• JNI编程实现(Linux)


    JNIJava Native Interface的缩写,是Java平台的本地调用,从Java1.1就成为了Java标准的一部分,它允许Java代码和其它语言的代码进行互相调用,只要调用约定支持即可,尤其和C/C++的互相调用。

    虽然使用Java与本地编译的代码进行交互,会丧失平台的可移植性,但是在特定情况下,这些问题是可以接受的,如:

    1.使用一些旧的库
    2.需要操作系统交互
    3.提高程序的性能

    一、jni介绍

    Java是通过定义native方法,然后用其它语言实现该方法,最后在Java运行时,动态地加载该方法实现,通过调用native的方法,进而实现Java的本地调用。

    1.实现架构

    JVM封装了各种操作系统的差异性,提供了jni技术,使得开发中可以通过Java程序调用到操作系统的函数,进而与其它技术进行交互。下图是Linux平台jni的调用流程。Java应用程序通过jni接口调用动态链接库*.so,来实现jni的功能。

    图1

    2.类型映射

    Java基本数据类型与C语言基本数据类型的对应

    图2

    3.常用方法简介

    1) GetStringUTFLength
    以字节为单位返回字符串的UTF-8长度

    	// jsize (JNICALL *GetStringUTFLength)(JNIEnv *env, jstring str)
    	int len = (*env)->GetStringUTFLength(env, str);
    

    2) GetStringUTFChars
    返回指向字符串的UTF-8字符数组的指针。该数组在被ReleaseStringUTFChars()释放前将一直有效

    	// const char* (JNICALL *GetStringUTFChars)(JNIEnv *env, jstring str, jboolean *isCopy)
    	const char *buf = (*env)->GetStringUTFChars(env, str, NULL);
    

    isCopy JNI_FALSE,不要修改返回值,不然将改变java.lang.String的不可变语义。 一般会把isCopy设为NULL,不关心 Java VM对返回的指针是否直接指向java.lang.String的内容

    3) ReleaseStringUTFChars
    通知虚拟机平台相关代码无需再访问utfutf参数是一个指针,可利用GetStringUTFChars()获得

    	// void (JNICALL *ReleaseStringUTFChars)(JNIEnv *env, jstring str, const char* chars)
    	(*env)->ReleaseStringUTFChars(env, str, buf);
    

    4) NewStringUTF
    利用UTF-8字符数组构造新java.lang.String对象

    	// jstring (JNICALL *NewStringUTF)(JNIEnv *env, const char *utf)
    	(*env)->NewStringUTF(env, "hello");
    

    更多实用方法,请参考jni.h

    二、jni实现步骤

    下面介绍jni的具体实现步骤,主要是通过Java程序调用C方法,跑通整儿jni的调用流程。

    1.编写java类

    编写JavaHello类,定义一个native的本地方法

    public class Hello {
        public native static String sayHello(String name);
    
        static {
            System.load("你的*.so的绝对路径");
        }
    
        public static void main(String[] args) {
            Hello hello = new Hello();
            String ret = hello.sayHello("kelvin");
            System.out.println(ret);
        }
    }
    

    2.编译java类

    使用javac命令进行编译

    # javac Hello.java
    

    3.生成本地文件*.h

    这是关键的一步,主要是生成本地方法签名,依赖的是上一步的class文件,

    # javah -jni Hello
    

    如果你的java源文件有包名,在生成*.sh的时候,也要带包名转化的路径,即用classpath指定包所在的路径,不然在最后调用时,会报错:UnsatisfiledLinkError

    // java源文件包名
    package kelvin.Java.dynamicso;
    
    // 编译时指定classpath
    # javah -classpath /Users/kelvin/Documents -jni kelvin.Java.dynamicso.Hello
    

    4.编写本地方法

    在生成的Hello.h头文件中,有需要实现的本地方法名,在实现时,要记得指定参数名称

    #include <stdio.h>
    #include "Hello.h"
    
    JNIEXPORT jstring JNICALL Java_Hello_sayHello(JNIEnv *env, jclass jc, jstring name)
    {
        const char *buf;
    
        buf = (*env)->GetStringUTFChars(env, name, NULL);
        if (NULL == buf)
        {
            return NULL;
        }
    
        printf("%s
    ", buf);
    	
        (*env)->ReleaseStringUTFChars(env, name, buf);
    
        return (*env)->NewStringUTF(env, "hello");
    }
    
    

    5.制作动态库

    由于是Linux平台,需要制作后缀是.so的动态库,其中,需要指定jni.h的路径,必要时还需要jni_md.h的路径,该文件在jdk的目录中

    # gcc -c -fPIC -I/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_91.jdk/Contents/Home/include  Hello.c -o Hello.o
    # gcc -shared Hello.o -o libhello.so
    

    6.调用动态库

    加载动态库有2种方式:

    1)load():需要指定库的绝对路径
    2)loadLibrary():需要指定库的相对路径,即java.lib.path

    现在jni调用的一切都准备好了,进行最后的调用,有正常的打印输出,表明jni正常调用了

    # java Hello
    kelvin
    hello
    

    以上就是Linux平台的jni调用方式,下一篇介绍Windows平台的jni调用方式。。。

    参考资料

    JNI之String类型
    Jni编程(三)c/c++ 获取java字符串,以及java 获取c/c++创建的对象
    一天掌握Android JNI本地编程 快速入门

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/fishbay/p/10016455.html
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