Java進階:JNI使用技巧點滴
摘要
本文為在 32 位 Windows 平臺上實現(xiàn) Java 本地方法提供了實用的示例、步驟和準則。本文中的示例使用 Sun Microsystems 公司創(chuàng)建的 Java Development Kit (JDK) 版本 1.4.1。用 C 語言編寫的本地代碼是用 Microsoft Visual C++ 編譯器編譯生成。
簡介
近日,由于項目需要,要在WEB頁面實現(xiàn)圖像轉(zhuǎn)換功能,而VC在圖像轉(zhuǎn)換方面有著得天獨厚的優(yōu)勢。我們首先用VC封裝出圖像轉(zhuǎn)換的DLL,然后用JAVA的本地化方法JNI調(diào)用用于圖像轉(zhuǎn)換的DLL,最后用JavaBean調(diào)用JNI生成的DLL。
通過近幾天在網(wǎng)上找資料和自己的摸索,收獲很多,現(xiàn)總結(jié)如下,讓以后做這方面的人少走彎路。
一. JAVA部分
1. 無包的情況:
實例一:
public class MyNative { static { System.loadLibrary( "MyNative" ); } public native static void HelloWord(); public native static String cToJava(); } |
說明:
1)在JAVA程序中,首先需要在類中聲明所調(diào)用的庫名稱System.loadLibrary( String libname );,在庫的搜尋路徑中定位這個庫。定位庫的具體操作依賴于操作系統(tǒng)。在windows下,首先從當前目錄查找,然后再搜尋”PATH”環(huán)境變量列出的目錄。如果找不到該庫,則會拋出UnsatisfiedLinkError。
2)這里加載的是JNI生成的DLL,而不是其他生成的DLL的名稱。 在這里,庫的擴展名字可以不用寫出來,究竟是DLL還是SO,由系統(tǒng)自己判斷。
3) 還需要對將要調(diào)用的方法做本地聲明,關(guān)鍵字為native。并且只需要聲明,而不需要具體實現(xiàn)。 實現(xiàn)放在C中實現(xiàn),稍后將做說明。
4)如果加了static,表明是靜態(tài)方法。如果不加,表明是一般的方法。加與不加,生成的頭文件中有一個參數(shù)不同。稍后將做說明。
現(xiàn)在開始編譯它:
用javac MyNative.h編譯它,生成對應(yīng)的class文件。
用javah MyNative ,就會生成對應(yīng)的MyNative.h頭文件。剩下的是就開始交給VC來完成了(我們用VC來實現(xiàn)對應(yīng)的C實現(xiàn)部分)。
2. 有包的情況:
實例二:
package com..myNative; public class MyNative { static { System.loadLibrary( "MyNative" ); } public native static void HelloWord(); public native static String cToJava(); } |
其他與上面相同,就是在用javac和javah時有所不同。對于有包的情況一定要注意這一點,開始時我的程序始終運行都不成功,問題就出在這里。
javac ./com/myNative/MyNative.java javah com.myNative.MyNative |
上面一句就不用解釋了。對下面的一句解釋一下:本類的前面均是包名。這樣生成的頭文件就是:com.myNative.MyNative.h。 開始時,在這種情況下我用javah MyNative生成的頭文件始終是MyNative.h。在網(wǎng)上查資料時,看見別人的頭文件名砸那長,我的那短。但不知道為什么,現(xiàn)在大家和我一樣知道為什么了吧。:)。有時還需要帶上路徑。具體查看javah的語法。
二.C實現(xiàn)部分
剛才用javah MyNative生成的MyNative.h頭文件內(nèi)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 |
接下來,就是如何實現(xiàn)它了。其實,用JNI作出的東西也是DLL,被JAVA所調(diào)用。
在具體實現(xiàn)的時候,我們只關(guān)心兩個函數(shù)原型:
JNIEXPORT void JNICALL Java_MyNative_HelloWord(JNIEnv *, jclass);和JNIEXPORT jstring JNICALL Java_MyNative_cToJava(JNIEnv *, jclass); |
現(xiàn)在讓我們開始激動人心的第一步吧 : ) 。在project里面選擇win32 Dynamic-link Library,然后點擊下一步,其余的取默認。如果不取默認的,將會有dllmain()函數(shù)。取空DLL工程的話,將無這個函數(shù)。我在這里取的是空。
然后選擇new->File->C++ Source File,生成一個空*.cpp文件。我們把他取名為MyNative。把JNIEXPORT void JNICALL Java_MyNative_HelloWord(JNIEnv *, jclass);和JNIEXPORT jstring JNICALL Java_MyNative_cToJava(JNIEnv *, jclass);拷貝到CPP文件中去。然后把頭文件包含進來。
生成的MyNative.cpp內(nèi)容如下:
#include <stdio.h> #include "MyNative.h" JNIEXPORT void JNICALL Java_MyNative_HelloWord (JNIEnv *env, jclass jobject) { printf("hello word!\n"); } { jstring jstr; char str[]="Hello,word!\n"; jstr=env->NewStringUTF(str); return jstr; } |
在編譯前一定要注意下列情況。
注意:一定要把SDK中的include文件夾中(和它下面的win32文件夾下的頭文件)的幾個頭文件拷貝到VC的include文件夾中?;蛘咴赩C的tools\options\directories中設(shè)置,把頭文件給包含進來。
對程序的一點解釋:
1)前文不是說過,加了static和不加只是一個參數(shù)的區(qū)別嗎。就是jclass的不同,不加static這里就是jobject。也就是JNIEXPORT void JNICALL Java_MyNative_HelloWord(JNIEnv *env, jobject obj)。
2)這里JNIEXPORT和JNICALL都是JNI的關(guān)鍵字,表示此函數(shù)是要被JNI調(diào)用的。而jstring是以JNI為中介使JAVA的String類型與本地的string溝通的一種類型,我們可以視而不見,就當做String使用(具體對應(yīng)見表一)。函數(shù)的名稱是JAVA_再加上java程序的package路徑再加函數(shù)名組成的(參見有包的情況)。參數(shù)中,我們也只需要關(guān)心在JAVA程序中存在的參數(shù),至于JNIEnv*和jclass我們一般沒有必要去碰它。
3)NewStringUTF()是JNI函數(shù),從一個包含UTF格式編碼字符的char類型數(shù)組中創(chuàng)建一個新的jstring對象。
4) 以上程序片斷jstr=env->NewStringUTF(str);是C++中的寫法,不必使用env指針。因為JNIEnv函數(shù)的C++版本包含有直接插入成員函數(shù),他們負責(zé)查找函數(shù)指針。而對于C的寫法,應(yīng)改為:jstr=(*env)->NewStringUTF(env,str);因為所有JNI函數(shù)的調(diào)用都使用env指針,它是任意一個本地方法的第一個參數(shù)。env指針是指向一個函數(shù)指針表的指針。因此在每個JNI函數(shù)訪問前加前綴(*env)->,以確保間接引用函數(shù)指針。
在C和Java編程語言之間傳送值時,需要理解這些值類型在這兩種語言間的對應(yīng)關(guān)系。這些都在頭文件jni.h中,用typedef語句聲明了這些類在目標平臺上的代價類。頭文件也定義了常量如:JNI_FALSE=0 和JNI_TRUE=1;表一說明了Java類型和C類型之間的對應(yīng)關(guān)系。
表一 Java類型和C類型
Java編程語言 |
C編程語言 |
字節(jié) |
boolean |
jboolean |
1 |
byte |
jbyte |
1 |
char |
jchar |
2 |
short |
jshort |
2 |
int |
jint |
4 |
long |
jlong |
8 |
float |
jfloat |
4 |
double |
jdouble |
8 |
現(xiàn)在開始對所寫的程序進行編譯。選擇build->rebuild all對所寫的程序進行編譯。點擊build->build MyNative.DLL生成DLL文件。
也可以用命令行cl來編譯。具體參看其他書籍。
再次強調(diào)(曾經(jīng)為這個東西大傷腦筋):DLL放置地方
1) 當前目錄。
2) 放在path所指的路徑中
3) 自己在path環(huán)境變量中設(shè)置一個路徑,要注意所指引的路徑應(yīng)該到.dll文件的上一級,如果指到.dll,則會報錯。
下面就開始測試我們的所寫的DLL吧(假設(shè)DLL已放置正確)。
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放在與mytest.java同一個路徑下。現(xiàn)在開始編譯運行mytest,是不是在DOS窗口上輸出:
Hello word! Hello,world! |
以上是我們通過JNI方法調(diào)用的一個簡單C程序。但在實際情況中要比這復(fù)雜的多。特別是在通過JNI調(diào)用其他DLL時,還有很多的地方需要注意。
現(xiàn)在開始來討論包含包的情況,步驟與上面的相同,只是有一點點不同。我們來看其中的一個函數(shù)。
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_MyNative_MyNative_HelloWord (JNIEnv *env, jclass jobject) { printf("hello word!\n"); } |
我們來觀察函數(shù)名稱。函數(shù)的名稱是JAVA_再加上java程序的package路徑再加函數(shù)名組成的?,F(xiàn)在這句話應(yīng)該理解了吧。
我們也寫一個程序來測試包含包的情況。程序略。
javac ./com/MyNative/mytest.java java mytest |
是不是在DOS窗口上也顯示同樣的內(nèi)容:)。
這次,就到這里吧,下一講將講述JNI調(diào)用其他DLL時應(yīng)該注意的地方,同時會給出一個具體的例子。也將會給出一個UNICODE編碼和ASCII編碼之間互相轉(zhuǎn)換的通用函數(shù)。如果有什么疑問可以與我交流:normalnotebook@126.com
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