Linux下使用JNI的常见问题及解决方案

JNI是java和C/C++混合编程的接口，可以很方便地实现java调用C/C++语言。具体的使用方法，网上有很多教程，在此不做过多介绍。本博客只关注在使用JNI的过程中的常见问题。

1.     生成头文件用命令：javah*.class

     这是错误的。运行上述命令会提示：java.lang.IllegalArgumentException: Not a valid class name:SegNative.class错误。错误原因和利用java命令运行程序一样，只需要指出前缀即可，无需给出.class后缀。

2.     版本问题

    jdk6和jdk7中某些JNI方法稍有不同，注意转换。例如，C中获取字符串的方法GetStringUTFChars在两个jdk版本中就不同。老的jdk6版本使用方法为：

char* name=(char*)(*env)->GetStringUTFChars(env,Name,NULL);

而在jdk7中，方法调用变为：

const char* name=env->GetStringUTFChars(Name,0);

其他的版本问题及函数参数含义可以通过查看API获得更全面的资料。

3.     利用g++编译源文件找不到jni.h头文件

可以在编译时利用-I选项指定jni.h头文件所在目录：

g++ -I/usr/local/jdk1.7.0_25/include/ ……

4.     利用g++编译源文件找不到jni_md.h

这是因为在jni.h中引用了jni_md.h头文件，该头文件和jni.h不在一个目录下，所以我们还需要再指定jni_md.h的目录：

g++ -I/usr/local/jdk1.7.0_25/include/  -I/usr/local/jdk1.7.0_25/include/linux/……

可以看出jni_md.h放在和jni.h同级的目录linux下。

5.     不会生成动态链接库

生成动态链接库，需要在编译时声明-shared选项：

g++ -I /usr/local/jdk1.7.0_25/include/  -I /usr/local/jdk1.7.0_25/include/linux/SegNative.cpp –shared –o lib***.so

此外，我们也无需先生成相应的.o文件，直接指定动态链接库的名字即可。

6.     编译动态链接库报错：couldnot read symbols: Bad value

需要在编译的时候指定选项：-fPIC。

g++ -I /usr/local/jdk1.7.0_25/include/  -I /usr/local/jdk1.7.0_25/include/linux/SegNative.cpp –shared –o lib***.so -fPIC

7.     运行的时候找不到动态链接库

这个问题主要有两个原因：

• 生成的动态链接库名字不对：我们在java语言中声明的动态链接库如果名为A，则我们在编译时则需要将动态链接库的名字声明为libA.so，否则会报错。
• 路径不对，java找不到动态链接库。java会在特定的目录寻找动态链接库，可以通过打印java.library.path查看java会在哪些目录查找动态链接库：

System.out.println(System.getProperty("java.library.path"));

我的电脑打印结果为：

.:/opt/intel/impi/3.2.1.009/lib/:/usr/local/cuda/lib/:/root/NVIDIA_CUDA_SDK/lib/:/root/NVIDIA_CUDA_SDK/common/lib/:/usr/java/packages/lib/amd64:/usr/lib64:/lib64:/lib:/usr/lib

我们可以看到相关lib都包括在该路径下。特别注意一点是第一个路径是.,这表示java会在当前路径下寻找相关动态链接库。因而只要我们将动态链接库和.class文件放在一起就不会存在找不到动态链接库的问题。如果打印中不包括当前目录，我们可以通过修改LD_LIBRARY_PATH指定当前目录。

        此外，我们也可以在运行的过程中指定：

java –Djava.library.path=”/home/savedlib/”executablefile

利用这种方法，程序可以指定不在当前目录的动态链接库。

8.     如何返回String数组

我们采用本地化的目的不仅仅是为了计算，我们也需要返回结果。如果返回的结果是一个String数组，则可以仿照下面的代码实现：

JNIEXPORT jobjectArray JNICALL Java_Segment_segment(JNIEnv *env, jobject obj, jstring Name, jint seg_len, jint stride)
{
    const char* name=env->GetStringUTFChars(Name,0);
    int clip_num;
    name_list* head,*temp;//结构体是只包含一个char数组的链表

    CReadWav wavFile;
    head=wavFile.segment(name,seg_len,stride,&clip_num);

    //1 获得字符串的类
    jclass str_cls=env->FindClass("java/lang/String");
    if(str_cls==NULL) return NULL;
    //2 将返回结果的元素设置为String类型
    jobjectArray  result=env->NewObjectArray(clip_num,str_cls,NULL);
    if(result==NULL) return NULL;

    temp=head;
    for(int i=0;i<clip_num;i++)
    {
    //3 由char*获得一个String
        jstring sn=env->NewStringUTF(temp->name);
    //4 将String赋值给返回结果
        env->SetObjectArrayElement(result,i,sn);
        temp=temp->next;
    }
    return result;
}

由代码可以看出，返回一个String数组的方法很简单：首先声明返回结果为一个数组，数组的每一个元素都是String，然后为每一个元素赋值。此外我们也要注意版本问题，在编写的时候按照自己的jdk版本选择相应的函数，可以通过查看jni.h来了解相关函数的参数。

9.     读取String数组

假设我们需要从String数组中读取一系列字符串，则本地函数参数有一个为：jobjectArrayNames，类型是object的数组。在本地代码访问中需要首先将其转换成jstring，然后在转成constchar*的本地字符串数组，代码如下：

int file_num=env->GetArrayLength(Names);

for(int i=0;i<file_num;i++)
{
    jstring Name=(jstring)env->GetObjectArrayElement(Names,i);
    const char* name=env->GetStringUTFChars(Name,0);
}

我们可以看出，访问字符串数组的流程很简单：首先获得字符串数组的长度；然后获得每一个字符串，由于返回的结果是object类型，我们需要将其强转成jstring类型；最后再将jstring类型转换成constchar*类型即可在本地函数中使用。

10.     返回自定义对象数组

这可能是jni应用中最复杂的情况了。返回自定义对象就非常麻烦，加上数组又使情况复杂化。我们用一个实例来讲解如何返回自定义对象数组。首先定义一个java类表示要返回的对象：

public class Feature
{
    private String name;
    private int length;
    private float[] data;

    public Feature()
    {
    }

    public String getName()
    {
        return this.name;
    }

    public int getLength()
    {
        return this.length;
    }

    public float[] getData()
    {
        return this.data;
    }
}

该对象有三个成员变量，一个是String，一个是int，一个是float数组。还有一个默认的构造函数和三个get函数分别返回相关成员变量的值。接下来给出本地函数的实际操作过程：

//1 获得Feature类
jclass feature_cls=env->FindClass("Feature");
if(feature_cls==NULL) return NULL;

//2 创建一个元素类型为Feature的数组
jobjectArray  result=env->NewObjectArray(file_num,feature_cls,NULL);
if(result==NULL) return NULL;

//3 获得Feature类的默认构造函数
jmethodID constructor=env->GetMethodID(feature_cls,"<init>","()V");
if(constructor==NULL) return NULL;

//4 获得Feature的三个成员变量
jfieldID nameid=env->GetFieldID(feature_cls,"name","Ljava/lang/String;");
if(nameid==NULL) return NULL;
jfieldID lengthid=env->GetFieldID(feature_cls,"length","I");//int
if(lengthid==NULL) return NULL;
jfieldID dataid=env->GetFieldID(feature_cls,"data","[F");//float array
if(dataid==NULL) return NULL;

for(int i=0;i<file_num;i++)
{
    //5 创建一个新的Feature对象
    jobject feature_obj=env->NewObject(feature_cls,constructor);

    //6 设置对象的成员变量值
    env->SetObjectField(feature_obj,nameid,env->NewStringUTF(head->name));
    env->SetIntField(feature_obj,lengthid,head->length);
    jfloatArray floatarray=env->NewFloatArray(head->length);
    env->SetFloatArrayRegion(floatarray,0,head->length,head->data);
    env->SetObjectField(feature_obj,dataid,floatarray);

 //7 为数组的每个元素赋值
    env->SetObjectArrayElement(result,i,feature_obj);

}

其实关键操作还是在自定义对象的创建和赋值上，数组的操作和之前类似。为了创建一个自定义对象，我们需要利用该对象的构造函数，因为构造函数的目的即是创建一个新对象。为了给对象的成员变量赋值，我们需要获得这些成员变量，然后根据其类型赋值。更详细的解释可参考：http://dolphin-ygj.iteye.com/blog/519489。