JNI (Java Native Interface)
1. JAVA调用C
Linux是用C语言写的，可以写一个APP简单调用open,read,write来访问驱动程序;
Android是用Java写的，Java怎么访问C函数？
说明：C语言中实现的和java中对应的函数会多两个参数JNIEnv *env和jobject cls
Java如何调用C库的函数：
1、加载C库；
使用System.loadLibrary方法来加载
eg:public class JNIDemo{
staitc {
//1、加载C库
System.loadLibrary("native");//c代码会生成并提供libnative.so
}
public native void hello();
public static void main(String args[]){
JNIDemo d = new JNIDemo();
//2、map java hello <------>c c_hello ,映射的步骤在C语言中实现
//3、调用
d.hello();
}
}
javac JNIDemo.java来编译java程序
2、找到函数；通过映射eg： Java函数名<------>C函数名
A、隐式建立映射：类a.b.c.d.JNIDemo要调用hello函数，C语言中要实习Java_a_b_c_d_JNIDemo_hello,可以使用指令javac -d JNIDemo.java;javah -jni a.b.c.d.JNIDemo来生成一个JNIDemo.h的头文件，这个头文件里面有类下各个函数的JNI字段描述符和隐时调用时在C语言中应该声明的函数名，a.b.c.d是包（目录）名称a/b/c/d/ ，通过隐式调用的方法可以不用在实现JNI_Onload的方法
B、显示建立：1、实现JNI_OnLoad函数，在java中加载C库时会调用这个函数
2、在JNI_OnLoad中调用RegisterNatives来建立映射
3、调用函数；
RegisterNatives说明：
1、定义一个映射数字JNINativeMethod[],每个数组项含3个成员：
A：Java中调用的函数名；
B：JNI字段描述符，用来说明该函数的返回值和参数
C：C语言实现的本地函数
JNI字段描述符说明如下：
“([Ljava/lang/String;)V” 它是一种对函数返回值和参数的编码。这种编码叫做JNI字段描述符（JavaNative Interface FieldDescriptors)。一个数组int[]，就需要表示为这样"[I"。如果多个数组double[][][]就需要表示为这样 "[[[D"。也就是说每一个方括号开始，就表示一个数组维数。多个方框后面，就是数组 的类型。
如果以一个L开头的描述符，就是类描述符，它后紧跟着类的字符串，然后分号“；”结束。
比如"Ljava/lang/String;"就是表示类型String；
"[I"就是表示int[];
"[Ljava/lang/Object;"就是表示Object[]。
JNI方法描述符，主要就是在括号里放置参数，在括号后面放置返回类型，如下：
（参数描述符）返回类型
当一个函数不需要返回参数类型时，就使用”V”来表示。
比如"()Ljava/lang/String;"就是表示String f();
"(ILjava/lang/Class;)J"就是表示long f(int i, Class c);
"([B)V"就是表示void String(byte[] bytes);
“(JC)D”就表示double m2（long l,char c）;
|
Java 类型 |
符号 |
|
Boolean |
Z |
|
Byte |
B |
|
Char |
C |
|
Short |
S |
|
Int |
I |
|
Long |
J |
|
Float |
F |
|
Double |
D |
|
Void |
V |
|
objects对象 |
以"L"开头，以";"结尾，中间是用"/" 隔开的包及类名。比如：Ljava/lang/String;如果是嵌套类，则用$来表示嵌套。例如 "(Ljava/lang/String;Landroid/os/FileUtils$FileStatus;)Z" |
另外数组类型的简写,则用"["加上如表A所示的对应类型的简写形式进行表示就可以了，
比如：[I 表示 int [];[L/java/lang/objects;表示Objects[],另外。引用类型（除基本类型的数组外）的标示最后都有个";"
例如：
"()V" 就表示void Func();
"(II)V" 表示 void Func(int, int);
"(Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)I".表示 int Func(String,String)
2、注册这个数组：(*env)->RegisterNatives(JNIEnv *env,jclass clazz,const JNINativeMethod *methods,jint nMethods)
eg：C语言端举例
#include <jni.h> ///usr/lib/jvm/java-1.7.0-openjdk-amd64/include/下面，env下面的函数在jni.h中都有声明，可以看看
#include <stdio.h>
#if 0 //下面结构体仅是举例
typedef struct{
char *name; //Java里调用的函数名
char *signature; //JNI字段描述符，用来表示Java里调用的函数的参数和返回值类型
void *fnPtr; //C语言实现的本地函数
}JNINativeMethod;
#endif
void c_hello(JNIEnv *env,jobject cls)
{
printf("hello world! ");
}
static const JNINativeMethod methods[] = {
{"hello","()V",(void *)c_hello},
};
/*System.loadLibrary*/
JNIEXPORT jint JNICALL
JNI_Onload(JavaVM *jvm,void *reserved) //jni.pdf P117有详细介绍怎么写JNI_Onload
{
JNIEnv *env;//提供一些辅助函数
jclass cls;//cls是对Java类或实例的引用，如果是static方法，则cls是对Java类的引用，否则是对类的实例化对象的引用
if((*jvm)->GetEnv(jvm,(void **)&env,JNI_VERSION_1_4){
return JNI_ERR;/*JNI version not supported*/
}
cls = (*env)->FindClass(env,"JNIDemo");
if(cls == NULL){
return JNI_ERR;
}
//2、map java hello <------>c c_hello
if((*env)->RegisterNatives(env,cls,method,1)<0)
return JNI_ERR;
return JNI_VERSION_1_4
}
gcc -I/usr/lib/jvm/java-1.7.0-openjdk-amd64/include/ -fPIC -shared -o libnative.so native （通过-I指定去那里找jni.h头文件）
export LD_LIBRARY_PATH=.
java JNIDemo
Java和C库怎么传递参数
1、传递基本数据类型，可以直接使用、直接返回；
2、传递字符串；jni.pdf P39，env下的函数都可以在这个pdf中找到说明
eg：hello函数的参数和返回值都是字符串；
jstring JNICALL c_hello（JNIEnv *env,jobject cls,jstring str）
{
const jbyte *cstr;
cstr = (*env)->GetStringUTFChars(env,str,NULL);
if(cstr == NULL){
return NULL;
}
printf("Get string form java :%s ",cstr);
(*env)->ReleaseStringUTFChars(env,str,cstr);
return (*env)->NewStringUTF(env,"return from c");
}
3、传递数组jni.pdf P48
eg：hello函数的参数是字符串和返回值是int；
jint c_hello（JNIEnv *env,jobject cls,jintArray arr）
{
jint *carr;
jint i,sum=0
carr= (*env)->GetIntArrayElements(env,arr,NULL);
if(carr== NULL){
return 0;
}
for(i=0;i<(*env)->GetArrayLength(env,arr);i++){
sum += carr[i];
}
(*env)->ReleaseIntArrayElements(env,arr,carr,0);
return sum ;
}
eg：hello函数的参数和返回值都是字符串
jintArray c_hello（JNIEnv *env,jobject cls,jintArray arr）
{
jint *carr;
jint *oarr；
jintArray rarr;
jint i,n=0
carr= (*env)->GetIntArrayElements(env,arr,NULL);
if(carr== NULL){
return 0;
}
n=(*env)->GetArrayLength(env,arr)；
oarr = malloc（sizeof(jint)*n）;
if(oarr == NULL)
{
(*env)->ReleaseIntArrayElements(env,arr,carr,0);
return 0;
}
for(i=0;i<n;i++){
oarr[i] = carr[n-1-i];
}
(*env)->ReleaseIntArrayElements(env,arr,carr,0);
/*create jintArray*/
rarr = (*env)->NewIntArray(env,n);
if(rarr == NULL){
return 0;
}
(*env)->SetIntArrayRegion(env,rarr,0,n,oarr);
free(oarr);
return rarr;
}
jni.pdf P117
Android JNI知识简介
http://blog.csdn.net/linweig/article/details/5417319
Android JNI（实现自己的JNI_OnLoad函数）
http://jjf19850615.blog.163.com/blog/static/356881472013342153912/
查看"JNI field descriptors" (JNI字段描述符)
javap -s -p Var.class
JNINativeMethod的参数解析
http://carywei.iteye.com/blog/1075647
http://cs.fit.edu/~ryan/java/language/jni.html
http://blog.csdn.net/conowen/article/details/7524744
2. C调用JAVA
jni.pdf P97
http://blog.csdn.net/lhzjj/article/details/26470999
步骤:
a. 创建虚拟机,参考jni.pdf P97
JavaVM* jvm;
JNIEnv* env;
jint create_vm(JavaVM** jvm, JNIEnv** env)
{
JavaVMInitArgs args;
JavaVMOption options[1];
args.version = JNI_VERSION_1_6;
args.nOptions = 1;
options[0].optionString = "-Djava.class.path=.";
args.options = options;
args.ignoreUnrecognized = JNI_FALSE;
return JNI_CreateJavaVM(jvm, (void **)env, &args);
}
b. 获得class
jclass cls = (*env)->FindClass(env, "Hello");
c. 实例化对象 : 获得构造方法(方法名为"<init>"), 构造参数, 调用方法，对于static的方法，不许要实例化
jmethodID mid = (*env)->GetMethodID(env, cls, "<init>", "()V"); // 获得构造方法
jobject obj = (*env)->NewObject(env, cls, mid); // 实例化对象
d. 调用java方法 : 又分为获得方法ID, 构造参数, 调用方法
//获得方法ID
jmethodID smid = (*env)->GetStaticMethodID(env, cls, "sayhello_to", "(Ljava/lang/String;)I");
jmethodID mid = (*env)->GetMethodID(env, cls, "saygoodbye_to", "(Ljava/lang/String;)I");
//构造参数
jstring jstr = (*env)->NewStringUTF(env, "weidongshan@qq.com");
//调用方法
(*env)->CallStaticVoidMethod(env, jobj, smid, jstr);
ret = (*env)->CallIntMethod(env, jobj, mid, jstr);
e.其他，读取/设置类中的属性:
a. 获得属性ID
b. 读取/设置
jfieldID fid = (*env)->GetFieldID(env, cls, "name", "Ljava/lang/String;");
jstring jstr = (*env)->NewStringUTF(env, "Bill");
(*env)->SetObjectField(env, jobj, fid, jstr);
eg:caller.c（调用java中静态方法）
#include <stdio.h>
#include <jni.h>
jint create_vm(JavaVM** jvm, JNIEnv** env)
{
JavaVMInitArgs args;
JavaVMOption options[1];
args.version = JNI_VERSION_1_6; //虚拟机版本
args.nOptions = 1;
options[0].optionString = "-Djava.class.path=./"; //虚拟机去哪里找哪些类
args.options = options;
args.ignoreUnrecognized = JNI_FALSE;
return JNI_CreateJavaVM(jvm, (void **)env, &args);
}
int main(int argc,char **argv)
{
JavaVM* jvm;
JNIEnv* env;
jclass cls;
int ret = 0;
jmethodID mid;
/*1、create jave virtual machine*/
if (create_vm(&jvm, &env)) {
printf("can not create jvm
");
return -1;
}
/*2、get class*/
cls = （*env）->FindClass(env,"Hello");
if (cls == NULL) {
printf("can not find hello class
");
ret = -1;
goto destroy;
}
/* 3. create object */
/* 4. call method
* 4.1 get method
* 4.2 create parameter
* 4.3 call method
*/
mid = (*env)->GetStaticMethodID(env, cls, "main","([Ljava/lang/String;)V");//main是方面名字，后面的jni字段描述符表示方法的参数及返回值（字段描述符可以通过下面指令获得：javac Hello.java;javap -p -s Hello.class就可以看出各个方法的字段描述符怎么写）
if (mid == NULL) {
ret = -1;
printf("can not get method
");
goto destroy;
}
(*env)->CallStaticVoidMethod(env, cls, mid, NULL);//后面的NULL处是传递给mid方法的参数
destroy:
(*jvm)->DestroyJavaVM(jvm);
return ret;
}
Hello.java文件
public class Hello {
public static void main(String args[]) {
System.out.println("Hello, world!");
}
public static void sayhello_to(String name) {
}
public static void sayhello_to() {
}
}
javac Hello.java
javap -p -s Hello.class // get Signature
gcc -I/usr/lib/jvm/java-1.7.0-openjdk-amd64/include/ -o caller caller.c -L /usr/lib/jvm/java-7-openjdk-amd64/jre/lib/amd64/server -ljvm
LD_LIBRARY_PATH=/usr/lib/jvm/java-7-openjdk-amd64/jre/lib/amd64/server ./caller
eg：caller.c(调用非静态方法)
#include <stdio.h>
#include <jni.h>
jint create_vm(JavaVM** jvm, JNIEnv** env)
{
JavaVMInitArgs args;
JavaVMOption options[1];
args.version = JNI_VERSION_1_6;
args.nOptions = 1;
options[0].optionString = "-Djava.class.path=./";
args.options = options;
args.ignoreUnrecognized = JNI_FALSE;
return JNI_CreateJavaVM(jvm, (void **)env, &args);
}
int main(int argc, char **argv)
{
JavaVM* jvm;
JNIEnv* env;
jclass cls;
int ret = 0;
jmethodID mid;
jmethodID cid;
jobject jobj;
jstring jstr;
int r;
/* 1. create java virtual machine */
if (create_vm(&jvm, &env)) {
printf("can not create jvm
");
return -1;
}
/* 2. get class */
cls = (*env)->FindClass(env, "Hello");
if (cls == NULL) {
printf("can not find hello class
");
ret = -1;
goto destroy;
}
/* 3. create object //创建一个对象，实例化，参考jni.pdf P69
* 3.1 get constructor method //获得构造方法，构造方法的名字的<init>,通过jni字段描述符来区分构造方法
* 3.2 create parameters//创建参数
* 3.3 NewObject//实例化
*/
/* Get the method ID for the String constructor */
cid = (*env)->GetMethodID(env, cls, "<init>", "()V");
if (cid == NULL) {
ret = -1;
printf("can not get constructor method");
goto destroy;
}
jobj = (*env)->NewObject(env, cls, cid);//在cid后面可以跟参数
if (jobj == NULL) {
ret = -1;
printf("can not create object");
goto destroy;
}
/* 4. call method
* 4.1 get method
* 4.2 create parameter
* 4.3 call method
*/
mid = (*env)->GetMethodID(env, cls, "sayhello_to","(Ljava/lang/String;)I");
if (mid == NULL) {
ret = -1;
printf("can not get method
");
goto destroy;
}
jstr = (*env)->NewStringUTF(env, "weidongshan@qq.com");
r = (*env)->CallIntMethod(env, jobj, mid, jstr);//Call<Type>Method，Type是返回值类型
printf("ret = %d
", r);
destroy:
(*jvm)->DestroyJavaVM(jvm);
return ret;
}
Hello.java
public class Hello {
public static void main(String args[]) {
System.out.println("Hello, world!");
}
public int sayhello_to(String name) {
System.out.println("Hello, "+name);
return 123;
}
public static void sayhello_to() {
}
}
javac Hello.java
javap -p -s Hello.class // get Signature
gcc -I/usr/lib/jvm/java-1.7.0-openjdk-amd64/include/ -o caller caller.c -L /usr/lib/jvm/java-7-openjdk-amd64/jre/lib/amd64/server -ljvm
LD_LIBRARY_PATH=/usr/lib/jvm/java-7-openjdk-amd64/jre/lib/amd64/server ./caller
eg：设置和获取类的属性，参考pdf55页
#include <stdio.h>
#include <jni.h>
jint create_vm(JavaVM** jvm, JNIEnv** env)
{
JavaVMInitArgs args;
JavaVMOption options[1];
args.version = JNI_VERSION_1_6;
args.nOptions = 1;
options[0].optionString = "-Djava.class.path=./";
args.options = options;
args.ignoreUnrecognized = JNI_FALSE;
return JNI_CreateJavaVM(jvm, (void **)env, &args);
}
int main(int argc, char **argv)
{
JavaVM* jvm;
JNIEnv* env;
jclass cls;
int ret = 0;
jmethodID mid;
jmethodID cid;
jobject jobj;
jstring jstr;
jfieldID nameID;
jfieldID ageID;
int r;
/* 1. create java virtual machine */
if (create_vm(&jvm, &env)) {
printf("can not create jvm
");
return -1;
}
/* 2. get class */
cls = (*env)->FindClass(env, "Hello");
if (cls == NULL) {
printf("can not find hello class
");
ret = -1;
goto destroy;
}
/* 3. create object
* 3.1 get constructor method
* 3.2 create parameters
* 3.3 NewObject
*/
/* Get the method ID for the String constructor */
cid = (*env)->GetMethodID(env, cls, "<init>", "()V");
if (cid == NULL) {
ret = -1;
printf("can not get constructor method");
goto destroy;
}
jobj = (*env)->NewObject(env, cls, cid);
if (jobj == NULL) {
ret = -1;
printf("can not create object");
goto destroy;
}
/* get/set field
* 1. get field id
* 2. get/set field
*/
nameID = (*env)->GetFieldID(env, cls, "name", "Ljava/lang/String;");
if (nameID == NULL) {
ret = -1;
printf("can not get field name");
goto destroy;
}
jstr = (*env)->NewStringUTF(env, "Bill");
(*env)->SetObjectField(env, jobj, nameID, jstr);
ageID = (*env)->GetFieldID(env, cls, "age", "I");
if (ageID == NULL) {
ret = -1;
printf("can not get field age");
goto destroy;
}
(*env)->SetIntField(env, jobj, ageID, 10);
/* 4. call method
* 4.1 get method
* 4.2 create parameter
* 4.3 call method
*/
mid = (*env)->GetMethodID(env, cls, "sayhello_to","(Ljava/lang/String;)I");
if (mid == NULL) {
ret = -1;
printf("can not get method
");
goto destroy;
}
jstr = (*env)->NewStringUTF(env, "weidongshan@qq.com");
r = (*env)->CallIntMethod(env, jobj, mid, jstr);
printf("ret = %d
", r);
destroy:
(*jvm)->DestroyJavaVM(jvm);
return ret;
}
Hello.java
public class Hello {
private String name;
private int age;
public static void main(String args[]) {
System.out.println("Hello, world!");
}
public int sayhello_to(String name) {
System.out.println("Hello, "+name+"! I am "+this.name+", "+age+" years old.");
return 123;
}
public static void sayhello_to() {
}
}
javac Hello.java
javap -p -s Hello.class // get Signature
gcc -I/usr/lib/jvm/java-1.7.0-openjdk-amd64/include/ -o caller caller.c -L /usr/lib/jvm/java-7-openjdk-amd64/jre/lib/amd64/server -ljvm
LD_LIBRARY_PATH=/usr/lib/jvm/java-7-openjdk-amd64/jre/lib/amd64/server ./caller