JNI demo

JAVA用JNI(java native interface)调用系统命令——JAVA控制台程序实现清屏功能
 
JAVA是高级程序语言，在语言内部没有内置清屏这样的功能，我说的清屏是指在windows的dos窗口下执行cls那种效果。有人说甚至写一个Swing都比写控制台程序容易。
 
在网上搜索了很多办法，最后决定用JNI(JAVA NATIVE INTERFACE)来实现，说白了就是JAVA不能调系统命令，但是C++可以调，用C++写一个调用清屏命令的程序system(“cls”);然后编译成动态链接库.dll(windows下)，然后用JAVA去调用。
 
具体做法：
用到的工具有windows下的C++编译器DEV-CPP，当然也可以用VC或者VS，但那个太重量级了，就写一行C++代码用那个不太划算，就下载了一个DEV-CPP。
 
先写一个JAVA类：ClsLib.java
public class ClsLib {
       static{
              System.loadLibrary("cls");   
//这个cls跟最后我们要生成的cls.dll文件的文件名相同
       }
       public native static void cls();
}
编译这个类，用javac或者用IDE都行，得到一个ClsLib.class
用DOS窗口进入classes目录，执行：javah ClsLib
得到一个ClsLib.h文件，这个文件是C++中要用到的头文件，可以打开看到其内容如下：
/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
#include <jni.h>
/* Header for class ClsLib */
 
#ifndef _Included_ClsLib
#define _Included_ClsLib
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
 * Class:     ClsLib
 * Method:    cls
 * Signature: ()V
 */
JNIEXPORT void JNICALL Java_ClsLib_cls
  (JNIEnv *, jclass);
 
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif
 
其它的东西不用关心，只关心其中有一个方法定义，就是我们在ClsLib.java中定义的方法的自动生成版JNIEXPORT void JNICALL Java_ClsLib_cls
  (JNIEnv *, jclass);
其中的JNIEXPORT，JNIEnv和jclass都是jni.h中声明的结构
在JDK/include文件夹中可以找到jni.h，在JDK/include/win32文件夹中可以找到jni_md.h，把这两个.h连同ClsLib.h一同放到一个文件夹下，比如devcpp/project/下，然后运行DEV-CPP，新建一个工程，选择DLL工程，关闭自动生成的两个源文件，把DLL工程存到devcpp/project/目录下，
在工程上点右键——添加：把这三个头文件(ClsLib.h，jni.h，jni_md.h)添加到工程中；
在工程上点右键——新建单元：新建一个源文件，把它保存为cls.cpp，这是C++的源文件；
在这个cls.cpp中编写代码实现ClsLib.h中声明的方法，也就是我们定义的public native static void cls();方法要实现的功能，这里要实现清屏，代码如下：
#include "ClsLib.h"
#include <cstdlib>
#include <iostream>
 
using namespace std;
JNIEXPORT void JNICALL Java_ClsLib_cls
  (JNIEnv *, jclass){
  system("cls");
}
在编译之前需要注意的是：
在cls.cpp中#include “ClsLib.h”，在ClsLib.h中#include “jni.h”，在jni.h中#include “jni_md.h”，这些include原本默认的写法是#include<>，因为我把它们放到了一起，所以要改成#include “”这样的形式以表明我是引用本目录下的文件，否则可能由于系统配置问题，引不到文件，导致编译失败。
 
好了，都准备好了，点“运行——编译”，如果编译成功，在dev-cpp/project/目录下会出现一个cls.dll，把它复制到classes目录下，这里说一下，可以把它放到src下，这样每次编译时都会自动把它放到classes里了，否则如果直接放到classes里，下次一clean，它就不见了，好不容易搞出来的，要珍惜呀。
 
OK，下面就是调用了，调用很简单，当你需要清屏时调用ClsLib.cls();就行了，例如：
 
public class MainMenu {
       public void show() {
              ClsLib.cls();
              System.out.println("1. Admin登录");
              System.out.println("2. 普通用户登录");
              System.out.println("3. 退出");
              System.out.print("请输入操作号：");
       }
}
 
打完收工。
 
后注：
1、这里只是一个简单的调用一下系统的命令，如果有更复杂的应用，比如要传参数给C++或者要接收返回值到JAVA，都比较复杂，因为C++和JAVA中对数据的定义有所不同，比如字符集编码不同，String的定义不同，数组的定义不同等，JNI的API中有这方面的处理，参见网上其他文章，我也是看了其它文章才写的这个，因为在使用时出了许多问题，最后费很大劲琢磨出来了，所以写一个确实可行的例子，以免走弯路。
2、在试验时出现问题，欢迎讨论，arkwright@sina.com
 
下面转载我所参考的文章的原文：

　　最近在公司里做了一个手机的项目，需要JAVA程序在发送短信的时候和第三方的短信服务器连接。短信接口是用C++写的。琢磨了三天，大致搞懂了JNI的主体部分。先将心得整理，希望各位朋友少走弯路。 　　首先引用一篇文章，介绍一个简单的JNI的调用的过程。　　JAVA以其跨平台的特性深受人们喜爱，而又正由于它的跨平台的目的，使得它和本地机器的各种内部联系变得很少，约束了它的功能。解决JAVA对本地操作的一种方法就是JNI。　　JAVA通过JNI调用本地方法，而本地方法是以库文件的形式存放的（在WINDOWS平台上是DLL文件形式，在UNIX机器上是SO文件形式）。通过调用本地的库文件的内部方法，使JAVA可以实现和本地机器的紧密联系，调用系统级的各接口方法。 　　简单介绍及应用如下： 　　一、JAVA中所需要做的工作 　　在JAVA程序中，首先需要在类中声明所调用的库名称，如下：

static { System.loadLibrary(“goodluck”); }
 
　　在这里，库的扩展名字可以不用写出来，究竟是DLL还是SO，由系统自己判断。 　　还需对将要调用的方法做本地声明，关键字为native。且只需要声明，而不需要具体实现。如下：
public native static void set(int i); public native static int get();
 
　　然后编译该JAVA程序文件，生成CLASS，再用JAVAH命令，JNI就会生成C/C++的头文件。 　　例如程序testdll.java，内容为：
public class testdll { static { System.loadLibrary("goodluck"); } public native static int get(); public native static void set(int i); public static void main(String[] args) { testdll test = new testdll(); test.set(10); System.out.println(test.get()); } }
 
　　用javac testdll.java编译它，会生成testdll.class。 　　再用javah testdll，则会在当前目录下生成testdll.h文件，这个文件需要被C/C++程序调用来生成所需的库文件。 　　二、C/C++中所需要做的工作 　　对于已生成的.h头文件，C/C++所需要做的，就是把它的各个方法具体的实现。然后编译连接成库文件即可。再把库文件拷贝到JAVA程序的路径下面，就可以用JAVA调用C/C++所实现的功能了。 　　接上例子。我们先看一下testdll.h文件的内容：
/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */ #include /* Header for class testdll */ #ifndef _Included_testdll #define _Included_testdll #ifdef __cplusplus extern "C" { #endif /* * Class: testdll * Method: get * Signature: ()I */ JNIEXPORT jint JNICALL Java_testdll_get (JNIEnv *, jclass); /* * Class: testdll * Method: set * Signature: (I)V */ JNIEXPORT void JNICALL Java_testdll_set (JNIEnv *, jclass, jint); #ifdef __cplusplus } #endif #endif
 
　　在具体实现的时候，我们只关心两个函数原型 　　JNIEXPORT jint JNICALL Java_testdll_get (JNIEnv *, jclass); 和 　　JNIEXPORT void JNICALL Java_testdll_set (JNIEnv *, jclass, jint); 　　这里JNIEXPORT和JNICALL都是JNI的关键字，表示此函数是要被JNI调用的。而jint是以JNI为中介使JAVA的int类型与本地的int沟通的一种类型，我们可以视而不见，就当做int使用。函数的名称是JAVA_再加上java程序的package路径再加函数名组成的。参数中，我们也只需要关心在JAVA程序中存在的参数，至于JNIEnv*和jclass我们一般没有必要去碰它。 　　好，下面我们用testdll.cpp文件具体实现这两个函数：
#include "testdll.h" int i = 0; JNIEXPORT jint JNICALL Java_testdll_get (JNIEnv *, jclass) { return i; } JNIEXPORT void JNICALL Java_testdll_set (JNIEnv *, jclass, jint j) { i = j; }
 
编译连接成库文件，本例是在WINDOWS下做的，生成的是DLL文件。并且名称要与JAVA中需要调用的一致，这里就是goodluck.dll 。把goodluck.dll拷贝到testdll.class的目录下，java testdll运行它，就可以观察到结果了。
　　　　我的项目比较复杂，需要调用动态链接库，这样在JNI传送参数到C程序时，需要对参数进行处理转换。才可以被C程序识别。　　大体程序如下：
public class SendSMS { static { System.out.println(System.getProperty("java.library.path")); System.loadLibrary("sms"); } public native static int SmsInit(); public native static int SmsSend(byte[] mobileNo, byte[] smContent); }
 
　　在这里要注意的是，path里一定要包含类库的路径，否则在程序运行时会抛出异常：　　java.lang.UnsatisfiedLinkError: no sms in java.library.path 　　at java.lang.ClassLoader.loadLibrary(ClassLoader.java:1491) 　　at java.lang.Runtime.loadLibrary0(Runtime.java:788) 　　at java.lang.System.loadLibrary(System.java:834) 　　at com.mobilesoft.sms.mobilesoftinfo.SendSMS.(SendSMS.java:14) 　　at com.mobilesoft.sms.mobilesoftinfo.test.main(test.java:18) 　　Exception in thread "main" 　　指引的路径应该到.dll文件的上一级，如果指到.dll，则会报：　　java.lang.UnsatisfiedLinkError: C:/sms.dll: Can't find dependent libraries 　　at java.lang.ClassLoader$NativeLibrary.load(Native Method) 　　at java.lang.ClassLoader.loadLibrary0(ClassLoader.java:1560) 　　at java.lang.ClassLoader.loadLibrary(ClassLoader.java:1485) 　　at java.lang.Runtime.loadLibrary0(Runtime.java:788) 　　at java.lang.System.loadLibrary(System.java:834) 　　at com.mobilesoft.sms.mobilesoftinfo.test.main(test.java:18) 　　Exception in thread "main" 　　通过编译，生成com_mobilesoft_sms_mobilesoftinfo_SendSMS.h头文件。（建议使用Jbuilder进行编译，操作比较简单！）这个头文件就是Java和C之间的纽带。要特别注意的是方法中传递的参数jbyteArray，这在接下来的过程中会重点介绍。
/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */ #include /* Header for class com_mobilesoft_sms_mobilesoftinfo_SendSMS */ #ifndef _Included_com_mobilesoft_sms_mobilesoftinfo_SendSMS #define _Included_com_mobilesoft_sms_mobilesoftinfo_SendSMS #ifdef __cplusplus extern "C" { #endif /* * Class: com_mobilesoft_sms_mobilesoftinfo_SendSMS * Method: SmsInit * Signature: ()I */ JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_mobilesoft_sms_mobilesoftinfo_SendSMS_SmsInit (JNIEnv *, jclass); /* * Class: com_mobilesoft_sms_mobilesoftinfo_SendSMS * Method: SmsSend * Signature: ([B[B)I */ JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_mobilesoft_sms_mobilesoftinfo_SendSMS_SmsSend (JNIEnv *, jclass, jbyteArray, jbyteArray); #ifdef __cplusplus } #endif #endif
 
　　对于我要调用的C程序的动态链接库，C程序也要提供一个头文件，sms.h。这个文件将要调用的方法罗列了出来。
/* * SMS API * Author: yippit * Date: 2004.6.8 */ #ifndef MCS_SMS_H #define MCS_SMS_H #define DLLEXPORT __declspec(dllexport) /*sms storage*/ #define SMS_SIM 0 #define SMS_MT 1 /*sms states*/ #define SMS_UNREAD 0 #define SMS_READ 1 /*sms type*/ #define SMS_NOPARSE -1 #define SMS_NORMAL 0 #define SMS_FLASH 1 #define SMS_MMSNOTI 2 typedef struct tagSmsEntry { int index; /*index, start from 1*/ int status; /*read, unread*/ int type; /*-1-can't parser 0-normal, 1-flash, 2-mms*/ int storage; /*SMS_SIM, SMS_MT*/ char date[24]; char number[32]; char text[144]; } SmsEntry; DLLEXPORT int SmsInit(void); DLLEXPORT int SmsSend(char *phonenum, char *content); DLLEXPORT int SmsSetSCA(char *sca); DLLEXPORT int SmsGetSCA(char *sca); DLLEXPORT int SmsSetInd(int ind); DLLEXPORT int SmsGetInd(void); DLLEXPORT int SmsGetInfo(int storage, int *max, int *used); DLLEXPORT int SmsSaveFlash(int flag); DLLEXPORT int SmsRead(SmsEntry *entry, int storage, int index); DLLEXPORT int SmsDelete(int storage, int index); DLLEXPORT int SmsModifyStatus(int storage, int index); /*unread -> read*/ #endif
　　　　在有了这两个头文件之后，就可以进行C程序的编写了。也就是实现对JNI调用的两个方法。在网上的资料中，由于调用的方法实现的都比较简单，（大多是打印字符串等）所以避开了JNI中最麻烦的部分，也是最关键的部分，参数的传递。由于Java和C的编码是不同的，所以传递的参数是要进行再处理，否则C程序是会对参数在编译过程中提出警告，例如；warning C4024: 'SmsSend' : different types for formal and actual parameter 2等。　　Sms.c的程序如下：
#include "sms.h" #include "com_mobilesoft_sms_mobilesoftinfo_SendSMS.h" JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_mobilesoft_sms_mobilesoftinfo_SendSMS_SmsInit(JNIEnv * env, jclass jobject) { return SmsInit(); } JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_mobilesoft_sms_mobilesoftinfo_SendSMS_SmsSend(JNIEnv * env, jclass jobject, jbyteArray mobileno, jbyteArray smscontent) { char * pSmscontent ; //jsize theArrayLengthJ = (*env)->GetArrayLength(env,mobileno); jbyte * arrayBody = (*env)->GetByteArrayElements(env,mobileno,0); char * pMobileNo = (char *)arrayBody; printf("[%s]/n ", pMobileNo); //jsize size = (*env)->GetArrayLength(env,smscontent); arrayBody = (*env)->GetByteArrayElements(env,smscontent,0); pSmscontent = (char *)arrayBody; printf("<%s>/n", pSmscontent); return SmsSend(pMobileNo,pSmscontent); }
 
　　对于C或C++，在程序上是会有稍微的不同，这可以由读者对其进行适当的修改。这里要注意的是GetArrayLength，GetByteArrayElements等这些JNI中已经包含的方法，这些方法是专门对转换参数类型而提供的。具体的方法有很多，在下一篇中会做专门的介绍。　　在完成了上述的文件后，可以对sms.c进行编译，生成.dll文件（建议在release中编译，这样动态链接库的容积会比较小！）　　完成.dll文件的编译后，就可以在Java中调用C程序中的方法了。例如文件test.java
public class test { public test() { } public static void main(String[] args) { byte[] mobileno = { 0x31, 0x33, 0x36, 0x36, 0x31, 0x36, 0x33, 0x30, 0x36, 0x36, 0x37, 0x00}; String smscontentemp = "早上好"; byte[] temp = {0}; try { byte[] smscontentdb = smscontentemp.getBytes("gbk"); byte[] smscontent = new byte[smscontentdb.length + temp.length]; System.arraycopy(smscontentdb, 0, smscontent, 0, smscontentdb.length); System.arraycopy(temp, 0, smscontent, smscontentdb.length, temp.length); SendSMS sendSMS = new SendSMS(); sendSMS.SmsInit(); if (sendSMS.SmsSend(mobileno, smscontent) >= 0) { System.out.println("chenggong !"); } else { System.out.println("shibai !"); } }catch (Exception ex) {} } }
 
　　在这个文件中要注意的有一点，就是在传递字节数组到C程序中时，最后的结尾一定要以0结束。这是一个偷懒的做法，不过是个有效的做法。因为大多数情况下，接口是由第三方提供的。所以我们一般是不知道在C的方法里，具体是怎么处理参数的。而C又是要求数组是有长度。所以，在Java中，如果你不想写程序传数组的长度，那么在数组中以0结尾就是最方便的方法了。当然，如果有更好的方法也希望大家提出。 　　到这里，一个完整的Java通过JNI调用动态链接库的程序就完成了。实际上也不是很复杂。只要多注意一下细节，是很容易得出来的。