Java JNI Programming基础 1.

一、JNI 的特点:

JNI有一个很重要的优点，就是在你充分利用Java的跨平台特性的前提下，你仍然可以利用其它编程语言。JNI是JVM实现很重要的一部分，是允许Java应用调用本地代码(native code)或本地代码调用Java应用的一个双向接口。下图就显示了这两者之间的关系：

JNI支持两种类型的native code: 本地库和本地应用程序
1. 你可以使用JNI写出本地方法，允许Java程序调用由本地方法实现的函数，这在jvm的实现里有大量的应用。我们从jdk的源码里也可以看到大量的这种示例。
2. JNI还支持调用接口(invocation interface)，它允许你在本地应用程序(通常是C/C++代码编写)里嵌入jvm的实现，本地应用可以链接实现了jvm的本地库，接着使用调用接口来调用Java中的一些类的方法。比如，使用C编写的Web浏览器，可以执行一个applet代码片段。
总之一句话，JNI建立了Java语言和native code之间的一种双向调用关系。

下面我们看看，一个简单的jni程序如何编写？

二、简单示例：

示例1: HelloWorld.java, 即调用一个C函数，打印一个简单的字符串

packagejnitest;
publicclassHelloWorld...{
publicHelloWorld()...{
}
static...{
System.loadLibrary("helloworld");
}
publicnativevoiddisplayHelloWorld();
publicnativevoiddisplayString(Stringsz);
publicnativeStringechoString(Stringsz);

publicstaticvoidmain(String[]args)...{
HelloWorldhelloworld=newHelloWorld();
Stringt=helloworld.echoString("测试一下中文");
System.out.println(t);
}
}

Sysem.loadLibrary在static段里，表示在类HelloWorld初始化时，动态加载一个动态库，win32里这个库名应该叫helloworld.dll。这样任何一个HelloWorld实例都可以动态调用helloworld.dll中的方法了。
第一步，我们先build出class文件。
第二步，针对上边的jnitest.class文件，使用javah为其生成C代码中的头文件
cd E:\java\jbproject\jnitest\classes
javah jnitest.HelloWorld
这时我们可以看到生成的头文件名叫jnitest_HelloWorld.h，它的内容如下：

/**//*DONOTEDITTHISFILE-itismachinegenerated*/
#include<jni.h>
/**//*Headerforclassjnitest_HelloWorld*/

#ifndef_Included_jnitest_HelloWorld
#define_Included_jnitest_HelloWorld
#ifdef__cplusplus
extern"C"...{
#endif
/**//*
*Class:jnitest_HelloWorld
*Method:echoString
*Signature:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String;
*/
JNIEXPORTjstringJNICALLJava_jnitest_HelloWorld_echoString
(JNIEnv*,jobject,jstring);

#ifdef__cplusplus
}
#endif
#endif

需要说明的是，#ifdef__cplusplus
extern"C"...{
#endif
}
表示该头文件也可以用于C++代码的make和link。
下面，我们可以写出本地方法Java_jnitest_HelloWorld_echoString的实现了。
第二步：实现本地方法.
在刚才的目录E:\java\jbproject\jnitest\classes下边，我们新建一个文件helloworldimp.cpp。内容如下：

#include<jni.h>
#include"jnitest_HelloWorld.h"
#include<stdio.h>

JNIEXPORTjstringJNICALLJava_jnitest_HelloWorld_echoString
(JNIEnv*env,jobjectobj,jstringsz)
...{
returnsz;
}

这里采用最简单的实现，直接将参数sz的值返回，不作任何改变。

第三步：是build出动态库helloworld.dll，希望你的机器里已经安装好了VC6或者VC7/8(VS2002,2003或者2005)。这里以VC6.0为例，并且采用命令行方式来build。进入到VC的安装目录，这里是D:\msdev\VC98\Bin
编译命令cl就在此目录下边，这个目录下边有个环境变量的批处理文件VCVARS32.bat，我们拿来改一下就可以用了。
在这里，我为它专门加入了jni要使用的头文件，为了编译java代码，把java的ClassPath也加进来了。其内容如下：

@echooff
rem
remRootofVisualDeveloperStudioCommonfiles.
setVSCommonDir=D:msdev

rem
remRootofVisualDeveloperStudioinstalledfiles.
rem
setMSDevDir=D:msdevCommonmsdev98

rem
remRootofVisualC++installedfiles.
rem
setMSVCDir=D:msdevVC98

rem
remVcOsDirisusedtohelpcreateeitheraWindows95orWindowsNTspecificpath.
rem
setVcOsDir=WIN95
if"%OS%"=="Windows_NT"setVcOsDir=WINNT

rem
echoSettingenvironmentforusingMicrosoftVisualC++tools.
rem

if"%OS%"=="Windows_NT"setPATH=%MSDevDir%BIN;%MSVCDir%BIN;%VSCommonDir%TOOLS%VcOsDir%;%VSCommonDir%TOOLS;%MSVCDir%DEBUG;%VSCommonDir%OSSYSTEM;%PATH%
if"%OS%"==""setPATH="%MSDevDir%BIN";"%MSVCDir%BIN";"%VSCommonDir%TOOLS%VcOsDir%";"%VSCommonDir%TOOLS";"%windir%SYSTEM";"%PATH%";%VSCommonDir%OSSYSTEM
setINCLUDE=%MSVCDir%ATLINCLUDE;%MSVCDir%INCLUDE;%MSVCDir%MFCINCLUDE;%INCLUDE%
setLIB=%MSVCDir%LIB;%MSVCDir%MFCLIB;%LIB%

remsetVcOsDir=
remsetVSCommonDir=

remmodifiedbyxionghe,antpath,classpathetc.
setpath=%path%;d:\jakarta-ant\bin
setJAGUAR_JDK13=d:\sharedjdk1.3.1_11
setJAGUAR_JDK14=d:\sharedjdk1.4.2_06
setJAGUAR_JDK15=d:\sharedjdk1.5.0_01
setJAVA_HOME=%JAGUAR_JDK14%
setPATH=%JAVA_HOME%bin;%JAVA_HOME%\jre\bin;%PATH%
setOLD_CLASSPATH=%CLASSPATH%
setCLASSPATH=.;%JAVA_HOME%\lib\dt.jar;%JAVA_HOME%\lib\tools.jar;%JAVA_HOME%\jre\lib\rt.jar
setCLASSPATH=%CLASSPATH%;%OLD_CLASSPATH%

setINCLUDE=%JAVA_HOME%\include;%JAVA_HOME%\include\win32;%INCLUDE%

startcmd

我们在Run窗口里直接运行D:\msdev\VC98\Bin\vcvars32，就会新启一个带有C++以及Java JNI相关环境变量的cmd窗口。进入到刚才的class目录，运行：
cl -MD -LD helloworldimp.cpp -Fehelloworld.dll
动态库即可build成功。
于是我们可以运行java jnitest.HelloWorld，得到结果了。
稍复杂一点的例子，改变本地函数中的参数值。

三、复杂一点的例子：

的fs
我们看看下边的这个类：

publicclassPrompt...{
publicPrompt()...{
}
privatenativeStringgetLine(Stringprompt);
static...{
System.loadLibrary("helloworld");
}
publicstaticvoidmain(String[]args)...{
Promptprompt=newPrompt();
Stringinput=prompt.getLine("Typealine:");
System.out.println("usertyped:"+input);
}
}

Prompt类，就是想调用C代码中的用户输入，然后把输入的东西回显出来，就这么简单，但是返回值是用户输入的串，不是参数里的prompt值。加载的动态库依然借用前边的helloworld.dll，这里不带包名，以与前例区分。
使用javah生成的头文件Prompt.h如下：

/**//*DONOTEDITTHISFILE-itismachinegenerated*/
#include<jni.h>
/**//*HeaderforclassPrompt*/

#ifndef_Included_Prompt
#define_Included_Prompt
#ifdef__cplusplus
extern"C"...{
#endif
/**//*
*Class:Prompt
*Method:getLine
*Signature:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String;
*/
JNIEXPORTjstringJNICALLJava_Prompt_getLine
(JNIEnv*,jobject,jstring);

#ifdef__cplusplus
}
#endif
#endif

下边是完整的实现，将前例和本例的合到了一起(helloworldimp.cpp)。

#include<jni.h>
#include"jnitest_HelloWorld.h"
#include"Prompt.h"
#include<stdio.h>

JNIEXPORTjstringJNICALLJava_jnitest_HelloWorld_echoString
(JNIEnv*env,jobjectobj,jstringsz)
...{
returnsz;
}


/**//**
*PromptDllfunctionentry
*/
JNIEXPORTjstringJNICALLJava_Prompt_getLine
(JNIEnv*env,jobjectobj,jstringprompt)
...{
charbuf[128];
constchar*str;//charisjustthejbyte
str=(env)->GetStringUTFChars(prompt,NULL);
if(str==NULL)...{
returnNULL;/**//*OutOfMemoryErroralreadythrown*/
}
printf("%s",str);
(env)->ReleaseStringUTFChars(prompt,str);
/**//*Weassumeherethattheuserdoesnottypemorethan
*127characters*/
scanf("%s",buf);
return(env)->NewStringUTF(buf);
}

运行java -Djava.library.path=D:\msdev\MyProjects\helloworld Prompt，结果如下：
Type a line: fjkal
user typed: fjkal
注意，这里需要指定jvm的java.library.path值，表示load动态库时的搜索路径，或者你把生成的动态库拷贝到PATH路径中的任一目录里也可以，但不推荐这么做。
还要注意一点的是C++代码和C代码里env的调用形式不太一样。
C++: (env)->ReleaseStringUTFChars(prompt,str);
而C：(env*)->ReleaseStringUTFChars(env, prompt,str);
前边的实现里，必须作出jstring类型到char*的转换，并且适时的要释放内存，否则会出现内存泄漏。
这是一些比较简单的例子。后边会有适当的篇幅介绍jni以及jvm中一些比较复杂的应用。