JNI 返回结构体参数

如何使用JNI的一些基本方法和过程在网上多如牛毛，如果你对Jni不甚了解，不知道Jni是做什么的，如何建立一个基本的jni程序，或许可以参考下面下面这些文章: 
利用VC++6.0实现JNI的最简单的例子 
JNI入门教程之HelloWorld篇 
SUN JNI Tutorial 

这些资料的例子中，大多数只是输入一些简单的参数，获取没有参数。而在实际的使用过程中，往往需要对参数进行处理转换。才可以被C/C++程序识别。比如我们在C++中有一个结构（Struct）DiskInfo ,需要传递一个类似于DiskInfo *pDiskInfo的参数，类似于在C++这样参数如何传递到Java中呢？下面我们就来讨论C++到Java中方法的一些常见参数的转换: 
定义Native Java类： 

如果你习惯了使用JNI，你就不会觉得它难了。既然本地方法是由其他语言实现的，它们在Java中没有函数体。但是，所有本地代码必须用本地关键词声明，成为Java类的成员。假设我们在C++中有这么一个结构，它用来描述硬盘信息：

Java代码

//硬盘信息
struct {
    char name[256];
    int serial;
}DiskInfo;

 那么我们需要在Java中定义一个类来与之匹配，声明可以写成这样：

Java代码

class DiskInfo {
    //名字
    public String name;

    //序列号
    public int serial;
}

在这个类中，申明一些Native的本地方法，来测试方法参数的传递，分别定义了一些函数，用来传递结构或者结构数组，具体定义如下面代码

Java代码

/**//****************** 定义本地方法 ********************/
    //输入常用的数值类型(Boolean,Byte,Char,Short,Int,Float,Double)
    public native void displayParms(String showText, int i, boolean bl);

    //调用一个静态方法
    public native int add(int a, int b);

    //输入一个数组
    public native void setArray(boolean[] blList);

    //返回一个字符串数组
    public native String[] getStringArray();

    //返回一个结构
    public native DiskInfo getStruct();

    //返回一个结构数组
    public native DiskInfo[] getStructArray();

编译生成C/C++头文件 

定义好了Java类之后，接下来就要写本地代码。本地方法符号提供一个满足约定的头文件，使用Java工具Javah可以很容易地创建它而不用手动去创建。你对Java的class文件使用javah命令，就会为你生成一个对应的C/C++头文件。
1、在控制台下进入工作路径，本工程路径为：E:\work\java\workspace\JavaJni。
2、运行javah 命令：javah -classpath E:\work\java\workspace\JavaJni com.sundy.jnidemo ChangeMethodFromJni
本文生成的C/C++头文件名为: com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni.h

在C/C++中实现本地方法

生成C/C++头文件之后，你就需要写头文件对应的本地方法。注意：所有的本地方法的第一个参数都是指向JNIEnv结构的。这个结构是用来调用JNI函数的。第二个参数jclass的意义，要看方法是不是静态的（static）或者实例（Instance）的。前者，jclass代表一个类对象的引用，而后者是被调用的方法所属对象的引用。

返回值和参数类型根据等价约定映射到本地C/C++类型，如表JNI类型映射所示。有些类型，在本地代码中可直接使用，而其他类型只有通过JNI调用操作。

表A
Java类型 　　　　本地类型 　　　　描述
boolean 　　　　jboolean 　　　　C/C++8位整型
byte 　　　　　  jbyte 　　　　　  C/C++带符号的8位整型
char 　　　　　  jchar 　　　　　  C/C++无符号的16位整型
short 　　　　　jshort 　　　　　 C/C++带符号的16位整型
int 　　　　　　 jint 　　　　　　  C/C++带符号的32位整型
long 　　　　　  jlong                 C/C++带符号的64位整型e
float 　　　　　  jfloat 　　　　　  C/C++32位浮点型
double 　　　　 jdouble 　　　　  C/C++64位浮点型
Object 　　　　  jobject 　　　　  任何Java对象，或者没有对应java类型的对象
Class 　　　　   jclass 　　　　　  Class对象
String 　　　　  jstring 　　　　   字符串对象
Object[] 　　　  jobjectArray 　　任何对象的数组
boolean[] 　　   jbooleanArray 　 布尔型数组
byte[] 　　　　  jbyteArray 　　　比特型数组
char[] 　　　　   jcharArray 　　  字符型数组
short[] 　　　　 jshortArray 　　 短整型数组
int[] 　　　　　  jintArray 　　　   整型数组
long[] 　　　　   jlongArray 　　  长整型数组
float[] 　　　　   jfloatArray 　　  浮点型数组
double[] 　　　  jdoubleArray 　  双浮点型数组

JNI类型映射
使用数组：

JNI通过JNIEnv提供的操作Java数组的功能。它提供了两个函数：一个是操作java的简单型数组的，另一个是操作对象类型数组的。

因为速度的原因，简单类型的数组作为指向本地类型的指针暴露给本地代码。因此，它们能作为常规的数组存取。这个指针是指向实际的Java数组或者Java数组的拷贝的指针。另外，数组的布置保证匹配本地类型。

为了存取Java简单类型的数组，你就要要使用GetXXXArrayElements函数（见表B），XXX代表了数组的类型。这个函数把Java数组看成参数，返回一个指向对应的本地类型的数组的指针。

表B
函数 　　　　　　　　　　　　　　Java数组类型 　　　　　　　　本地类型
GetBooleanArrayElements 　　   jbooleanArray 　　　　　　　jboolean
GetByteArrayElements              jbyteArray 　　　　　　　　  jbyte
GetCharArrayElements 　　　　  jcharArray 　　　　　　　　  jchar
GetShortArrayElements 　　　　 jshortArray 　　　　　　　　jshort
GetIntArrayElements 　　　　　  jintArray 　　　　　　　　　  jint
GetLongArrayElements 　　　　  jlongArray 　　　　　　　　  jlong
GetFloatArrayElements 　　　　  jfloatArray 　　　　　　　　  jfloat
GetDoubleArrayElements 　　　  jdoubleArray 　　　　　　　 jdouble

JNI数组存取函数 

当你对数组的存取完成后，要确保调用相应的ReleaseXXXArrayElements函数，参数是对应Java数组和 GetXXXArrayElements返回的指针。如果必要的话，这个释放函数会复制你做的任何变化（这样它们就反射到java数组），然后释放所有相关的资源。 

为了使用java对象的数组，你必须使用GetObjectArrayElement函数和SetObjectArrayElement函数，分别去get，set数组的元素。GetArrayLength函数会返回数组的长度。 
使用对象 

JNI提供的另外一个功能是在本地代码中使用Java对象。通过使用合适的JNI函数，你可以创建 Java对象，get、set 静态(static)和实例（instance）的域，调用静态(static)和实例（instance）函数。JNI通过ID识别域和方法，一个域或方法的ID是任何处理域和方法的函数的必须参数。 

表C列出了用以得到静态(static)和实例（instance）的域与方法的JNI函数。每个函数接受（作为参数）域或方法的类，它们的名称，符号和它们对应返回的jfieldID或jmethodID。 

表C 
函数     描述 
GetFieldID                            得到一个实例的域的ID 
GetStaticFieldID                    得到一个静态的域的ID 
GetMethodID                        得到一个实例的方法的ID 
GetStaticMethodID                得到一个静态方法的ID 

域和方法的函数 

如果你有了一个类的实例，它就可以通过方法GetObjectClass得到，或者如果你没有这个类的实例，可以通过FindClass得到。符号是从域的类型或者方法的参数，返回值得到字符串，如表D所示。 

表D 
Java 类型                     符号 
boolean                       Z 
byte                            B 
char                            C 
short                           S 
int                               I 
long                             L 
float                            F 
double                         D 
void                             V 
objects对象                   Lfully-qualified-class-name;L类名 
Arrays数组                    [array-type [数组类型 
methods方法                 (argument-types)return-type(参数类型)返回类型 

※确定域和方法的符号 

下面我们来看看，如果通过使用数组和对象，从C++中的获取到Java中的DiskInfo 类对象，并返回一个DiskInfo数组: 

//返回一个结构数组，返回一个硬盘信息的结构数组
JNIEXPORT jobjectArray JNICALL Java_com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni_getStructArray
(JNIEnv *env, jobject _obj)
{
    //申明一个object数组
    jobjectArray args = 0;
   
    //数组大小
    jsize        len = 5;

    //获取object所属类,一般为ava/lang/Object就可以了
    jclass objClass = (env)->FindClass("java/lang/Object");

    //新建object数组
    args = (env)->NewObjectArray(len, objClass, 0);

    /**//* 下面为获取到Java中对应的实例类中的变量*/

    //获取Java中的实例类
    jclass objectClass = (env)->FindClass("com/sundy/jnidemo/DiskInfo");
   
    //获取类中每一个变量的定义
    //名字
    jfieldID str = (env)->GetFieldID(objectClass,"name","Ljava/lang/String;");
    //序列号
    jfieldID ival = (env)->GetFieldID(objectClass,"serial","I");

    //给每一个实例的变量付值，并且将实例作为一个object，添加到objcet数组中
    for(int i=0; i < len; i++ )
    {
        //给每一个实例的变量付值
        jstring jstr = WindowsTojstring(env,"我的磁盘名字是 D:");
        //(env)->SetObjectField(_obj,str,(env)->NewStringUTF("my name is D:"));
        (env)->SetObjectField(_obj,str,jstr);
        (env)->SetShortField(_obj,ival,10);

        //添加到objcet数组中
        (env)->SetObjectArrayElement(args, i, _obj);
    }
    //返回object数组
    return args;

}


全部的C/C++方法实现代码如下:
/**//*
*
* 一缕阳光(sundy)版权所有，保留所有权利。
*/
/**//**
*
* TODO Jni 中一个从Java到C/C++参数传递测试类
*
* @author 刘正伟(sundy)
* @see http://www.cnweblog.com/sundy
* @see mailto:sundy26@126.com
* @version 1.0
* @since 2005-4-30
*
* 修改记录：
*
* 日期              修改人                 描述
* ----------------------------------------------------------------------------------------------
*
*
*
*/
// JniManage.cpp : 定义 DLL 应用程序的入口点。
//
package com.sundy.jnidemo;
#include "stdafx.h"

#include <stdio.h>
#include <math.h>
#include "jni.h"
#include "jni_md.h"

#include "./head/Base.h"
#include "head/wmi.h"
#include "head/com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni.h" //通过javah –jni javactransfer 生成
#include <stdio.h>
#include "stdlib.h"
#include "string.h"

#pragma comment (lib,"BaseInfo.lib")
#pragma comment (lib,"jvm.lib")
//硬盘信息
struct {
    char name[256];
    int serial;
}DiskInfo;
/**//*BOOL APIENTRY DllMain( HANDLE hModule,
                       DWORD ul_reason_for_call,
                       LPVOID lpReserved
                     )
{
    LPTSTR strName = new CHAR[256] ;
    (*GetHostName)(strName);
    printf("%s\n",strName);
    delete [] strName;

    return TRUE;
}*/
//将jstring类型转换成windows类型
char* jstringToWindows( JNIEnv *env, jstring jstr );
//将windows类型转换成jstring类型
jstring WindowsTojstring( JNIEnv* env, char* str );

//主函数
BOOL WINAPI DllMain(HANDLE hHandle, DWORD dwReason, LPVOID lpReserved)
{
    return TRUE;
}
//输入常用的数值类型 Boolean,Byte,Char,Short,Int,Float,Double
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni_displayParms
(JNIEnv *env, jobject obj, jstring s, jint i, jboolean b)
{
    const char* szStr = (env)->GetStringUTFChars(s, 0 );
    printf( "String = [%s]\n", szStr );
    printf( "int = %d\n", i );
    printf( "boolean = %s\n", (b==JNI_TRUE ? "true" : "false") );
    (env)->ReleaseStringUTFChars(s, szStr );
}

//调用一个静态方法,只有一个简单类型输出
JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni_add
(JNIEnv *env, jobject, jint a, jint b)
{
    int rtn = (int)(a + b);
    return (jint)rtn;
}

/**/////输入一个数组,这里输入的是一个Boolean类型的数组
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni_setArray
(JNIEnv *env, jobject, jbooleanArray ba)
{
    jboolean* pba = (env)->GetBooleanArrayElements(ba, 0 );
    jsize len = (env)->GetArrayLength(ba);
    int i=0;
    // change even array elements
    for( i=0; i < len; i+=2 )
    {
        pba[i] = JNI_FALSE;
        printf( "boolean = %s\n", (pba[i]==JNI_TRUE ? "true" : "false") );
    }
    (env)->ReleaseBooleanArrayElements(ba, pba, 0 );
}

/**/////返回一个字符串数组
JNIEXPORT jobjectArray JNICALL Java_com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni_getStringArray
(JNIEnv *env, jobject)
{
    jstring      str;
    jobjectArray args = 0;
    jsize        len = 5;
    char*        sa[] = { "Hello,", "world!", "JNI", "is", "fun" };
    int          i=0;
    args = (env)->NewObjectArray(len,(env)->FindClass("java/lang/String"),0);
    for( i=0; i < len; i++ )
    {
        str = (env)->NewStringUTF(sa[i] );
        (env)->SetObjectArrayElement(args, i, str);
    }
    return args;
}

//返回一个结构,这里返回一个硬盘信息的简单结构类型
JNIEXPORT jobject JNICALL Java_com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni_getStruct
(JNIEnv *env, jobject obj)
{
    /**//* 下面为获取到Java中对应的实例类中的变量*/

    //获取Java中的实例类
    jclass objectClass = (env)->FindClass("com/sundy/jnidemo/DiskInfo");

    //获取类中每一个变量的定义
    //名字
    jfieldID str = (env)->GetFieldID(objectClass,"name","Ljava/lang/String;");
    //序列号
    jfieldID ival = (env)->GetFieldID(objectClass,"serial","I");


    //给每一个实例的变量付值
    (env)->SetObjectField(obj,str,(env)->NewStringUTF("my name is D:"));
    (env)->SetShortField(obj,ival,10);
   
    return obj;
}

//返回一个结构数组，返回一个硬盘信息的结构数组
JNIEXPORT jobjectArray JNICALL Java_com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni_getStructArray
(JNIEnv *env, jobject _obj)
{
    //申明一个object数组
    jobjectArray args = 0;
   
    //数组大小
    jsize        len = 5;

    //获取object所属类,一般为ava/lang/Object就可以了
    jclass objClass = (env)->FindClass("java/lang/Object");

    //新建object数组
    args = (env)->NewObjectArray(len, objClass, 0);

    /**//* 下面为获取到Java中对应的实例类中的变量*/

    //获取Java中的实例类
    jclass objectClass = (env)->FindClass("com/sundy/jnidemo/DiskInfo");
   
    //获取类中每一个变量的定义
    //名字
    jfieldID str = (env)->GetFieldID(objectClass,"name","Ljava/lang/String;");
    //序列号
    jfieldID ival = (env)->GetFieldID(objectClass,"serial","I");

    //给每一个实例的变量付值，并且将实例作为一个object，添加到objcet数组中
    for(int i=0; i < len; i++ )
    {
        //给每一个实例的变量付值
        jstring jstr = WindowsTojstring(env,"我的磁盘名字是 D:");
        //(env)->SetObjectField(_obj,str,(env)->NewStringUTF("my name is D:"));
        (env)->SetObjectField(_obj,str,jstr);
        (env)->SetShortField(_obj,ival,10);

        //添加到objcet数组中
        (env)->SetObjectArrayElement(args, i, _obj);
    }
    //返回object数组
    return args;

}

//将jstring类型转换成windows类型
char* jstringToWindows( JNIEnv *env, jstring jstr )
{
    int length = (env)->GetStringLength(jstr );
    const jchar* jcstr = (env)->GetStringChars(jstr, 0 );
    char* rtn = (char*)malloc( length*2+1 );
    int size = 0;
    size = WideCharToMultiByte( CP_ACP, 0, (LPCWSTR)jcstr, length, rtn,(length*2+1), NULL, NULL );
    if( size <= 0 )
        return NULL;
    (env)->ReleaseStringChars(jstr, jcstr );
    rtn[size] = 0;
    return rtn;
}
//将windows类型转换成jstring类型
jstring WindowsTojstring( JNIEnv* env, char* str )
{
    jstring rtn = 0;
    int slen = strlen(str);
    unsigned short * buffer = 0;
    if( slen == 0 )
        rtn = (env)->NewStringUTF(str );
    else
    {
        int length = MultiByteToWideChar( CP_ACP, 0, (LPCSTR)str, slen, NULL, 0 );
        buffer = (unsigned short *)malloc( length*2 + 1 );
        if( MultiByteToWideChar( CP_ACP, 0, (LPCSTR)str, slen, (LPWSTR)buffer, length ) >0 )
            rtn = (env)->NewString( (jchar*)buffer, length );
    }
    if( buffer )
        free( buffer );
    return rtn;
}

Java 测试native代码
这没有什么多说的，看代码吧
//主测试程序
    public static void main(String[] args) {
        ChangeMethodFromJni changeJni = new ChangeMethodFromJni();

        //输入常用的数值类型(string int boolean)
        System.out
                .println("------------------输入常用的数值类型(string int boolean)-----------");
        changeJni.displayParms("Hello World!", 100, true);

        //调用一个静态方法
        System.out.println("------------------调用一个静态方法-----------");
        int ret = changeJni.add(12, 20);
        System.out.println("The result is: " + String.valueOf(ret));

        //输入一个数组
        System.out.println("------------------输入一个数组-----------");
        boolean[] blList = new boolean[] { true, false, true };
        changeJni.setArray(blList);

        //返回一个字符串数组
        System.out.println("------------------返回一个字符串数组-----------");
        String[] strList = changeJni.getStringArray();
        for (int i = 0; i < strList.length; i++) {
            System.out.print(strList[i]);
        }
        System.out.println();

        System.out.println("------------------返回一个结构-----------");

        //返回一个结构
        DiskInfo disk = changeJni.getStruct();
        System.out.println("name:" + disk.name);
        System.out.println("Serial:" + disk.serial);

        //返回一个结构数组

        System.out.println("------------------返回一个结构数组 -----------");
        DiskInfo[] diskList = changeJni.getStructArray();
        for (int i = 0; i < diskList.length; i++) {
            System.out.println("name:" + diskList[i].name);
            System.out.println("Serial:" + diskList[i].serial);
        }

    }