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Jni中C++和Java的参数传递

2013-06-26 14:13 447 查看
群:120648059 Android NDK开发交流验证 : 163
如何使用JNI的一些基本方法和过程在网上多如牛毛,如果你对Jni不甚了解,不知道Jni是做什么的,如何建立一个基本的jni程序,或许可以参考下面下面这些文章:
利用VC++6.0实现JNI的最简单的例子JNI入门教程之HelloWorld篇
SUN JNI Tutorial

这些资料的例子中,大多数只是输入一些简单的参数,获取没有参数。而在实际的使用过程中,往往需要对参数进行处理转换。才可以被C/C++程序识别。比如我们在C++中有一个结构(Struct)DiskInfo ,需要传递一个类似于DiskInfo *pDiskInfo的参数,类似于在C++这样参数如何传递到Java中呢?下面我们就来讨论C++到Java中方法的一些常见参数的转换:
定义Native Java类:如果你习惯了使用JNI,你就不会觉得它难了。既然本地方法是由其他语言实现的,它们在Java中没有函数体。但是,所有本地代码必须用本地关键词声明,成为Java类的成员。假设我们在C++中有这么一个结构,它用来描述硬盘信息:


// 硬盘信息


struct {


char name[ 256 ];


int serial;


} DiskInfo;那么我们需要在Java中定义一个类来与之匹配,声明可以写成这样:

class DiskInfo {


// 名字


public String name;




// 序列号


public int serial;


}在这个类中,申明一些Native的本地方法,来测试方法参数的传递,分别定义了一些函数,用来传递结构或者结构数组,具体定义如下面代码:


/* ***************** 定义本地方法 ******************* */


// 输入常用的数值类型(Boolean,Byte,Char,Short,Int,Float,Double)


public native void displayParms(String showText, int i, boolean bl);




// 调用一个静态方法


public native int add( int a, int b);




// 输入一个数组


public native void setArray(boolean[] blList);




// 返回一个字符串数组


public native String[] getStringArray();




// 返回一个结构


public native DiskInfo getStruct();




// 返回一个结构数组


public native DiskInfo[] getStructArray();编译生成C/C++头文件

定义好了Java类之后,接下来就要写本地代码。本地方法符号提供一个满足约定的头文件,使用Java工具Javah可以很容易地创建它而不用手动去创建。你对Java的class文件使用javah命令,就会为你生成一个对应的C/C++头文件。
1、在控制台下进入工作路径,本工程路径为:E:\work\java\workspace\JavaJni。
2、运行javah 命令:javah -classpath E:\work\java\workspace\JavaJni com.sundy.jnidemo ChangeMethodFromJni
本文生成的C/C++头文件名为: com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni.h

在C/C++中实现本地方法

生成C/C++头文件之后,你就需要写头文件对应的本地方法。注意:所有的本地方法的第一个参数都是指向JNIEnv结构的。这个结构是用来调用JNI函数的。第二个参数jclass的意义,要看方法是不是静态的(static)或者实例(Instance)的。前者,jclass代表一个类对象的引用,而后者是被调用的方法所属对象的引用。返回值和参数类型根据等价约定映射到本地C/C++类型,如表JNI类型映射所示。有些类型,在本地代码中可直接使用,而其他类型只有通过JNI调用操作。表A[align=center]
Java 类型本地类型描述
booleanjbooleanC/C++8位整型
bytejbyteC/C++带符号的8位整型
charjcharC/C++无符号的16位整型
shortjshortC/C++带符号的16位整型
intjintC/C++带符号的32位整型
longjlongC/C++带符号的64位整型e
floatjfloatC/C++32位浮点型
doublejdoubleC/C++64位浮点型
Objectjobject任何Java对象,或者没有对应java类型的对象
ClassjclassClass对象
Stringjstring字符串对象
Object[]jobjectArray任何对象的数组
boolean[]jbooleanArray布尔型数组
byte[]jbyteArray比特型数组
char[]jcharArray字符型数组
short[]jshortArray短整型数组
int[]jintArray整型数组
long[]jlongArray长整型数组
float[]jfloatArray浮点型数组
double[]jdoubleArray双浮点型数组
[/align]※ JNI类型映射
使用数组:JNI通过JNIEnv提供的操作Java数组的功能。它提供了两个函数:一个是操作java的简单型数组的,另一个是操作对象类型数组的。因为速度的原因,简单类型的数组作为指向本地类型的指针暴露给本地代码。因此,它们能作为常规的数组存取。这个指针是指向实际的Java数组或者Java数组的拷贝的指针。另外,数组的布置保证匹配本地类型。为了存取Java简单类型的数组,你就要要使用GetXXXArrayElements函数(见B),XXX代表了数组的类型。这个函数把Java数组看成参数,返回一个指向对应的本地类型的数组的指针。表B[align=center]
函数Java 数组类型本地类型
GetBooleanArrayElementsjbooleanArrayjboolean
GetByteArrayElementsjbyteArrayjbyte
GetCharArrayElementsjcharArrayjchar
GetShortArrayElementsjshortArrayjshort
GetIntArrayElementsjintArrayjint
GetLongArrayElementsjlongArrayjlong
GetFloatArrayElementsjfloatArrayjfloat
GetDoubleArrayElementsjdoubleArrayjdouble
[/align]JNI数组存取函数当你对数组的存取完成后,要确保调用相应的ReleaseXXXArrayElements函数,参数是对应Java数组和GetXXXArrayElements返回的指针。如果必要的话,这个释放函数会复制你做的任何变化(这样它们就反射到java数组),然后释放所有相关的资源。为了使用java对象的数组,你必须使用GetObjectArrayElement函数和SetObjectArrayElement函数,分别去get,set数组的元素。GetArrayLength函数会返回数组的长度。
使用对象JNI提供的另外一个功能是在本地代码中使用Java对象。通过使用合适的JNI函数,你可以创建Java对象,get、set 静态(static)和实例(instance)的域,调用静态(static)和实例(instance)函数。JNI通过ID识别域和方法,一个域或方法的ID是任何处理域和方法的函数的必须参数。表C列出了用以得到静态(static)和实例(instance)的域与方法的JNI函数。每个函数接受(作为参数)域或方法的类,它们的名称,符号和它们对应返回的jfieldIDjmethodID表C[align=center]
函数描述
GetFieldID得到一个实例的域的ID
GetStaticFieldID得到一个静态的域的ID
GetMethodID得到一个实例的方法的ID
GetStaticMethodID得到一个静态方法的ID
[/align]※域和方法的函数如果你有了一个类的实例,它就可以通过方法GetObjectClass得到,或者如果你没有这个类的实例,可以通过FindClass得到。符号是从域的类型或者方法的参数,返回值得到字符串,如D所示。表D[align=center]
Java 类型符号
booleanZ
byteB
charC
shortS
intI
longJ
floatF
doubleD
voidV
objects对象Lfully-qualified-class-name;L类名
Arrays数组[array-type [数组类型
methods方法(argument-types)return-type(参数类型)返回类型
[/align]※确定域和方法的符号
下面我们来看看,如果通过使用数组和对象,从C++中的获取到Java中的DiskInfo 类对象,并返回一个DiskInfo数组:


//返回一个结构数组,返回一个硬盘信息的结构数组


JNIEXPORT jobjectArray JNICALL Java_com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni_getStructArray


(JNIEnv *env, jobject _obj)


{


//申明一个object数组


jobjectArray args = 0;




//数组大小


jsize len = 5;




//获取object所属类,一般为ava/lang/Object就可以了


jclass objClass = (env)->FindClass("java/lang/Object");




//新建object数组


args = (env)->NewObjectArray(len, objClass, 0);




/* 下面为获取到Java中对应的实例类中的变量*/




//获取Java中的实例类


jclass objectClass = (env)->FindClass("com/sundy/jnidemo/DiskInfo");




//获取类中每一个变量的定义


//名字


jfieldID str = (env)->GetFieldID(objectClass,"name","Ljava/lang/String;");


//序列号


jfieldID ival = (env)->GetFieldID(objectClass,"serial","I");




//给每一个实例的变量付值,并且将实例作为一个object,添加到objcet数组中


for(int i=0; i < len; i++ )


{


//给每一个实例的变量付值


jstring jstr = WindowsTojstring(env,"我的磁盘名字是 D:");


//(env)->SetObjectField(_obj,str,(env)->NewStringUTF("my name is D:"));


(env)->SetObjectField(_obj,str,jstr);


(env)->SetShortField(_obj,ival,10);




//添加到objcet数组中


(env)->SetObjectArrayElement(args, i, _obj);


}


//返回object数组


return args;




}

全部的C/C++方法实现代码如下:


/*


*


* 一缕阳光(sundy)版权所有,保留所有权利。


*/


/**


*


* TODO Jni 中一个从Java到C/C++参数传递测试类


*


* @author 刘正伟(sundy)


* @see http://www.cnweblog.com/sundy

* @see mailto:sundy26@126.com


* @version 1.0


* @since 2005-4-30


*


* 修改记录:


*


* 日期 修改人 描述


* ----------------------------------------------------------------------------------------------


*


*


*


*/


// JniManage.cpp : 定义 DLL 应用程序的入口点。


//


package com.sundy.jnidemo;


#include "stdafx.h"




#include <stdio.h>


#include <math.h>


#include "jni.h"


#include "jni_md.h"




#include "./head/Base.h"


#include "head/wmi.h"


#include "head/com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni.h" //通过javah –jni javactransfer 生成


#include <stdio.h>


#include "stdlib.h"


#include "string.h"




#pragma comment (lib,"BaseInfo.lib")


#pragma comment (lib,"jvm.lib")


//硬盘信息


struct {


char name[256];


int serial;


}DiskInfo;


/*BOOL APIENTRY DllMain( HANDLE hModule,


DWORD ul_reason_for_call,


LPVOID lpReserved


)


{


LPTSTR strName = new CHAR[256] ;


(*GetHostName)(strName);


printf("%s\n",strName);


delete [] strName;




return TRUE;


}*/


//将jstring类型转换成windows类型


char* jstringToWindows( JNIEnv *env, jstring jstr );


//将windows类型转换成jstring类型


jstring WindowsTojstring( JNIEnv* env, char* str );




//主函数


BOOL WINAPI DllMain(HANDLE hHandle, DWORD dwReason, LPVOID lpReserved)


{


return TRUE;


}


//输入常用的数值类型 Boolean,Byte,Char,Short,Int,Float,Double


JNIEXPORT void JNICALL Java_com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni_displayParms


(JNIEnv *env, jobject obj, jstring s, jint i, jboolean b)


{


const char* szStr = (env)->GetStringUTFChars(s, 0 );


printf( "String = [%s]\n", szStr );


printf( "int = %d\n", i );


printf( "boolean = %s\n", (b==JNI_TRUE ? "true" : "false") );


(env)->ReleaseStringUTFChars(s, szStr );


}




//调用一个静态方法,只有一个简单类型输出


JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni_add


(JNIEnv *env, jobject, jint a, jint b)


{


int rtn = (int)(a + b);


return (jint)rtn;


}




////输入一个数组,这里输入的是一个Boolean类型的数组


JNIEXPORT void JNICALL Java_com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni_setArray


(JNIEnv *env, jobject, jbooleanArray ba)


{


jboolean* pba = (env)->GetBooleanArrayElements(ba, 0 );


jsize len = (env)->GetArrayLength(ba);


int i=0;


// change even array elements


for( i=0; i < len; i+=2 )


{


pba[i] = JNI_FALSE;


printf( "boolean = %s\n", (pba[i]==JNI_TRUE ? "true" : "false") );


}


(env)->ReleaseBooleanArrayElements(ba, pba, 0 );


}




////返回一个字符串数组


JNIEXPORT jobjectArray JNICALL Java_com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni_getStringArray


(JNIEnv *env, jobject)


{


jstring str;


jobjectArray args = 0;


jsize len = 5;


char* sa[] = { "Hello,", "world!", "JNI", "is", "fun" };


int i=0;


args = (env)->NewObjectArray(len,(env)->FindClass("java/lang/String"),0);


for( i=0; i < len; i++ )


{


str = (env)->NewStringUTF(sa[i] );


(env)->SetObjectArrayElement(args, i, str);


}


return args;


}




//返回一个结构,这里返回一个硬盘信息的简单结构类型


JNIEXPORT jobject JNICALL Java_com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni_getStruct


(JNIEnv *env, jobject obj)


{


/* 下面为获取到Java中对应的实例类中的变量*/




//获取Java中的实例类


jclass objectClass = (env)->FindClass("com/sundy/jnidemo/DiskInfo");




//获取类中每一个变量的定义


//名字


jfieldID str = (env)->GetFieldID(objectClass,"name","Ljava/lang/String;");


//序列号


jfieldID ival = (env)->GetFieldID(objectClass,"serial","I");






//给每一个实例的变量付值


(env)->SetObjectField(obj,str,(env)->NewStringUTF("my name is D:"));


(env)->SetShortField(obj,ival,10);




return obj;


}




//返回一个结构数组,返回一个硬盘信息的结构数组


JNIEXPORT jobjectArray JNICALL Java_com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni_getStructArray


(JNIEnv *env, jobject _obj)


{


//申明一个object数组


jobjectArray args = 0;




//数组大小


jsize len = 5;




//获取object所属类,一般为ava/lang/Object就可以了


jclass objClass = (env)->FindClass("java/lang/Object");




//新建object数组


args = (env)->NewObjectArray(len, objClass, 0);




/* 下面为获取到Java中对应的实例类中的变量*/




//获取Java中的实例类


jclass objectClass = (env)->FindClass("com/sundy/jnidemo/DiskInfo");




//获取类中每一个变量的定义


//名字


jfieldID str = (env)->GetFieldID(objectClass,"name","Ljava/lang/String;");


//序列号


jfieldID ival = (env)->GetFieldID(objectClass,"serial","I");




//给每一个实例的变量付值,并且将实例作为一个object,添加到objcet数组中


for(int i=0; i < len; i++ )


{


//给每一个实例的变量付值


jstring jstr = WindowsTojstring(env,"我的磁盘名字是 D:");


//(env)->SetObjectField(_obj,str,(env)->NewStringUTF("my name is D:"));


(env)->SetObjectField(_obj,str,jstr);


(env)->SetShortField(_obj,ival,10);




//添加到objcet数组中


(env)->SetObjectArrayElement(args, i, _obj);


}


//返回object数组


return args;




}




//将jstring类型转换成windows类型


char* jstringToWindows( JNIEnv *env, jstring jstr )


{


int length = (env)->GetStringLength(jstr );


const jchar* jcstr = (env)->GetStringChars(jstr, 0 );


char* rtn = (char*)malloc( length*2+1 );


int size = 0;


size = WideCharToMultiByte( CP_ACP, 0, (LPCWSTR)jcstr, length, rtn,(length*2+1), NULL, NULL );


if( size <= 0 )


return NULL;


(env)->ReleaseStringChars(jstr, jcstr );


rtn[size] = 0;


return rtn;


}


//将windows类型转换成jstring类型


jstring WindowsTojstring( JNIEnv* env, char* str )


{


jstring rtn = 0;


int slen = strlen(str);


unsigned short * buffer = 0;


if( slen == 0 )


rtn = (env)->NewStringUTF(str );


else


{


int length = MultiByteToWideChar( CP_ACP, 0, (LPCSTR)str, slen, NULL, 0 );


buffer = (unsigned short *)malloc( length*2 + 1 );


if( MultiByteToWideChar( CP_ACP, 0, (LPCSTR)str, slen, (LPWSTR)buffer, length ) >0 )


rtn = (env)->NewString( (jchar*)buffer, length );


}


if( buffer )


free( buffer );


return rtn;


}



Java 测试native代码
这没有什么多说的,看代码吧


//主测试程序


public static void main(String[] args) {


ChangeMethodFromJni changeJni = new ChangeMethodFromJni();




//输入常用的数值类型(string int boolean)


System.out


.println("------------------输入常用的数值类型(string int boolean)-----------");


changeJni.displayParms("Hello World!", 100, true);




//调用一个静态方法


System.out.println("------------------调用一个静态方法-----------");


int ret = changeJni.add(12, 20);


System.out.println("The result is: " + String.valueOf(ret));




//输入一个数组


System.out.println("------------------输入一个数组-----------");


boolean[] blList = new boolean[] { true, false, true };


changeJni.setArray(blList);




//返回一个字符串数组


System.out.println("------------------返回一个字符串数组-----------");


String[] strList = changeJni.getStringArray();


for (int i = 0; i < strList.length; i++) {


System.out.print(strList[i]);


}


System.out.println();




System.out.println("------------------返回一个结构-----------");




//返回一个结构


DiskInfo disk = changeJni.getStruct();


System.out.println("name:" + disk.name);


System.out.println("Serial:" + disk.serial);




//返回一个结构数组




System.out.println("------------------返回一个结构数组 -----------");


DiskInfo[] diskList = changeJni.getStructArray();


for (int i = 0; i < diskList.length; i++) {


System.out.println("name:" + diskList[i].name);


System.out.println("Serial:" + diskList[i].serial);


}




}
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