Java如何調用DLL

Java如何和DLL一起編程 
 

    首先引用一篇文章，介紹一個簡單的JNI的調用的過程。
    JAVA以其跨平台的特性深受人們喜愛，而又正由於它的跨平台的目的，使得它和本地機器的各種內部聯絡變得很少，約束了它的功能。解決JAVA對本地操作的一種方法就是JNI。 
    JAVA通過JNI調用本地方法，而本地方法是以庫檔案的形式存放的（在WINDOWS平台上是DLL檔案形式，在UNIX機器上是SO檔案形式）。通過調用本地的庫檔案的內部方法，使JAVA可以實現和本地機器的緊密聯絡，調用系統級的各介面方法。 
    簡單介紹及應用如下： 
    一、JAVA中所需要做的工作 
        在JAVA程式中，首先需要在類中聲明所調用的庫名稱，如下：

        static {  
                 System.loadLibrary(“goodluck”);  
               } 
 
        在這裡，庫的副檔名字可以不用寫出來，究竟是DLL還是SO，由系統自己判斷。 
        還需要對將要調用的方法做本地聲明，關鍵字為native。並且只需要聲明，而不需要具 體實現。如下： 
        public native static void set(int i); 
        public native static int get(); 
        然後編譯該JAVA程式檔案，產生CLASS，再用JAVAH命令，JNI就會產生C/C++的標頭檔。 
        例如程式testdll.java，內容為：

        public class testdll  
         {  
           static  
                 {  
                  System.loadLibrary("goodluck");  
                 }  
           public native static int get();  
           public native static void set(int i); 
          
           public static void main(String[] args)  
                {  
                  testdll test = new testdll();  
                  test.set(10);  
                  System.out.println(test.get());  
                 }  
           } 
 
    用javac testdll.java編譯它，會產生testdll.class。 
    再用javah testdll，則會在目前的目錄下產生testdll.h檔案，這個檔案需要被C/C++程式調用來產生所需的庫檔案。 
    二、C/C++中所需要做的工作 
    對於已產生的.h標頭檔，C/C++所需要做的，就是把它的各個方法具體的實現。然後編譯串連成庫檔案即可。再把庫檔案拷貝到JAVA程式的路徑下面，就可以用JAVA調用C/C++所實現的功能了。 
    接上例子。我們先看一下testdll.h檔案的內容： 
    /* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */ 
    ＃i nclude <jni.h> 
    /* Header for class testdll */ 
    #ifndef _Included_testdll 
    #define _Included_testdll 
    #ifdef __cplusplus 
    extern "C" { 
    #endif 
     /* 
      * Class: testdll 
      * Method: get 
      * Signature: ()I 
      */ 
    JNIEXPORT jint JNICALL Java_testdll_get (JNIEnv *, jclass); 
      /* 
       * Class: testdll 
       * Method: set 
       * Signature: (I)V 
       */ 
    JNIEXPORT void JNICALL Java_testdll_set (JNIEnv *, jclass, jint); 
    #ifdef __cplusplus 
                } 
    #endif 
    #endif 
    在具體實現的時候，我們只關心兩個函數原型 
    JNIEXPORT jint JNICALL Java_testdll_get (JNIEnv *, jclass); 和 
    JNIEXPORT void JNICALL Java_testdll_set (JNIEnv *, jclass, jint); 
    這裡JNIEXPORT和JNICALL都是JNI的關鍵字，表示此函數是要被JNI調用的。而jint是以JNI為中介使JAVA的int類型與本地的int溝通的一種類型，我們可以視而不見，就當做int使用。函數的名稱是JAVA_再加上java程式的package路徑再加函數名組成的。參數中，我們也只需要關心在JAVA程式中存在的參數，至於JNIEnv*和jclass我們一般沒有必要去碰它。 
    好，下面我們用testdll.cpp檔案具體實現這兩個函數： 
    ＃i nclude "testdll.h" 
    int i = 0; 
    JNIEXPORT jint JNICALL Java_testdll_get (JNIEnv *, jclass) 
      { 
       return i; 
      } 
    JNIEXPORT void JNICALL Java_testdll_set (JNIEnv *, jclass, jint j) 
      { 
       i = j; 
      } 
    編譯串連成庫檔案，本例是在WINDOWS下做的，產生的是DLL檔案。並且名稱要與JAVA中需要調用的一致，這裡就是goodluck.dll 。把goodluck.dll拷貝到testdll.class的目錄下，java testdll運行它，就可以觀察到結果了。 
我的項目比較複雜，需要調用動態連結程式庫，這樣在JNI傳送參數到C程式時，需要對參數進行處理轉換。才可以被C程式識別。
大體程式如下：

public class SendSMS { 
static 
    { 
      System.out.println(System.getProperty("java.library.path")); 
      System.loadLibrary("sms"); 
    } 
    public native static int SmsInit(); 
    public native static int SmsSend(byte[] mobileNo, byte[] smContent); 
}

在這裡要注意的是，path裡一定要包含類庫的路徑，否則在程式運行時會拋出異常：
java.lang.UnsatisfiedLinkError: no sms in java.library.path
    at java.lang.ClassLoader.loadLibrary(ClassLoader.java:1491)
         at java.lang.Runtime.loadLibrary0(Runtime.java:788)
         at java.lang.System.loadLibrary(System.java:834)
         at com.mobilesoft.sms.mobilesoftinfo.SendSMS.<clinit>(SendSMS.java:14)
    at com.mobilesoft.sms.mobilesoftinfo.test.main(test.java:18)
Exception in thread "main"
指引的路徑應該到.dll檔案的上一級，如果指到.dll，則會報：
java.lang.UnsatisfiedLinkError: C:\sms.dll: Can't find dependent libraries
         at java.lang.ClassLoader$NativeLibrary.load(Native Method)
at java.lang.ClassLoader.loadLibrary0(ClassLoader.java:1560)
         at java.lang.ClassLoader.loadLibrary(ClassLoader.java:1485)
         at java.lang.Runtime.loadLibrary0(Runtime.java:788)
         at java.lang.System.loadLibrary(System.java:834)
         at com.mobilesoft.sms.mobilesoftinfo.SendSMS.<clinit>(SendSMS.java:14)
         at com.mobilesoft.sms.mobilesoftinfo.test.main(test.java:18)
Exception in thread "main"
通過編譯，產生com_mobilesoft_sms_mobilesoftinfo_SendSMS.h標頭檔。（建議使用Jbuilder進行編譯，操作比較簡單！）這個標頭檔就是Java和C之間的紐帶。要特別注意的是方法中傳遞的參數jbyteArray，這在接下來的過程中會重點介紹。

/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */ 
＃i nclude <jni.h> 
/* Header for class com_mobilesoft_sms_mobilesoftinfo_SendSMS */ 
#ifndef _Included_com_mobilesoft_sms_mobilesoftinfo_SendSMS 
#define _Included_com_mobilesoft_sms_mobilesoftinfo_SendSMS 
#ifdef __cplusplus 
extern "C" { 
#endif 
/* 
 * Class:     com_mobilesoft_sms_mobilesoftinfo_SendSMS 
 * Method:    SmsInit 
 * Signature: ()I 
 */ 
JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_mobilesoft_sms_mobilesoftinfo_SendSMS_SmsInit 
  (JNIEnv *, jclass); 
/* 
 * Class:     com_mobilesoft_sms_mobilesoftinfo_SendSMS 
 * Method:    SmsSend 
 * Signature: ([B[B)I 
 */ 
JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_mobilesoft_sms_mobilesoftinfo_SendSMS_SmsSend 
  (JNIEnv *, jclass, jbyteArray, jbyteArray); 
#ifdef __cplusplus 
} 
#endif 
#endif

對於我要調用的C程式的動態連結程式庫，C程式也要提供一個標頭檔，sms.h。這個檔案將要調用的方法羅列了出來。

/* 
 * SMS API  
 * Author: yippit 
 * Date: 2004.6.8 
 */ 
#ifndef MCS_SMS_H 
#define MCS_SMS_H 
#define DLLEXPORT __declspec(dllexport) 
/*sms storage*/ 
#define SMS_SIM        0 
#define SMS_MT        1 
/*sms states*/ 
#define SMS_UNREAD        0 
#define SMS_READ            1 
/*sms type*/ 
#define SMS_NOPARSE        -1 
#define SMS_NORMAL        0 
#define SMS_FLASH            1 
#define SMS_MMSNOTI        2 
typedef struct tagSmsEntry { 
    int index;        /*index, start from 1*/ 
    int status;        /*read, unread*/ 
    int type;            /*-1-can't parser 0-normal, 1-flash, 2-mms*/ 
    int storage;    /*SMS_SIM, SMS_MT*/ 
    char date[24]; 
    char number[32]; 
    char text[144]; 
} SmsEntry; 
DLLEXPORT int SmsInit(void); 
DLLEXPORT int SmsSend(char *phonenum, char *content); 
DLLEXPORT int SmsSetSCA(char *sca); 
DLLEXPORT int SmsGetSCA(char *sca); 
DLLEXPORT int SmsSetInd(int ind); 
DLLEXPORT int SmsGetInd(void); 
DLLEXPORT int SmsGetInfo(int storage, int *max, int *used); 
DLLEXPORT int SmsSaveFlash(int flag); 
DLLEXPORT int SmsRead(SmsEntry *entry, int storage, int index);  
DLLEXPORT int SmsDelete(int storage, int index); 
DLLEXPORT int SmsModifyStatus(int storage, int index); /*unread -> read*/ 
#endif

在有了這兩個標頭檔之後，就可以進行C程式的編寫了。也就是實現對JNI調用的兩個方法。在網上的資料中，由於調用的方法實現的都比較簡單，（大多是列印字串等）所以避開了JNI中最麻煩的部分，也是最關鍵的部分，參數的傳遞。由於Java和C的編碼是不同的，所以傳遞的參數是要進行再處理，否則C程式是會對參數在編譯過程中提出警告，例如；warning C4024: 'SmsSend' : different types for formal and actual parameter 2等。
Sms.c的程式如下：

＃i nclude "sms.h" 
＃i nclude "com_mobilesoft_sms_mobilesoftinfo_SendSMS.h" 
JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_mobilesoft_sms_mobilesoftinfo_SendSMS_SmsInit(JNIEnv * env, jclass jobject) 
{ 
    return SmsInit(); 
}

JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_mobilesoft_sms_mobilesoftinfo_SendSMS_SmsSend(JNIEnv * env, jclass jobject, jbyteArray mobileno, jbyteArray smscontent) 
{ 
    char * pSmscontent ; 
    //jsize theArrayLengthJ = (*env)->GetArrayLength(env,mobileno); 
    jbyte * arrayBody = (*env)->GetByteArrayElements(env,mobileno,0); 
    char * pMobileNo = (char *)arrayBody; 
    printf("[%s]\n ", pMobileNo); 
    //jsize size = (*env)->GetArrayLength(env,smscontent); 
    arrayBody = (*env)->GetByteArrayElements(env,smscontent,0); 
    pSmscontent = (char *)arrayBody; 
    printf("<%s>\n", pSmscontent); 
    return SmsSend(pMobileNo,pSmscontent);  
}

對於C或C++，在程式上是會有稍微的不同，這可以由讀者對其進行適當的修改。這裡要注意的是GetArrayLength，GetByteArrayElements等這些JNI中已經包含的方法，這些方法是專門對轉換參數類型而提供的。具體的方法有很多，在下一篇中會做專門的介紹。
在完成了上述的檔案後，可以對sms.c進行編譯，產生.dll檔案（建議在release中編譯，這樣動態連結程式庫的容積會比較小！）
完成.dll檔案的編譯後，就可以在Java中調用C程式中的方法了。例如檔案test.java

public class test { 
  public test() { 
  } 
  public static void main(String[] args) { 
    byte[] mobileno = { 
        0x31, 0x33, 0x36, 0x36, 0x31, 0x36, 0x33, 0x30, 0x36, 0x36, 0x37, 0x00}; 
    String smscontentemp = "早上好"; 
    byte[] temp = {0}; 
   try { 
      byte[] smscontentdb = smscontentemp.getBytes("gbk"); 
      byte[] smscontent = new byte[smscontentdb.length + temp.length]; 
      System.arraycopy(smscontentdb, 0, smscontent, 0, smscontentdb.length); 
      System.arraycopy(temp, 0, smscontent, smscontentdb.length, temp.length); 
      SendSMS sendSMS = new SendSMS(); 
      sendSMS.SmsInit(); 
      if (sendSMS.SmsSend(mobileno, smscontent) >= 0) { 
        System.out.println("chenggong !"); 
      } 
      else { 
        System.out.println("shibai !"); 
      } 
    }catch (Exception ex) {} 
  } 
}

在這個檔案中要注意的有一點，就是在傳遞位元組數組到C程式中時，最後的結尾一定要以0結束。這是一個偷懶的做法，不過是個有效做法。因為大多數情況下，介面是由第三方提供的。所以我們一般是不知道在C的方法裡，具體是怎麼處理參數的。而C又是要求數組是有長度。所以，在Java中，如果你不想寫程式傳數組的長度，那麼在數組中以0結尾就是最方便的方法了。當然，如果有更好的方法也希望大家提出。
到這裡，一個完整的Java通過JNI調用動態連結程式庫的程式就完成了。實際上也不是很複雜。只要多注意一下細節，是很容易得出來的。