linux下jni編程指南之——HelloWorld

    該樣本源於jni官方編程指南——《The Java NativeInterface Programmer’s Guide and Specification》。

    本文通過一個簡單的例子來示範如何使用JNI。我們寫一個JAVA程式，並用它調用一個C函數來列印“Hello World!”。

    這個過程包含下面幾步：

1、 建立一個類（HelloWorld.java）聲明本地方法。

2、 使用javac編譯源檔案HollowWorld.java，產生HelloWorld.class。使用javah –jni來產生C標頭檔（HelloWorld.h），這個標頭檔裡麵包含了本地方法的函數原型。

3、 用C/C++代碼寫函數原型的實現。

4、 把C/C++函數實現編譯成一個本地庫，產生libHelloWorld.so。

5、 使用java命令運行HelloWorld程式，類檔案HelloWorld.class和本地庫(libHelloWorld.so)在運行時被載入。

     這個流程如所示：

  

現在我們按上述步驟一步步的實現：

一、建立HelloWorld.java

class HelloWorld
{
private native void print();
public static void main(String[] args)
    {
new HelloWorld().print();
    }

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

二、產生HelloWorld.class、HelloWorld.h

    1. 編譯HelloWorld.java產生HelloWorld.class

    CD到HelloWorld.java所在的目錄，在命令列中運行如下命令：

javac HelloWorld.java

在當前檔案夾編譯產生HelloWorld.class。

    2.產生HelloWorld.h

    在命令列中運行：

javah -jni HelloWorld

可能會提示如下錯誤：

error: cannot access HelloWorld

file HelloWorld.class not found

javadoc: error - Class HelloWorld not found.

錯誤的原因的是java的classpath沒有包含當前路勁,解決辦法有兩種：

用下面的命令列代替

javah -classpath $PWD -jni HelloWorld

或者：

export CLASSPATH=$CLASSPATH:$PWD; javah -jni HelloWorld

這樣就在能在目前的目錄下產生了HelloWorld.h，內容如下：

/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
#include <jni.h>
/* Header for class HelloWorld */

#ifndef _Included_HelloWorld
#define _Included_HelloWorld
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
 * Class:     HelloWorld
 * Method:    print
 * Signature: ()V
 */
JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloWorld_print
  (JNIEnv *, jobject);

#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

該檔案中包含了一個函數Java_HelloWorld_print的聲明。這裡麵包含兩個參數，非常重要，後面講實現的時候會講到。

三、用C/C++代碼寫函數原型的實現

    在目前的目錄下建立HelloWorld.cpp， 內容如下：

#include <jni.h>
#include <stdio.h>
#include "HelloWorld.h"

JNIEXPORT void JNICALL 

    Java_HelloWorld_print(JNIEnv *env, jobject obj)
{
    printf("Hello World!\n");
}

     注意必須要包含jni.h標頭檔，該檔案中定義了JNI用到的各種類型，宏定義等。jni標頭檔存在於你jdk的安裝路勁下，比如我的jdk安裝在 /usr/lib/jvm/java-1.5.0-sun 目錄下， 那麼jni.h就存在於/usr/lib/jvm/java-1.5.0-sun/include目錄下，這個路徑待會會用到。

    另外需要注意Java_HelloWorld_print的兩個參數，本例比較簡單，不需要用到這兩個參數。但是這兩個參數在JNI中非常重要。env代表java虛擬機器環境，Java傳過來的參數和c有很大的不同，需要調用JVM提供的介面來轉換成C/C++類型的，就是通過調用env方法來完成轉換的。obj代表調用的對象，相當於c++的this。當 c/C++ 函數需要改變調用對象成員變數時，可以通過操作這個對象來完成。

四、 把C/C++函數實現編譯成一個本地庫，產生libHelloWorld.so

    在終端執行如下命令產生libHelloWorld.so：

g++ -I/usr/lib/jvm/java-1.5.0-sun/include/linux/ -I/usr/lib/jvm/java-1.5.0-sun/include/ -fPIC -shared -o libHelloWorld.so HelloWorld.cpp

    在目前的目錄產生libHelloWorld.so。注意一定需要包含Java的include目錄（請根據自己系統內容設定），因為Helloworld.c中包含了jni.h。

另外一個值得注意的是在HelloWorld.java中我們LoadLibrary方法載入的是“HelloWorld”，可我們產生的Library卻是libHelloWorld。這是Linux的連結規定的，一個庫的必須要是：lib+庫名+.so。連結的時候只需要提供庫名就可以了

五、 使用java命令運行HelloWorld程式

    在終端中輸入運行HelloWorld程式：

java HelloWorld

能會出現如下錯誤：

Exception in thread "main" java.lang.NoClassDefFoundError: HelloWorld

出現這個錯誤也是因為CLASSPATH環境變數沒有包含目前的目錄,解決方案與上面提到的一樣：

java -classpath $PWD HelloWorld

或者：

export CLASSPATH=$CLASSPATH:$PWD; java HelloWorld

緊接著可能也會出現下面的一個錯誤：

Exception in thread "main" java.lang.UnsatisfiedLinkError: no HelloWorld in java.library.path

    at java.lang.ClassLoader.loadLibrary(ClassLoader.java:1682)

    at java.lang.Runtime.loadLibrary0(Runtime.java:822)

    at java.lang.System.loadLibrary(System.java:993)

    at HelloWorld.<clinit>(HelloWorld.java:11)

這個錯誤的原因是LD_LIBRARY_PATH環境變數沒有包含目前的目錄，HelloWorld程式無法找到libHelloWorld.so這個庫，解決辦法如下：

export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:$PWD; export CLASSPATH=$CLASSPATH:$PWD; java HelloWorld

這樣就能看到我們想要的結果了：

Hello World!

其實，在產生HelloWorld.h之前，我們就可以先修改好 LD_LIBRARY_PATH、CLASSPATH 這兩個環境變數：

export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:$PWD; export CLASSPATH=$CLASSPATH:$PWD

這樣產生HelloWorld.h 就只需命令： javah –jni HelloWorld； 運行HelloWorld只需命令： java HelloWorld 了。

在這裡給出一個jni學習資料的下載連結：

http://download.csdn.net/source/3277862