学习了一下JNI,发表文章的时候不知道该选什么好了,不知道JNI应该属于那个范畴^_^。
1.简介 JNI是Java Native Interface的缩写,它的设计目的是: The standard Java class library may not support the platform-dependent features needed by your application. You may already have a library or application written in another programming language and you wish to make it accessible to Java applications You may want to implement a small portion of time-critical code in a lower-level programming language, such as assembly, and then have your Java application call these functions 2.JNI的书写步骤 编写带有native声明的方法的java类 使用javac命令编译所编写的java类 使用javah ?jni java类名生成扩展名为h的头文件 使用C/C++实现本地方法 将C/C++编写的文件生成动态连接库 ok 1) 编写java程序: 这里以HelloWorld为例。 代码1: class HelloWorld { public native void displayHelloWorld(); static { System.loadLibrary("hello"); } public static void main(String[] args) { new HelloWorld().displayHelloWorld(); } } 声明native方法:如果你想将一个方法做为一个本地方法的话,那么你就必须声明改方法为native的,并且不能实现。其中方法的参数和返回值在后面讲述。 Load动态库:System.loadLibrary("hello");加载动态库(我们可以这样理解:我们的方法displayHelloWorld()没有实现,但是我们在下面就直接使用了,所以必须在使用之前对它进行初始化)这里一般是以static块进行加载的。同时需要注意的是System.loadLibrary();的参数“hello”是动态库的名字。 main()方法 2) 编译没有什么好说的了 javac HelloWorld.java 3) 生成扩展名为h的头文件 javah ?jni HelloWorld 头文件的内容: /* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */ #include <jni.h> /* Header for class HelloWorld */ #ifndef _Included_HelloWorld #define _Included_HelloWorld #ifdef __cplusplus extern "C" { #endif /* * Class: HelloWorld * Method: displayHelloWorld * Signature: ()V */ JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloWorld_displayHelloWorld (JNIEnv *, jobject); #ifdef __cplusplus } #endif #endif (这里我们可以这样理解:这个h文件相当于我们在java里面的接口,这里声明了一个Java_HelloWorld_displayHelloWorld (JNIEnv *, jobject);方法,然后在我们的本地方法里面实现这个方法,也就是说我们在编写C/C++程序的时候所使用的方法名必须和这里的一致)。 4) 编写本地方法 实现和由javah命令生成的头文件里面声明的方法名相同的方法。 代码2: 1 #include <jni.h> 2 #include "HelloWorld.h" 3 #include <stdio.h> 4 JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloWorld_displayHelloWorld(JNIEnv *env, jobject obj) { printf("Hello world!\n"); return; } 注意代码2中的第1行,需要将jni.h(该文件可以在%JAVA_HOME%/include文件夹下面找到)文件引入,因为在程序中的JNIEnv、jobject等类型都是在该头文件中定义的;另外在第2行需要将HelloWorld.h头文件引入(我是这么理解的:相当于我们在编写java程序的时候,实现一个接口的话需要声明才可以,这里就是将HelloWorld.h头文件里面声明的方法加以实现。当然不一定是这样)。然后保存为HelloWorldImpl.c就ok了。 5) 生成动态库 这里以在Windows中为例,需要生成dll文件。在保存HelloWorldImpl.c文件夹下面,使用VC的编译器cl成。 cl -I%java_home%\include -I%java_home%\include\win32 -LD HelloWorldImp.c -Fehello.dll 注意:生成的dll文件名在选项-Fe后面配置,这里是hello,因为在HelloWorld.java文件中我们loadLibary的时候使用的名字是hello。当然这里修改之后那里也需要修改。另外需要将-I%java_home%\include -I%java_home%\include\win32参数加上,因为在第四步里面编写本地方法的时候引入了jni.h文件。 6) 运行程序 java HelloWorld就ok。^_^ 3.Java类型和本地类型对应 在如下情况下,需要在本地方法中应用java对象的引用,就会用到类型之间的转换: 1)java方法里面将参数传入本地方法; 2)在本地方法里面创建java对象; 3)在本地方法里面return结果给java程序。 分为如下两种情况: Java原始类型 像booleans、integers、floats等从Java程序中传到本地方法中的原始类型可以直接使用,下面是java中的原始类型和本地方法中的类型的对应: Java类型 本地类型 字节(bit) boolean jboolean 8, unsigned byte jbyte 8 char jchar 16, unsigned short jshort 16 int jint 32 long jlong 64 float jfloat 32 double jdouble 64 void void n/a 也就是说如果我在方法中传进去了一个boolean的参数的话,那么我在本地方法中就有jboolean类型与之对应。同理,如果在本地方法中return一个jint的话,那么在java中就返回一个int类型。 Java对象 Java对象做为引用被传递到本地方法中,所有这些Java对象的引用都有一个共同的父类型jobject(相当于java中的Object类是所有类的父类一样)。下面是JNI实现的一些jobject的子类: 4.本地方法中访问java程序中的内容 1)访问String对象: 从java程序中传过去的String对象在本地方法中对应的是jstring类型,jstring类型和c中的char*不同,所以如果你直接当做char*使用的话,就会出错。因此在使用之前需要将jstring转换成为c/c++中的char*,这里使用JNIEnv的方法转换。下面是一个例子: 代码3: JNIEXPORT jstring JNICALL Java_Prompt_getLine (JNIEnv *env, jobject obj, jstring prompt) { char buf[128]; const char *str = (*env)->GetStringUTFChars(env, prompt, 0); printf("%s", str); (*env)->ReleaseStringUTFChars(env, prompt, str); 这里使用GetStringUTFChars方法将传进来的prompt(jstring类型)转换成为UTF-8的格式,就能够在本地方法中使用了。 注意:在使用完你所转换之后的对象之后,需要显示调用ReleaseStringUTFChars方法,让JVM释放转换成UTF-8的string的对象的空间,如果不显示的调用的话,JVM中会一直保存该对象,不会被垃圾回收器回收,因此就会导致内存溢出。 下面是访问String的一些方法: ◆GetStringUTFChars将jstring转换成为UTF-8格式的char* ◆GetStringChars将jstring转换成为Unicode格式的char* ◆ReleaseStringUTFChars释放指向UTF-8格式的char*的指针 ◆ReleaseStringChars释放指向Unicode格式的char*的指针 ◆NewStringUTF创建一个UTF-8格式的String对象 ◆NewString创建一个Unicode格式的String对象 ◆GetStringUTFLengt获取UTF-8格式的char*的长度 ◆GetStringLength获取Unicode格式的char*的长度 2) 访问Array对象: 和String对象一样,在本地方法中不能直接访问jarray对象,而是使用JNIEnv指针指向的一些方法来是用。 访问Java原始类型数组: 1)获取数组的长度: 代码4: JNIEXPORT jint JNICALL Java_IntArray_sumArray (JNIEnv *env, jobject obj, jintArray arr) { int i, sum = 0; jsize len = (*env)->GetArrayLength(env, arr); 如代码4所示,这里获取数组的长度和普通的c语言中的获取数组长度不一样,这里使用JNIEvn的一个函数GetArrayLength。 2)获取一个指向数组元素的指针: 代码4: jint *body = (*env)->GetIntArrayElements(env, arr, 0); 使用GetIntArrayElements方法获取指向arr数组元素的指针,注意该函数的参数,第一个是JNIEnv,第二个是数组,第三个是数组里面第三个是数组里面开始的元素 3)使用指针取出Array中的元素 代码5: for (i=0; i<len; i++) { sum += body[i]; } 这里使用就和普通的c中的数组使用没有什么不同了 4)释放数组元素的引用 代码6: (*env)->ReleaseIntArrayElements(env, arr, body, 0); 和操作String中的释放String的引用是一样的,提醒JVM回收arr数组元素的引用。 这里举的例子是使用int数组的,同样还有boolean、float等对应的数组。 获取数组元素指针的对应关系: 函数 数组类型 GetBooleanArrayElements boolean GetByteArrayElements byte GetCharArrayElements char GetShortArrayElements short GetIntArrayElements int GetLongArrayElements long GetFloatArrayElements float GetDoubleArrayElements double 释放数组元素指针的对应关系: Function Array Type ReleaseBooleanArrayElements boolean ReleaseByteArrayElements byte ReleaseCharArrayElements char ReleaseShortArrayElements short ReleaseIntArrayElements int ReleaseLongArrayElements long ReleaseFloatArrayElements float ReleaseDoubleArrayElements double 访问自定义Java对象数组 The JNI provides a separate set of functions to access elements of object arrays. You can use these functions to get and set individual object array elements. Note: You cannot get all the object array elements at once. GetObjectArrayElement returns the object element at a given index. SetObjectArrayElement updates the object element at a given index. 3) 访问Java对象的方法: 在本地方法中调用Java对象的方法的步骤: ①.获取你需要访问的Java对象的类: jclass cls = (*env)->GetObjectClass(env, obj); 使用GetObjectClass方法获取obj对应的jclass。 ②.获取MethodID: jmethodID mid = (*env)->GetMethodID(env, cls, "callback", "(I)V"); 使用GetMethdoID方法获取你要使用的方法的MethdoID。其参数的意义: env??>JNIEnv cls??>第一步获取的jclass "callback"??>要调用的方法名 "(I)V"??>方法的Signature ③.调用方法: (*env)->CallVoidMethod(env, obj, mid, depth); 使用CallVoidMethod方法调用方法。参数的意义: env??>JNIEnv obj??>通过本地方法穿过来的jobject mid??>要调用的MethodID(即第二步获得的MethodID) depth??>方法需要的参数(对应方法的需求,添加相应的参数) 注:这里使用的是CallVoidMethod方法调用,因为没有返回值,如果有返回值的话使用对应的方法,在后面会提到。 方法的Signature 方法的Signature是由方法的参数和返回值的类型共同构成的,下面是他们的结构: "(argument-types)return-type" 其中Java程序中参数类型和其对应的值如下: Signature Java中的类型 Z boolean B byte C char S short I int J long F float D double L fully-qualified-class; fully-qualified-class [ type type[] ( arg-types ) ret-type method type 一个Java类的方法的Signature可以通过javap命令获取: javap -s -p Java类名 给调用的函数传参数: 通常我们直接在methodID后面将要传的参数添加在后面,但是还有其他的方法也可以传参数: CallVoidMethodV可以获取一个数量可变的列表作为参数; CallVoidMethodA可以获取一个union。 调用静态方法: 就是将第二步和第三步调用的方法改为对应的: GetStaticMethodID获取对应的静态方法的ID CallStaticIntMethod调用静态方法 调用超类的方法: 用的比较少,自己看啦。^_^。 4)访问Java对象的属性: 访问Java对象的属性和访问Java对象的方法基本上一样,只需要将函数里面的Method改为Field即可