Java进阶:JNI使用技巧点滴

文章来源：csdn 作者：normalnotebook

　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、步骤和准则。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摸索，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 );，在库的搜寻路径中定位这个库。定位库的具体操作依赖于操作系统。在windows下，首先从当前目录查找，然后再搜寻”PATH”环境变量列出的目录。如果找不到该库，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，究竟是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，而不需要具体实现。 实现放在C中实现，稍后将做说明。

　　4)如果加了static，表明是静态方法。如果不加，表明是一般的方法。加与不加，生成的头文件中有一个参数不同。稍后将做说明。

　　现在开始编译它:

　　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。剩下的是就开始交给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，开始时我的程序始终运行都不成功，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。 开始时，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，看见别人的头文件名砸那长，我的那短。但不知道为什么，现在大家和我一样知道为什么了吧。：）。有时还需要带上路径。具体查看javah的语法。

　二．C实现部分

　　刚才用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。

　　在具体实现的时候，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);

　　现在让我们开始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。如果不取默认的，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沟通的一种类型，我们可以视而不见，就当做String使用(具体对应见表一)。函数的名称是JAVA_再加上java程序的package路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，不必使用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。因此在每个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标平台上的代价类。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

　　 现在开始对所写的程序进行编译。选择build->rebuild all对所写的程序进行编译。点击build->build MyNative.DLL生成DLL文件。
　　 也可以用命令行cl来编译。具体参看其他书籍。

　　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所指的路径中

　　3) 自己在path环境变量中设置一个路径，要注意所指引的路径应该到.dll文件的上一级，如果指到.dll，则会报错。

　下面就开始测试我们的所写的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同一个路径下。现在开始编译运行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。

　　现在开始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路径再加函数名组成的。现在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，同时会给出一个具体的例子。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。如果有什么疑问可以与我交流：normalnotebook@126.com