是以JNI为中介使JAVA的String类型与本地的string沟通的一品种型，我们可以视而不见，就当做String使用(详细对应见表一)。函数的名称是JAVA_再加上java程序的package途径再加函数名组成的（参见有包的情况）。参数中，我们也只需要关心在JAVA程序中存在的参数，至于JNIEnv*和jclass我们一般没有必要去碰它。
　　3)NewStringUTF()是JNI函数，从一个包含UTF格式编码字符的char类型数组中创建一个新的jstring对象。
　　4) 以上程序片断jstr=env->NewStringUTF(str);是C++中的写法，不用使用env指针。因为JNIEnv函数的C++版本包含有直接插入成员函数，他们负责查找函数指针。而对于C的写法，应改为：jstr=(*env)->NewStringUTF(env,str);因为所有JNI函数的调用都使用env指针，它是任意一个本地方法的第一个参数。env指针是指向一个函数指针表的指针。因而在每个JNI函数访问前加前缀(*env)->，以确保间接引用函数指针。
　　在C和Java编程语言之间传送值时，需要理解这些值类型在这两种语言间的对应关系。这些都在头文件jni.h中，用typedef语句声明了这些类在目的平台上的代价类。头文件也定义了常量如：JNI_FALSE=0 和JNI_TRUE=1;表一说明了Java类型和C类型之间的对应关系。
　　表一 Java类型和C类型　

Java编程语言	C编程语言	字节
boolean	jboolean	1
byte	jbyte	1
char	jchar	2
short	jshort	2
int	jint	4
long	jlong	8
float	jfloat	4
double	jdouble	8

　　如今开端对所写的程序停止编译。选择build->rebuild all对所写的程序停止编译。点击build->build MyNative.DLL生成DLL文件。
　　也可以用命令行cl来编译。详细参看其他书籍。　　再次强调（曾经为这个东西大伤脑筋）：DLL放置地方
　　1) 当前目录。
　　2) 放在path所指的途径中
　　3) 自己在path环境变量中设置一个途径，要注意所指引的途径应该到.dll文件的上一级，假设指到.dll，则会报错。
　下面就开端测试我们的所写的DLL吧（假设DLL已放置正确）。

　　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放在与mytest.java同一个途径下。如今开端编译运行mytest，是不是在DOS窗口上输出：

　　Hello word!
　　Hello,world!

　　以上是我们通过JNI方法调用的一个简单C程序。但在实际情况中要比这复杂的多。特别是在通过JNI调用其他DLL时，还有很多的地方需要注意。
　　如今开端来讨论包含包的情况，步骤与上面的相同，只是有一点点不同。我们来看其中的一个函数。

　　JNIEXPORT void JNICALL Java_com_MyNative_MyNative_HelloWord (JNIEnv *env, jclass jobject)
　　{
　　printf("hello word!\n");
　　}

　　我们来观察函数名称。函数的名称是JAVA_再加上java程序的package途径再加函数名组成的。如今这句话应该理解了吧。
　　我们也写一个程序来测试包含包的情况。程序略。

　　javac ./com/MyNative/mytest.java
　　java mytest

　　是不是在DOS窗口上也显示同样的内容：）。
　　这次，就到这里吧，下一讲将讲述JNI调用其他DLL时应该注意的地方，同时会给出一个详细的例子。也将会给出一个UNICODE编码和ASCII编码之间互相转换的通用函数。假设有什么疑问可以与我交流：normalnotebook@126.com