Java JNI Programming基础 1.

晨曦之光 发布于 2012/04/12 12:53
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一、JNI 的特点:

JNI有一个很重要的优点,就是在你充分利用Java的跨平台特性的前提下,你仍然可以利用其它编程语言。JNI是JVM实现很重要的一部分,是允许Java应用调用本地代码(native code)或本地代码调用Java应用的一个双向接口。下图就显示了这两者之间的关系:

JNI支持两种类型的native code: 本地库和本地应用程序
1. 你可以使用JNI写出本地方法,允许Java程序调用由本地方法实现的函数,这在jvm的实现里有大量的应用。我们从jdk的源码里也可以看到大量的这种示例。
2. JNI还支持调用接口(invocation interface),它允许你在本地应用程序(通常是C/C++代码编写)里嵌入jvm的实现,本地应用可以链接实现了jvm的本地库,接着使用调用接口来调用Java中的一些类的方法。比如,使用C编写的Web浏览器,可以执行一个applet代码片段。
总之一句话,JNI建立了Java语言和native code之间的一种双向调用关系。

下面我们看看,一个简单的jni程序如何编写?

二、简单示例:

示例1: HelloWorld.java, 即调用一个C函数,打印一个简单的字符串
package  jnitest;
public   class  HelloWorld  {
    
public HelloWorld() {
    }

    
static {
        System.loadLibrary(
"helloworld");
    }

    
public native void displayHelloWorld();
    
public native void displayString(String sz);
    
public native String echoString(String sz);

    
public static void main(String[] args) {
        HelloWorld helloworld 
= new HelloWorld();
        String t 
= helloworld.echoString("测试一下中文");
        System.out.println(t);
    }

}
Sysem.loadLibrary在static段里,表示在类HelloWorld初始化时,动态加载一个动态库,win32里这个库名应该叫helloworld.dll。这样任何一个HelloWorld实例都可以动态调用helloworld.dll中的方法了。
第一步,我们先build出class文件。
第二步,针对上边的jnitest.class文件,使用javah为其生成C代码中的头文件
    cd E:/java/jbproject/jnitest/classes
    javah jnitest.HelloWorld
    这时我们可以看到生成的头文件名叫jnitest_HelloWorld.h,它的内容如下:
/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
#include 
< jni.h >
/* Header for class jnitest_HelloWorld */

#ifndef _Included_jnitest_HelloWorld
#define  _Included_jnitest_HelloWorld
#ifdef __cplusplus
extern   " C "   {
#endif
/*
 * Class:     jnitest_HelloWorld
 * Method:    echoString
 * Signature: (Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String;
 
*/

JNIEXPORT jstring JNICALL Java_jnitest_HelloWorld_echoString
  (JNIEnv 
*, jobject, jstring);

#ifdef __cplusplus
}

#endif
#endif
    需要说明的是,
#ifdef __cplusplus
                                extern "C" {
                                #endif
                                }
   表示该头文件也可以用于C++代码的make和link。
   下面,我们可以写出本地方法
Java_jnitest_HelloWorld_echoString的实现了。
   第二步:实现本地方法.
   在刚才的目录
E:/java/jbproject/jnitest/classes下边,我们新建一个文件helloworldimp.cpp。内容如下:
  
#include  < jni.h >
#include 
" jnitest_HelloWorld.h "
#include 
< stdio.h >

JNIEXPORT jstring JNICALL Java_jnitest_HelloWorld_echoString
  (JNIEnv 
* env, jobject obj, jstring sz)
{
    
return sz;
}
   这里采用最简单的实现,直接将参数sz的值返回,不作任何改变。

第三步:是build出动态库helloworld.dll,希望你的机器里已经安装好了VC6或者VC7/8(VS2002,2003或者2005)。这里以VC6.0为例,并且采用命令行方式来build。进入到VC的安装目录,这里是D:/msdev/VC98/Bin
编译命令cl就在此目录下边,这个目录下边有个环境变量的批处理文件VCVARS32.bat,我们拿来改一下就可以用了。
在这里,我为它专门加入了jni要使用的头文件,为了编译java代码,把java的ClassPath也加进来了。其内容如下:
@echo   off
rem
rem
 Root of Visual Developer Studio Common files.
set  VSCommonDir = D: msdev

rem
rem
 Root of Visual Developer Studio installed files.
rem
set  MSDevDir = D: msdev Common msdev98

rem
rem
 Root of Visual C++ installed files.
rem
set  MSVCDir = D: msdev VC98

rem
rem
 VcOsDir is used to help create either a Windows 95 or Windows NT specific path.
rem
set  VcOsDir = WIN95
if   " %OS% "   ==   " Windows_NT "   set  VcOsDir = WINNT

rem
echo  Setting environment  for  using Microsoft Visual C ++  tools .
rem

if   " %OS% "   ==   " Windows_NT "   set   PATH = %MSDevDir% BIN ; %MSVCDir% BIN ; %VSCommonDir% TOOLS %VcOsDir% ; %VSCommonDir% TOOLS ; %MSVCDir% DEBUG ; %VSCommonDir% OS SYSTEM ; % PATH %
if   " %OS% "   ==   ""   set   PATH = " %MSDevDir%BIN " ; " %MSVCDir%BIN " ; " %VSCommonDir%TOOLS%VcOsDir% " ; " %VSCommonDir%TOOLS " ; " %windir%SYSTEM " ; " %PATH% " ; %VSCommonDir% OS SYSTEM
set  INCLUDE = %MSVCDir% ATL INCLUDE ; %MSVCDir% INCLUDE ; %MSVCDir% MFC INCLUDE ; %INCLUDE%
set  LIB = %MSVCDir% LIB ; %MSVCDir% MFC LIB ; %LIB%

rem  set VcOsDir=
rem
 set VSCommonDir=

rem  modified by xionghe, antpath, classpath etc.
set   path = % path % ; d: /jakarta-ant /bin
set  JAGUAR_JDK13 = d: /shared jdk1 . 3 . 1_11
set  JAGUAR_JDK14 = d: /shared jdk1 . 4 . 2_06
set  JAGUAR_JDK15 = d: /shared jdk1 . 5 . 0_01
set  JAVA_HOME = %JAGUAR_JDK14%
set   PATH = %JAVA_HOME% bin ; %JAVA_HOME%/ jre/ bin ; % PATH %
set  OLD_CLASSPATH = %CLASSPATH%
set  CLASSPATH =.; %JAVA_HOME%/ lib/ dt . jar ; %JAVA_HOME%/ lib/ tools . jar ; %JAVA_HOME%/ jre/ lib /rt . jar
set  CLASSPATH = %CLASSPATH% ; %OLD_CLASSPATH%

set  INCLUDE = %JAVA_HOME%/ include ; %JAVA_HOME% /include /win32 ; %INCLUDE%

start   cmd
  我们在Run窗口里直接运行D:/msdev/VC98/Bin/vcvars32,就会新启一个带有C++以及Java JNI相关环境变量的cmd窗口。进入到刚才的class目录,运行:
  cl -MD -LD helloworldimp.cpp -Fehelloworld.dll
  动态库即可build成功。
  于是我们可以运行java jnitest.HelloWorld,得到结果了。
稍复杂一点的例子,改变本地函数中的参数值。

三、复杂一点的例子:

的fs
我们看看下边的这个类:
public   class  Prompt  {
    
public Prompt() {
    }

    
private native String getLine(String prompt);
    
static {
        System.loadLibrary(
"helloworld");
    }

    
public static void main(String[] args) {
        Prompt prompt 
= new Prompt();
        String input 
= prompt.getLine("Type a line: ");
        System.out.println(
"user typed: " + input);
    }

}
Prompt类,就是想调用C代码中的用户输入,然后把输入的东西回显出来,就这么简单,但是返回值是用户输入的串,不是参数里的prompt值。加载的动态库依然借用前边的helloworld.dll,这里不带包名,以与前例区分。
使用javah生成的头文件Prompt.h如下:
/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
#include 
< jni.h >
/* Header for class Prompt */

#ifndef _Included_Prompt
#define  _Included_Prompt
#ifdef __cplusplus
extern   " C "   {
#endif
/*
 * Class:     Prompt
 * Method:    getLine
 * Signature: (Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String;
 
*/

JNIEXPORT jstring JNICALL Java_Prompt_getLine
  (JNIEnv 
*, jobject, jstring);

#ifdef __cplusplus
}

#endif
#endif
 下边是完整的实现,将前例和本例的合到了一起(helloworldimp.cpp)。
#include  < jni.h >
#include 
" jnitest_HelloWorld.h "
#include 
" Prompt.h "
#include 
< stdio.h >

JNIEXPORT jstring JNICALL Java_jnitest_HelloWorld_echoString
  (JNIEnv 
* env, jobject obj, jstring sz)
{
    
return sz;
}



/**
 * Prompt Dll function entry
 
*/

JNIEXPORT jstring JNICALL Java_Prompt_getLine
  (JNIEnv 
* env, jobject obj, jstring prompt)
{
    
char buf[128];
    
const char *str; //char is just the jbyte
    str = (env)->GetStringUTFChars(prompt, NULL);
    
if (str == NULL) {
        
return NULL; /* OutOfMemoryError already thrown */
    }

    printf(
"%s", str);
    (env)
->ReleaseStringUTFChars(prompt, str);
    
/* We assume here that the user does not type more than
    * 127 characters 
*/

    scanf(
"%s", buf);
    
return (env)->NewStringUTF(buf);    
}

   运行java -Djava.library.path=D:/msdev/MyProjects/helloworld Prompt,结果如下:
      Type a line: fjkal
      user typed: fjkal
  注意,这里需要指定jvm的java.library.path值,表示load动态库时的搜索路径,或者你把生成的动态库拷贝到PATH路径中的任一目录里也可以,但不推荐这么做。
  还要注意一点的是C++代码和C代码里env的调用形式不太一样。
  C++: 
(env)->ReleaseStringUTFChars(prompt, str);
而C:
(env*)->ReleaseStringUTFChars(env, prompt, str);
  前边的实现里,必须作出jstring类型到char*的转换,并且适时的要释放内存,否则会出现内存泄漏。
  这是一些比较简单的例子。后边会有适当的篇幅介绍jni以及jvm中一些比较复杂的应用。

原文链接:http://blog.csdn.net/iihero/article/details/1271538
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