用Delphi开发JNI(Java Native Interface)应用

JNI(Java Native Interface ， Java 本地接口 ) 技术大家都不陌生，它可以帮助解决 Java 访问底层硬件的局限和执行效率的提高。关于 JNI 的开发，大多数资料讨论的都是如何用 C/C++ 语言开发 JNI ，甚至于 JDK 也提供了一个 javah 工具来自动生成 C 语言程序框架。但是，对于广大的 Delphi 程序员来说，难道就不能用自己喜爱的 Delphi 与 Java 互通消息了吗？

通过对 javah 生成的 C 程序框架和 JDK 中的 jni.h 文件的分析，我们发现， Java 利用 JNI 访问本地代码的关键在于 jni.h 中定义的 JNINativeInterface_ 这个结构 (Struct) ，如果用 Delhpi 语言改写它的定义，应该也可以开发 JNI 的本地代码。幸运的是，在网上有现成的代码可以帮助你完成这个繁杂的工作，在 http://delphi-jedi.org 上提供了一个 jni.pas 文件，就是用 Delphi 语言重写的 jni.h 。我们只需在自己的 Delphi 工程中加入 jni.pas 就可以方便地开发出基于 Delphi 语言的 JNI 本地代码。 <!----> <o:p> </o:p>

本文将利用 jni.pas ，讨论用 Delphi 语言开发 JNI 本地代码的基本方法。

先来看一个经典的 HelloWorld 例子。编写以下 Java 代码： <o:p> </o:p>

class HelloWorld

{

  public native void displayHelloWorld();

  static

  {

    System.loadLibrary("HelloWorldImpl");

  }

}

这段代码声明了一个本地方法 displayHelloWorld ，它没有参数，也没有返回值，但是希望它能在屏幕上打印出“您好！中国。”字样。这个任务我们打算交给了本地的 Delphi 来实现。同时，在这个类的静态域中，用 System.loadLibrary() 方法装载 HelloWorldImpl.dll 。注意，这里只需要给出文件名而不需要给出扩展名 dll 。

这时候，如果在我们的 Java 程序中使用 HelloWorld 类的 displayHelloWorld 方法，系统将抛出一个 java.lang.UnsatisfiedLinkError 的错误，因为我们还没有为它实现本地代码。

下面再看一下在 Delphi 中的本地代码的实现。新建一个 DLL 工程，工程名为 HelloWorldImpl ，输入以下代码：

Uses

  JNI;

procedure Java_HelloWorld_displayHelloWorld(PEnv: PJNIEnv; Obj: JObject);stdcall;

begin

  Writeln(' 您好！中国。 ');

end;

exports

  Java_HelloWorld_DisplayHelloWorld;

end.

这段代码首先导入 jni.pas 单元。然后实现了一个叫 Java_HelloWorld_displayHelloWorld 的过程，这个过程的命名很有讲究，它以 Java 开头，用下划线将 Java 类的包名、类名和方法名连起来。这个命名方法不能有误，否则， Java 类将无法将 nativ 方法与它对应起来。同时，在 Win32 平台上，此过程的调用方式只能声明为 stdcall 。 虽然在 HelloWorld 类中声明的本地方法没有参数，但在 Delphi 中实现的具体过程则带有两个参数： PEnv : PJNIEnv 和 Obj : JObject 。（这两种类型都是在 jni.pas 中定义的）。其中， PEnv 参数代表了 Jvm 环境，而 Obj 参数则代表调用此过程的 Java 对象。当然，这两个参数，在我们这个简单的例子中是不会用到的。因为我们编译的是 dll 文件，所以在 exports 需要输出这个方法。 <o:p> </o:p>

编译 Delphi 工程，生成 HelloWorldImp.dll 文件，放在运行时系统能够找到的目录，一般是当前目录下， 并编写调用 HelloWorld 类的 Java 类如下：

class MainTest

{

  public static void main(String[] args)

  {

    new HelloWorld().displayHelloWorld();

  }

}

运行它，如果控制台输出了“您好！中国。”，恭喜你，你已经成功地用 Delphi 开发出第一个 JNI 应用了。

接下来，我们稍稍提高一点，来研究一下参数的传递。还是 HelloWorld ，修改刚才写的 displayHelloWorld 方法，让显示的字符串由 Java 类动态确定。新的 displayHelloWorld 方法的 Java 代码如下：

public native void displayHelloWorld(String str);<o:p></o:p>

修改 Delphi 的代码，这回用到了过程的第一个固有参数 PEnv ，如下：

procedure Java_HelloWorld_displayHelloWorld(PEnv: PJNIEnv; Obj: JObject; str: JString); stdcall;

var

  JVM: TJNIEnv;

begin

  JVM := TJNIEnv.Create(PEnv);

  Writeln(JVM.UnicodeJStringToString(str));

  JVM.Free;

end;

在该过程的参数表中我们增加了一个参数 str : JString ，这个 str 就负责接收来自 HelloWorld 传入的 str 实参。注意实现代码的不同，因为使用了参数，就涉及到参数的数据类型之间的转换。从 Java 程序传过来的 Java 的 String 对象现在成了特殊的 JString 类型，而 JString 在 Delphi 中是不可以直接使用的。需要借助 TJNIEnv 提供的 UnicodeJStringToString() 方法来转换成 Delphi 能识别的 string 类型。所以，需要构造出 TJNIEnv 的实例对象，使用它的方法（ TJNIEnv 提供了众多的方法，这里只使用了它最基本最常用的一个方法），最后，记得要释放它。对于基本数据类型的参数，从 Java 传到 Delphi 中并在 Delphi 中使用的步骤就是这么简单。

我们再提高一点点难度，构建一个自定义类 Book ，并把它的实例对象作为参数传入 Delphi ，研究一下在本地代码中如何访问对象参数的公共字段。

首先，定义一个简单的 Java 类 Book ，为了把问题弄得稍微复杂一点，我们在 Book 中增加了一个 java.util.Date 类型的字段，代码如下：

public class Book

{

  public String title;  // 标题

  public double price; // 价格

  public Date pdate;  // 购买日期

}

同样，在 HelloWorld 类中增加一个本地方法 displayBookInfo ，代码如下：

public native void displayBookInfo(Book b);<o:p></o:p>

Delphi 的代码相对于上面几个例子来说，显得复杂了一点，先看一下代码：

procedure Java_HelloWorld_displayBookInfo(PEnv: PJNIEnv; Obj: JObject; b:JObject); stdcall;

var

 JVM: TJNIEnv;

 c,c2: JClass;

 fid:JFieldID;

mid:JMethodID;

title,datestr:string;

price:double;

pdate:JObject;

begin

  JVM := TJNIEnv.Create(PEnv);

  c:=JVM.GetObjectClass(b);

  fid:=JVM.GetFieldID(c,'title','Ljava/lang/String;');

  title:=JVM.UnicodeJStringToString(JVM.GetObjectField(b,fid));

  fid:=JVM.GetFieldID(c,'price','D');

  price:=JVM.GetDoubleField(b,fid);

  fid:=JVM.GetFieldID(c,'pdate','Ljava/util/Date;');

  pdate:=JVM.GetObjectField(b,fid);

  c2:=JVM.GetObjectClass(pdate);

  mid:=JVM.GetMethodID(c2,'toString','()Ljava/lang/String;');

  datestr:=JVM.JStringToString(JVM.CallObjectMethodA(pdate,mid,nil));

 

  WriteLn(Format('%s  %f  %s',[title,price,datestr]));

<o:p> </o:p>

  JVM.Free;

end;

参数 b:JObject 就是传入的 Book 对象。先调用 GetObjectClass 方法，根据 b 对象获得它所属的类 c ，然后调用 GetFieldID 方法从 ç 中获取一个叫做 title 的属性的字段 ID ，一定要传入正确的类型签名。然后通过 GetObjectField 方法就可以根据得到的字段 ID 从对象中得到字段的值。注意这里的次序：我们得到传入的对象参数 (Object) ，就要先得到它的类 (Class) ，这样既有了对象实例，又有了类，以后就从类中得到字段 ID ，根据字段 ID 从对象中得到字段值。对于类的静态字段，则可以直接从类中获取它的值而不需要通过对象。 如果要调用对象的方法，操作步骤也基本类似，也需要从类中获取方法 ID ，再执行对象的相应方法。在本例中，因为我们增加了一个 java.util.Date 类型的字段，要访问这样的字段，也只能先把它做为 JObject 读入，再以同样的方法进一步去访问它的成员（属性或方法）。本例中演示了如何访问 Date 对象的成员方法 toString 。
<o:p> </o:p>

要正确地访问类对象的成员属性（字段）及成员方法，最重要的一点是一定要给出正确的签名，在 Java 中对于数据类型和方法的签名有如下的约定：

数据类型 / 方法 <o:p> </o:p>	签名 <o:p> </o:p>
byte	B
char	C