Java進階:JNI提示點滴

文章來源：csdn 作者：normalnotebook

　摘要

　　 本文為在 32 位 Windows 平台上實現 Java 本地方法提供了實用的樣本、步驟和準則。本文中的樣本使用 Sun Microsystems 公司建立的 Java Development Kit (JDK) 版本 1.4.1。用 C 語言編寫的本地代碼是用 Microsoft Visual C++ 編譯器編譯產生。

　　簡介

　　近日，由於項目需要，要在WEB頁面實現映像轉換功能，而VC在映像轉換方面有著得天獨厚的優勢。我們首先用VC封裝出映像轉換的DLL，然後用JAVA的本地化方法JNI調用用於映像轉換的DLL，最後用JavaBean調用JNI產生的DLL。

　　通過近幾天在網上找資料和自己的摸索，收穫很多，現總結如下，讓以後做這方面的人少走彎路。

　　一. JAVA部分

　　1. 無包的情況：

　　執行個體一：

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

　　說明：

　　1)在JAVA程式中，首先需要在類中聲明所調用的庫名稱System.loadLibrary( String libname );，在庫的搜尋路徑中定位這個庫。定位庫的具體操作依賴於作業系統。在windows下，首先從目前的目錄尋找，然後再搜尋”PATH”環境變數列出的目錄。如果找不到該庫，則會拋出UnsatisfiedLinkError。

　　2)這裡載入的是JNI產生的DLL，而不是其他產生的DLL的名稱。 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。

　3) 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。 實現放在C中實現，稍後將做說明。

　　4)如果加了static，表明是靜態方法。如果不加，表明是一般的方法。加與不加，產生的標頭檔中有一個參數不同。稍後將做說明。

　　現在開始編譯它:

　　用javac MyNative.h編譯它，產生對應的class檔案。

　　用javah MyNative ，就會產生對應的MyNative.h標頭檔。剩下的是就開始交給VC來完成了（我們用VC來實現對應的C實現部分）。

　　2. 有包的情況：

　　執行個體二：

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時有所不同。對於有包的情況一定要注意這一點，開始時我的程式始終運行都不成功，問題就出在這裡。

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

　　上面一句就不用解釋了。對下面的一句解釋一下：本類的前面均是包名。這樣產生的標頭檔就是：com.myNative.MyNative.h。 開始時，在這種情況下我用javah MyNative產生的標頭檔始終是MyNative.h。在網上查資料時，看見別人的標頭檔名砸那長，我的那短。但不知道為什麼，現在大家和我一樣知道為什麼了吧。：）。有時還需要帶上路徑。具體查看javah的文法。

　二．C實現部分

　　剛才用javah MyNative產生的MyNative.h標頭檔內容如下：

/* 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

　接下來,就是如何?它了。其實，用JNI作出的東西也是DLL，被JAVA所調用。

　　在具體實現的時候，我們只關心兩個函數原型：

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

　　現在讓我們開始激動人心的第一步吧 : ) 。在project裡面選擇win32 Dynamic-link Library，然後點擊下一步，其餘的取預設。如果不取預設的，將會有dllmain()函數。取空DLL工程的話，將無這個函數。我在這裡取的是空。

　　然後選擇new->File->C++ Source File，產生一個空*.cpp檔案。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檔案中去。然後把標頭檔包含進來。

　　產生的MyNative.cpp內容如下：

#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檔案夾中(和它下面的win32檔案夾下的標頭檔)的幾個標頭檔拷貝到VC的include檔案夾中。或者在VC的tools\options\directories中設定，把標頭檔給包含進來。

　對程式的一點解釋：

　　1)前文不是說過，加了static和不加只是一個參數的區別嗎。就是jclass的不同，不加static這裡就是jobject。也就是JNIEXPORT void JNICALL Java_MyNative_HelloWord(JNIEnv *env, jobject obj)。

　　2)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，就當做String使用(具體對應見表一)。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（參見有包的情況）。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。

　　3)NewStringUTF()是JNI函數，從一個包含UTF格式編碼字元的char類型數組中建立一個新的jstring對象。

　　4) 以上程式片斷jstr=env->NewStringUTF(str);是C++中的寫法，不必使用env指標。因為JNIEnv函數的C++版本包含有直接插入成員函數，他們負責尋找函數指標。而對於C的寫法，應改為：jstr=(*env)->NewStringUTF(env,str);因為所有JNI函數的調用都使用env指標，它是任意一個本地方法的第一個參數。env指標是指向一個函數指標表的指標。因此在每個JNI函數訪問前加首碼(*env)->，以確保間接引用函數指標。

　　在C和Java程式設計語言之間傳送值時，需要理解這些實值型別在這兩種語言間的對應關係。這些都在標頭檔jni.h中，用typedef語句聲明了這些類在目標平台上的代價類。標頭檔也定義了常量如：JNI_FALSE=0 和JNI_TRUE=1;表一說明了Java類型和C類型之間的對應關係。

　　表一 Java類型和C類型　

Java程式設計語言	C程式設計語言	位元組
boolean	jboolean	1
byte	jbyte	1
char	jchar	2
short	jshort	2
int	jint	4
long	jlong	8
float	jfloat	4
double	jdouble	8

　　 現在開始對所寫的程式進行編譯。選擇build->rebuild all對所寫的程式進行編譯。點擊build->build MyNative.DLL產生DLL檔案。

　　
也可以用命令列cl來編譯。具體參看其他書籍。

　　再次強調（曾經為這個東西大傷腦筋）：DLL放置地方

　　1) 目前的目錄。

　　2) 放在path所指的路徑中

　　3) 自己在path環境變數中設定一個路徑，要注意所指引的路徑應該到.dll檔案的上一級，如果指到.dll，則會報錯。

　下面就開始測試我們的所寫的DLL吧（假設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同一個路徑下。現在開始編譯運行mytest，是不是在DOS視窗上輸出：

Hello word! 　　Hello,world!

　　以上是我們通過JNI方法調用的一個簡單C程式。但在實際情況中要比這複雜的多。特別是在通過JNI調用其他DLL時，還有很多的地方需要注意。

　　現在開始來討論包含包的情況，步驟與上面的相同，只是有一點點不同。我們來看其中的一個函數。

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

　　我們來觀察函數名稱。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。現在這句話應該理解了吧。

　　我們也寫一個程式來測試包含包的情況。程式略。

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

　　是不是在DOS視窗上也顯示同樣的內容：）。

　　這次，就到這裡吧，下一講將講述JNI調用其他DLL時應該注意的地方，同時會給出一個具體的例子。也將會給出一個UNICODE編碼和ASCII編碼之間互相轉換的通用函數。如果有什麼疑問可以與我交流：normalnotebook@126.com