JNI之C初探

时间：2023-03-09 08:00:02
JNI之C初探

JNI是Java Native Interface的缩写，从Java1.1开始，JNI标准成为java平台的一部分，它允许Java代码和其他语言写的代码进行交互。JNI一开始是为了本地已编译语言，尤其是C和C++而设计的，但是它并不妨碍你使用其他语言，只要调用约定受支持就可以了。

目前java与dll交互的技术主要有3种：jni，jawin和jacob。Jni（Java Native Interface）是sun提供的java与系统中的原生方法交互的技术（在windows\linux系统中，实现java与native method互调）。目前只能由c/c++实现。后两个都是sourceforge上的开源项目，同时也都是基于jni技术的windows系统上的一个应用库。Jacob（Java-Com Bridge）提供了java程序调用microsoft的com对象中的方法的能力。而除了com对象外，jawin（Java/Win32 integration project）还可以win32-dll动态链接库中的方法。就功能而言：jni >> jawin>jacob，就易用性而言，正好相反：jacob>jawin>>jni。

Jni程序开发的一般操作步骤如下：

  1. 编写java类声明native方法；
  2. 用javah生成c/c++原生函数的头文件；
  3. 编写c/c++代码实现原生函数并编译成库(windows是dll,linux是so)；
  4. 通过System.loadLibrary()或System.load()加载生成的库，或则给虚拟机传参(java.library.path)指定库的路径；
  5. java调用native方法进行业务处理；

下面我们按部就班地进行操作(windows下)，编写java类声明native方法

项目结构如下如下：

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App.java代码如下：

package net.oseye.JniDemo;

public class App

{

    public static void main( String[] args )

    {

    	//调用native方法

    	new Hello().sayHello();

    }

}

class Hello{

	static{

		System.loadLibrary("libhello");

	}

	/*

	 * 声明native方法

	 */

	public native void sayHello();

}

编译后会生成App.class和Hello.class。

用javah生成c/c++原生函数的头文件

使用命令

D:\workspace4jee\JniDemo\target\classes>javah -jni net.oseye.JniDemo.Hello

生成c/c++头文件 net_oseye_JniDemo_Hello.h：

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net_oseye_JniDemo_Hello.h代码：

/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */

#include <jni.h>

/* Header for class net_oseye_JniDemo_Hello */

#ifndef _Included_net_oseye_JniDemo_Hello

#define _Included_net_oseye_JniDemo_Hello

#ifdef __cplusplus

extern "C" {

#endif

/*

 * Class:     net_oseye_JniDemo_Hello

 * Method:    sayHello

 * Signature: ()V

 */

JNIEXPORT void JNICALL Java_net_oseye_JniDemo_Hello_sayHello

  (JNIEnv *, jobject);

#ifdef __cplusplus

}

#endif

#endif

使用c/c++实现native方法

在与net_oseye_JniDemo_Hello.h的目录下建立hello.cpp，代码：

#include <stdio.h>

#include "net_oseye_JniDemo_Hello.h"

JNIEXPORT void JNICALL Java_net_oseye_JniDemo_Hello_sayHello

  (JNIEnv *, jobject)

{

	printf("Hello, world\n");

}

使用gcc编译成dll，命令：

D:\workspace4jee\JniDemo\target\classes>gcc -shared -Wl,--kill-at -I "d:\Program Files\Java\jdk1.7.0_05\include" hello.cpp -o libhello.dll

此时我的D:\workspace4jee\JniDemo\target\classes路径结构如下：

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执行Java程序

D:\workspace4jee\JniDemo\target\classes>java -Djava.library.path=. net.oseye.JniDemo.App

输出

Hello, world

以备不时之需的PS:

  1. linux下有非常好用的c/c++编译器gcc，windows下也有移植，貌似大家比较喜欢MinGW，但需要在线安装，因此需要访问公网权限。我使用了TDM-GCC，它可离线安装，它结合了 GCC 工具集中最新的稳定发行版本，包括了*并开源的 MinGW 或 MinGW-w64 的运行时 APIs，以此创建一个 LIBRE 来替代微软的编译器及其平台 SDK。GCC简单使用教程可查看百度文库。
  2. JNI基本类型
    Java类型
    本地类型
    描述
    boolean
    jboolean
    C/C++8位整型
    byte
    jbyte
    C/C++带符号的8位整型
    char
    jchar
    C/C++无符号的16位整型
    short
    jshort
    C/C++带符号的16位整型
    int
    jint
    C/C++带符号的32位整型
    long
    jlong
    C/C++带符号的64位整型
    float
    jfloat
    C/C++32位浮点型
    double
    jdouble
    C/C++64位浮点型
    Object
    jobject
    任何Java对象，或者没有对应java类型的对象
    Class
    jclass
    Class对象
    String
    jstring
    字符串对象
    Object[]
    jobjectArray
    任何对象的数组
    boolean[]
    jbooleanArray
    布尔型数组
    byte[]
    jbyteArray
    比特型数组
    char[]
    jcharArray
    字符型数组
    short[]
    jshortArray
    短整型数组
    int[]
    jintArray
    整型数组
    long[]
    jlongArray
    长整型数组
    float[]
    jfloatArray
    浮点型数组
    double[]
    jdoubleArray
    双浮点型数组
  3. error: parameter name omitted
    如果你用c实现javah生成的头文件，可能会遇到这个这个问题，这是由于C与C++的细微区别造成的：
    • 在函数声明中：无论是C还是在C++，都可以省略形式参数名。但是，通常都不建议省略形式参数名.
    • 在函数实现中：
      1. 当需要使用形式参数的时候，显然，必须给形式参数命名。
      2. 当不需要使用形式参数的时候，C与C++有微小差异：
        C不能省略形式参数名， 即使不使用。
        C++可以省略形式参数名，如果不使用。并且在C++中，如果给不使用的形式参数命名，可能会得到一个警告。

    由于使用javah生成的头文件是省略形参的，如果你直接拷贝函数定义到实现中，而源文件保存成c而非cpp，就会出现这个错。

  4. java.lang.Unsatisfie.lang.UnsatisfiedLinkError  no XXXXX in java.library.path
    报这个异常主要是找不到你的库(dll或so)文件，你可以使用-Djava.library.path指定库文件地址，或者你通过System.getProperty("java.library.path")获取默认java.library.path地址，把库文件拷贝到里面去。
  5. java.lang.UnsatisfiedLinkError: XXXclass.XXXmethod()
    这个错误是 在这个dll里找不到方法的声明，网上说是@符号的问题 ，主要有三种解决方法：
    1. 第1种方法： 
      gcc -Wl,--kill-at -shared -o jnihello.dll Native.c

      这种方法生成不带@的函数声明

    2. 第2种方法： 
      gcc -Wl,--add-stdcall-alias -shared -o jnihello22.dll Native.c

      这种方法会生成2个函数声明，一个是带@的 一个是不带@的。

    3. 第3种方法： 在你的本地方法的头文件中中的函数前面加上下划线，比如以前是  
      JNIEXPORT void JNICALL Java_net_oseye_JniDemo_Hello_sayHello(JNIEnv *, jobject);

      现在改成

      JNIEXPORT void JNICALL _Java_net_oseye_JniDemo_Hello_sayHello(JNIEnv *, jobject);

      同时你的实现的cpp文件或者c文件里的函数头也要一致 前面有下划线。

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