在 Linux 平台下使用 JNI

Java 的出现给大家开发带来的极大的方便。但是,如果我们有大量原有的经过广泛测试的非 Java 代码,将它们全部用 Java 来重写,恐怕会带来巨大的工作量和长期的测试;如果我们的应用中需要访问到特定的设备,甚至是仅符合公司内部信息交互规范的设备,或某个特定的操作系统才有的特性,Java 就显得有些力不从心了。面对这些问题,Sun 公司在 JDK1.0 中就定义了 JNI 规范,它规定了 Java 应用程序对本地方法的调用规则。

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实现步骤及相关函数使用

本文将一步步说明在 Linux 平台下如何实现本地共享库与 Java 协同工作。Hello World 程序是目前标准的入门第一步,那么,我也以类似的应用最为样例。

第一步,定义一个 Java 类 -- Hello. 它提供 SayHello 方法:

此时应注意两点:

1. 为要使用的每个本地方法编写本地方法声明,其声明方式与普通 Java 方法接口没什么不同,只是必须指定 native 关键字,如下所示:

public native void SayHello(String strName);

在这个函数中,我们将根据传进的人名,向某人问好。

2. 必须显式地加载本地代码库。我们需在类的一个静态块中加载这个库:

static { System.loadLibrary("hello"); }  

再加上必要的异常处理就生成如下源文件 Hello.java:

public class Hello { static { try { // 此处即为本地方法所在链接库名 System.loadLibrary("hello"); } catch(UnsatisfiedLinkError e) { System.err.println( "Cannot load hello library:\n " + e.toString() ); } } public Hello() { } // 声明的本地方法 public native void SayHello(String strName); }  

编译后生成 Hello.class 文件。

第二步,生成本地链接库。具体过程如下:

1. 要为以上定义的类生成 Java 本地接口头文件,需使用 javah,Java 编译器的 javah 功能将根据 Hello 类生成必要的声明,此命令将生成 Hello.h 文件,我们在共享库的代码中要包含它,javah 不使默认内部命令,需要指明路径,它在 JDK 的 bin 目录下,在我的 Linux 环境下命令如下:

/home/jbuilder/jdk1.3.1/bin/javah Hello

生成的 Hello.h 文件 内容如下所示:

/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */ #include <jni.h> /* Header for class Hello */ #ifndef _Included_Hello #define _Included_Hello #ifdef __cplusplus extern "C" { #endif /* * Class: Hello * Method: SayHello * Signature: (Ljava/lang/String;)V */ JNIEXPORT void JNICALL Java_Hello_SayHello (JNIEnv *, jobject, jstring); #ifdef __cplusplus } #endif #endif  

2. 在与 Hello.h 相同的路径下创建一个 CPP 文件 Hello.cpp。内容如下:

#include "Hello.h" #include <stdio.h> // 与 Hello.h 中函数声明相同 JNIEXPORT void JNICALL Java_Hello_SayHello (JNIEnv * env, jobject arg, jstring instring) { // 从 instring 字符串取得指向字符串 UTF 编码的指针 const jbyte *str = (const jbyte *)env->GetStringUTFChars( instring, JNI_FALSE ); printf("Hello,%s\n",str); // 通知虚拟机本地代码不再需要通过 str 访问 Java 字符串。 env->ReleaseStringUTFChars( instring, (const char *)str ); return; }  

所有的 JNI 调用都使用了 JNIEnv * 类型的指针,习惯上在 CPP 文件中将这个变量定义为 evn,它是任意一个本地方法的第一个参数。env 指针指向一个函数指针表,在 VC 中可以直接用"->"操作符访问其中的函数。

jobject 指向在此 Java 代码中实例化的 Java 对象 LocalFunction 的一个句柄,相当于 this 指针。

后续的参数就是本地调用中有 Java 程序传进的参数,本例中只有一个 String 型参数。对于字符串型参数,因为在本地代码中不能直接读取 Java 字符串,而必须将其转换为 C /C++ 字符串或 Unicode。以下是三个我们经常会用到的字符串类型处理的函数:

const char* GetStringUTFChars(jstring string,jboolean* isCopy)

返回指向字符串 UTF 编码的指针,如果不能创建这个字符数组,返回 null。这个指针在调用 ReleaseStringUTFChar() 函数之前一直有效。

参数:string Java 字符串对象 isCopy 如果进行拷贝,指向以 JNI_TRUE 填充的 jboolean, 否则指向以 JNI_FALSE 填充的 jboolean。 void ReleaseStringUTFChars(jstring str, const char* chars) 通知虚拟机本地代码不再需要通过 chars 访问 Java 字符串。

参数:string Java 字符串对象 chars 由 GetStringChars 返回的指针 jstring NewStringUTF(const char *utf) 返回一个新的 Java 字符串并将 utf 内容拷贝入新串,如果不能创建字符串对象, 返回 null。通常在反值类型为 string 型时用到。

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