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                JNI是Java Native Interface的縮寫。從Java 1.1開始,Java Native Interface (JNI)標(biāo)準(zhǔn)成為java平臺的一部分,它允許Java代碼和其他語言寫的代碼進(jìn)行交互。JNI一開始是為了本地已編譯語言,尤其是C和C++而設(shè)計的,但是它并不妨礙你使用其他語言,只要調(diào)用約定受支持就可以了。

                使用java與本地已編譯的代碼交互,通常會喪失平臺可移植性。但是,有些情況下這樣做是可以接受的,甚至是必須的,比如,使用一些舊的庫,與硬件、操作系統(tǒng)進(jìn)行交互,或者為了提高程序的性能。JNI標(biāo)準(zhǔn)至少保證本地代碼能工作在任何Java 虛擬機(jī)實現(xiàn)下。


          一、JNI(Java Native Interface)的設(shè)計目的

                ·The standard Java class library may not support the platform-dependent features needed by your application.
                ·You may already have a library or application written in another programming language and you wish to make it accessible to Java applications
                ·You may want to implement a small portion of time-critical code in a lower-level programming language, such as assembly, and then have your Java application call these functions


          二、JNI(Java Native Interface)的書寫步驟

                ·編寫帶有native聲明的方法的java類
                ·使用javac命令編譯所編寫的java類
                ·使用javah ?jni java類名生成擴(kuò)展名為h的頭文件
                ·使用C/C++實現(xiàn)本地方法
                ·將C/C++編寫的文件生成動態(tài)連接庫

                ·ok
          1) 編寫java程序:
          這里以HelloWorld為例。
          代碼1:

          class HelloWorld {
          public native void displayHelloWorld();

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

          public static void main(String[] args) {
          new HelloWorld().displayHelloWorld();
          }
          }

          聲明native方法:如果你想將一個方法做為一個本地方法的話,那么你就必須聲明改方法為native的,并且不能實現(xiàn)。其中方法的參數(shù)和返回值在后面講述。
          Load動態(tài)庫:System.loadLibrary("hello");加載動態(tài)庫(我們可以這樣理解:我們的方法displayHelloWorld()沒有實現(xiàn),但是我們在下面就直接使用了,所以必須在使用之前對它進(jìn)行初始化)這里一般是以static塊進(jìn)行加載的。同時需要注意的是System.loadLibrary();的參數(shù)“hello”是動態(tài)庫的名字。
          main()方法
          2) 編譯沒有什么好說的了
          javac HelloWorld.java
          3) 生成擴(kuò)展名為h的頭文件
          javah ?jni HelloWorld
          頭文件的內(nèi)容:

          /**//* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
          #include 
          /**//* Header for class HelloWorld */

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

          #ifdef __cplusplus
          }
          #endif
          #endif


          (這里我們可以這樣理解:這個h文件相當(dāng)于我們在java里面的接口,這里聲明了一個Java_HelloWorld_displayHelloWorld (JNIEnv *, jobject);方法,然后在我們的本地方法里面實現(xiàn)這個方法,也就是說我們在編寫C/C++程序的時候所使用的方法名必須和這里的一致)。
          4) 編寫本地方法
          實現(xiàn)和由javah命令生成的頭文件里面聲明的方法名相同的方法。
          代碼2:

           #include 
           #include "HelloWorld.h"
           #include 

           JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloWorld_displayHelloWorld(JNIEnv *env, jobject obj) 
          {
          printf("Hello world!\n");
          return;
          }
          注意代碼2中的第1行,需要將jni.h(該文件可以在%JAVA_HOME%/include文件夾下面找到)文件引入,因為在程序中的JNIEnv、jobject等類型都是在該頭文件中定義的;另外在第2行需要將HelloWorld.h頭文件引入(我是這么理解的:相當(dāng)于我們在編寫java程序的時候,實現(xiàn)一個接口的話需要聲明才可以,這里就是將HelloWorld.h頭文件里面聲明的方法加以實現(xiàn)。當(dāng)然不一定是這樣)。然后保存為HelloWorldImpl.c就ok了。
          5) 生成動態(tài)庫
          這里以在Windows中為例,需要生成dll文件。在保存HelloWorldImpl.c文件夾下面,使用VC的編譯器cl成。
          cl -I%java_home%\include -I%java_home%\include\win32 -LD HelloWorldImp.c -Fehello.dll
          注意:生成的dll文件名在選項-Fe后面配置,這里是hello,因為在HelloWorld.java文件中我們loadLibary的時候使用的名字是hello。當(dāng)然這里修改之后那里也需要修改。另外需要將-I%java_home%\include -I%java_home%\include\win32參數(shù)加上,因為在第四步里面編寫本地方法的時候引入了jni.h文件。
          6) 運(yùn)行程序
          java HelloWorld就ok。^_^


          三、JNI(Java Native Interface)的簡要使用例子
              
                  下面是一個簡單的例子實現(xiàn)打印一句話的功能,但是用的c的printf最終實現(xiàn)。一般提供給java的jni接口包括一個so文件(封裝了c函數(shù)的實現(xiàn))和一個java文件(需要調(diào)用path的類)。

                1. JNI的目的是使java方法中能夠調(diào)用c實現(xiàn)的一些函數(shù),比如以下的java類,就需要調(diào)用一個本地函數(shù)testjni(一般聲明為private native類型),首先需要創(chuàng)建文件weiqiong.java,內(nèi)容如下:

          class weiqiong
          {
          static
          {
          System.loadLibrary("testjni");//載入靜態(tài)庫,test函數(shù)在其中實現(xiàn)
          }
          private native void testjni(); //聲明本地調(diào)用
          public void test()
          {
          testjni();
          }
          public static void main(String args[])
          {
          weiqiong haha = new weiqiong();
          haha.test();
          }
          }

                2.然后執(zhí)行javac weiqiong.java,如果沒有報錯,會生成一個weiqiong.class。

                3.然后執(zhí)行javah weiqiong,會生成一個文件weiqiong.h文件,其中有一個函數(shù)的聲明如下:

          JNIEXPORT void JNICALL Java_weiqiong_testjni
          (JNIEnv *, jobject);

                4.創(chuàng)建文件testjni.c將上面那個函數(shù)實現(xiàn),內(nèi)容如下:

          libtestjni.so:testjni.o makefile
          gcc -Wall -rdynamic -shared -o libtestjni.so testjni.o
          testjni.o:testjni.c weiqiong.h
          gcc -Wall -c testjni.c -I./ -I/usr/java/j2sdk1.4.0/include -I/usr/java/j2sdk1.4.0/include/linux
          cl:
          rm -rf *.o *.so
          注意:gcc前面是tab空,j2sdk的目錄根據(jù)自己裝的j2sdk的具體版本來寫,生成的so文件的名字必須是loadLibrary的參數(shù)名前加“lib”。

                6.export LD_LIBRARY_PATH=.,由此設(shè)置library路徑為當(dāng)前目錄,這樣java文件才能找到so文件。一般的做法是將so文件copy到本機(jī)的LD_LIBRARY_PATH目錄下。

                7.執(zhí)行java weiqiong,打印出結(jié)果:“haha---------go into c!!!”

          四.JNI(Java Native Interface)調(diào)用中考慮的問題

                在首次使用JNI的時候有些疑問,后來在使用中一一解決,下面就是這些問題的備忘:

                1。 java和c是如何互通的?
                其實不能互通的原因主要是數(shù)據(jù)類型的問題,jni解決了這個問題,例如那個c文件中的jstring數(shù)據(jù)類型就是java傳入的String對象,經(jīng)過jni函數(shù)的轉(zhuǎn)化就能成為c的char*。
                對應(yīng)數(shù)據(jù)類型關(guān)系如下表:
          Java 類型 本地c類型 說明
          boolean jboolean 無符號,8 位
          byte jbyte 無符號,8 位
          char jchar 無符號,16 位
          short jshort 有符號,16 位
          int jint 有符號,32 位
          long jlong 有符號,64 位
          float jfloat 32 位
          double jdouble 64 位
          void void N/A

                JNI 還包含了很多對應(yīng)于不同 Java 對象的引用類型如下圖:


                2. 如何將java傳入的String參數(shù)轉(zhuǎn)換為c的char*,然后使用?
          java傳入的String參數(shù),在c文件中被jni轉(zhuǎn)換為jstring的數(shù)據(jù)類型,在c文件中聲明char* test,然后test = (char*)(*env)->GetStringUTFChars(env, jstring, NULL);注意:test使用完后,通知虛擬機(jī)平臺相關(guān)代碼無需再訪問:(*env)->ReleaseStringUTFChars(env, jstring, test);

                3. 將c中獲取的一個char*的buffer傳遞給java?
          這個char*如果是一般的字符串的話,作為string傳回去就可以了。如果是含有’\0’的buffer,最好作為bytearray傳出,因為可以制定copy的length,如果copy到string,可能到’\0’就截斷了。
                有兩種方式傳遞得到的數(shù)據(jù):
                一種是在jni中直接new一個byte數(shù)組,然后調(diào)用函數(shù)(*env)->SetByteArrayRegion(env, bytearray, 0, len, buffer);將buffer的值copy到bytearray中,函數(shù)直接return bytearray就可以了。
                一種是return錯誤號,數(shù)據(jù)作為參數(shù)傳出,但是java的基本數(shù)據(jù)類型是傳值,對象是傳遞的引用,所以將這個需要傳出的byte數(shù)組用某個類包一下,如下:

          class RetObj
          {
          public byte[] bytearray;
          }
          這個對象作為函數(shù)的參數(shù)retobj傳出,通過如下函數(shù)將retobj中的byte數(shù)組賦值便于傳出。代碼如下:
          jclass cls;
          jfieldID fid;
          jbyteArray bytearray;
          bytearray = (*env)->NewByteArray(env,len);
          (*env)->SetByteArrayRegion(env, bytearray, 0, len, buffer);
          cls = (*env)->GetObjectClass(env, retobj);
          fid = (*env)->GetFieldID(env, cls, "retbytes", "[B"]);
          (*env)->SetObjectField(env, retobj, fid, bytearray);

                4. 不知道占用多少空間的buffer,如何傳遞出去呢?
                在jni的c文件中new出空間,傳遞出去。java的數(shù)據(jù)不初始化,指向傳遞出去的空間即可。

          五.JNI中對JAVA傳入數(shù)據(jù)的處理

                1. 如果傳入的是bytearray的話,作如下處理得到buffer:
          char *tmpdata = (char*)(*env)->GetByteArrayElements(env, bytearray, NULL);
          (*env)->ReleaseByteArrayElements(env, bytearray, tmpdata, 0);

          (來源:crybaby2005.bokee.com;miniufo.bokee.com)



          地震讓大伙知道:居安思危,才是生存之道。
          posted on 2007-04-13 21:40 小尋 閱讀(257) 評論(0)  編輯  收藏 所屬分類: j2se/j2ee/j2me 、c/c++/C#/pasic/vb/php/asp(.net)/win-cgi/xml...
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