Java进阶:JNI使用技巧点滴

 更新时间:2006年12月23日 00:00:00   作者:  
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

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