在Linux 平台下使用 JNI
2014-05-28 08:43
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在Linux 平台下使用 JNI
张翼翔李庆明,简介: 本文简要介绍了 JNI调用规范,及常用函数。并通过具体示例程序展示了实现一个本地调用的基本步骤。
本文的标签: best_practices, jni, 应用开发
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发布日期: 2002 年 10 月 29日
级别: 初级
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引言
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。HelloWorld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:
publicnative 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"); } |
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); } |
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:
#include <jni.h> #ifndef _Included_Hello #define _Included_Hello #ifdef __cplusplus extern "C" { #endif JNIEXPORT void JNICALL Java_Hello_SayHello (JNIEnv *, jobject, jstring); #ifdef __cplusplus } #endif #endif |
#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 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 不再需要通过 str 访问 Java 字符串。 env->ReleaseStringUTFChars( instring, (const char *)str ); return; } |
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 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。
参数:utf UTF 编 的字符串指针 对于数值型参数,在 C/C++ 中可直接使用,其字节宽度如下所示:
Java | C/C++ | 字节数 |
boolean | jboolean | 1 |
byte | jbyte | 1 |
char | jchar | 2 |
short | jshort | 2 |
int | jint | 4 |
long | jlong | 8 |
float | jfloat | 4 |
double | jdouble | 8 |
Java | C/C++ |
boolean[ ] | JbooleanArray |
byte[ ] | JbyteArray |
char[ ] | JcharArray |
short[ ] | JshortArray |
int[ ] | JintArray |
long[ ] | JlongArray |
float[ ] | JfloatArray |
double[ ] | JdoubleArray |
xxx * GetXxxArrayElements(xxxArray array, jboolean*isCopy)
产生一个指向 Java 数组元素的 C指针。不再需要时,需将此指针传给ReleaseXxxArrayElemes。
参数:array 数组对象 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。 例如: jboolean * GetBooleanArrayElements(jbooleanArray array, jboolean *isCopy) void ReleaseXxxArrayElements(xxxArray array,xxx *elems, jint mode) 通知虚拟机不再需要从 GetXxxArrayElements 得到的指针。
参数:array 数组对象 elems 不再需要的指向数组元 的指针 mode 0 =在更新数组元 后释放 elems 缓冲器 JNI_COMMIT =在更新数组元 后不释放 elems 缓冲器 JNI_ABORT =不更新数组元 释放 elems 缓冲器 例如:void ReleaseBooleanArrayElements(jbooleanArray array,jboolean *elems, jint mode) xxxArray NewXxxArray(jsize len) 产生一个新的数组,通常在反值类型为数组型时用到
参数:len 数组中元 的个数。 例如:jbooleanArray NewBooleanArray(jsize len)
3 .编译生成共享库。
使用 GCC 时 , 必须通知编译器在何处查找此 Java本地方法的支持文件,并且显式通知编译器生成位置无关的代码,在我的环境中按如下过程编译:
gcc -I/home/jbuilder/jdk1.3.1/include -I/home/jbuilder/jdk1.3.1/include/linux -fPIC -c Hello.c |
gcc -shared -Wl,-soname,libhello.so.1 -o libhello.so.1.0 Hello.o |
接下来将生成的共享库拷贝为标准文件名
cplibhello.so.1.0 libhello.so
最后通知动态链接程序此共享文件的路径。
exportLD_LIBRARY_PATH=`pwd`:$LD_LIBRARY_PATH
4 .编写一个简单的 Java程序来测试我们的本地方法。
将如下源码存为 ToSay.java:
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