在 C/C++ 程序调用 Java 代码

转自： http://blog.csdn.net/xdw1985829/article/details/6907745
JNI允许您从本机代码内调用 Java 类方法。

要做到这一点，通常必须使用 Invocation API 在本机代码内创建和初始化一个 JVM。

下列是您可能决定从 C/C++ 代码调用Java 代码的典型情况：

1.希望实现的这部分代码是平台无关的，它将用于跨多种平台使用的功能。

2.需要在本机应用程序中访问用 Java 语言编写的代码或代码库。

3.希望从本机代码利用标准 Java 类库。
从C/C++ 程序调用 Java 代码的四个步骤：

1.编写 Java 代码。

这个步骤包含编写一个或多个 Java 类，这些类实现（或调用其它方法实现）您想要访问的功能。

2.编译 Java 代码。

在能够使用这些 Java 类之前，必须成功地将它们编译成字节码。

3.编写 C/C++ 代码。

这个代码将创建和实例化 JVM，并调用正确的 Java 方法。

4.运行本机 C/C++ 应用程序。
将运行应用程序以查看它是否正常工作。我们还将讨论一些用于处理常见错误的技巧。

步骤 1：编写Java 代码

我们从编写一个或多个 Java 源代码文件开始，这些文件将实现我们想要本机 C/C++ 代码使用的功能。

下面显示了一个 Java 代码示例JNI_cCalljava_test.java：

[java] view
plaincopy

package test;

public class JNI_cCalljava_test {

public static int intMethod(int n) {

return n*n;

}

public static boolean booleanMethod(boolean bool) {

return !bool;

}

}

注：JNI_cCalljava_test.java 实现了两个 static Java 方法：intMethod(intn) 和 booleanMethod(boolean bool)（分别在第 3 行和第 7 行）。static方法是一种不需要与对象实例关联的类方法。调用 static方法要更容易些，因为不必实例化对象来调用它们。

步骤 2：编译Java 代码

接下来，我们将 Java 代码编译成字节码。

完成这一步的方法之一是使用随SDK 一起提供的Java 编译器 javac。使用的命令是：

[b]JNI_cCalljava_test.java[/b]

或者直接在eclipose中编写保存即可

步骤 3：编写 C/C++ 代码

即使是在本机应用程序中运行，所有 Java 字节码也必须在 JVM 中执行。

因此 C/C++ 应用程序必须包含用来创建和初始化 JVM 的调用。

为了方便我们，SDK 包含了作为共享库文件（jvm.dll 或 jvm.so）的 JVM，这个库文件可以嵌入到本机应用程序中。

让我们先从浏览一下 C 和 C++ 应用程序的整个代码开始，然后对两者进行比较。

带有嵌入式 JVM的 C 应用程序：

[cpp] view
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#include <jni.h>

//jni.h文件包含在 C 代码中所需要的 JNI 的所有类型和函数定义

#ifdef _WIN32

#define PATH_SEPARATOR ';'

#else

#define PATH_SEPARATOR ':'

#endif

//1.包括准备本机应用程序以处理 Java 代码

//2.将 JVM 嵌入本机应用程序

//3.然后从该应用程序内找到并调用 Java 方法。

int main()

{

/*

接下来，声明所有希望在程序中使用的变量。

JavaVMOption options[] 具有用于 JVM 的各种选项设置。

当声明变量时，确保所声明的JavaVMOption options[] 数组足够大，以便能容纳您希望使用的所有选项。

在本例中，我们使用的唯一选项就是类路径选项。

因为在本示例中，我们所有的文件都在同一目录中，所以将类路径设置成当前目录。

可以设置类路径，使它指向任何您希望使用的目录结构。*/

JavaVMOption options[1];

JNIEnv *env;

JavaVM *jvm;

JavaVMInitArgs vm_args;

/*JNIEnv *env 表示 JNI 执行环境。

JavaVM jvm 是指向 JVM 的指针,我们主要使用这个指针来创建、初始化和销毁 JVM。

JavaVMInitArgs vm_args 表示可以用来初始化 JVM 的各种 JVM 参数。*/

long status;

jclass cls;

jmethodID mid;

jint square;

jboolean not;

/*avaVMInitArgs 结构表示用于 JVM 的初始化参数。

在执行 Java 代码之前，可以使用这些参数来定制运行时环境。

正如您所见，这些选项是一个参数,而 Java 版本是另一个参数。

按如下所示设置了这些参数：*/

/*为 JVM 设置类路径，以使它能找到所需要的 Java 类。

在这个特定示例中，因为 Sample2.class 和Sample2.exe 都位于同一目录中，所以将类路径设置成当前目录。

我们用来为 Sample2.c 设置类路径的代码如下所示：*/

options[0].optionString = "-Djava.class.path=.";

memset(&vm_args, 0, sizeof(vm_args));

vm_args.version = JNI_VERSION_1_2;

vm_args.nOptions = 1;

vm_args.options = options;

/*创建 JVM

处理完所有设置之后，现在就准备创建 JVM 了。先从调用方法开始

如果成功，则这个方法返回零，否则，如果无法创建 JVM，则返回JNI_ERR。*/

status = JNI_CreateJavaVM(&jvm, (void**)&env, &vm_args);

if (status != JNI_ERR)

{

/*

查找并装入 Java 类

一旦创建了 JVM 之后，就可以准备开始在本机应用程序中运行 Java 代码。

首先，需要使用FindClass() 函数查找并装入 Java 类，如下所示：

cls 变量存储执行FindClass() 函数后的结果,如果找到该类，则 cls 变量表示该Java 类的句柄,

如果不能找到该类，则 cls 将为零。

*/

cls = (*env)->FindClass(env, "test/JNI_cCalljava_test");

printf("test1,cls=%d...\n",cls);

if(cls !=0)

{

/*

查找 Java 方法

接下来，我们希望用 GetStaticMethodID() 函数在该类中查找某个方法。

我们希望查找方法 intMethod，它接收一个 int 参数并返回一个 int。

以下是查找 intMethod 的代码：

*/

mid = (*env)->GetStaticMethodID(env, cls, "intMethod", "(I)I");

/*

mid 变量存储执行 GetStaticMethodID() 函数后的结果。

如果找到了该方法，则 mid 变量表示该方法的句柄。

如果不能找到该方法，则mid 将为零。

*/

if(mid !=0)

{

/*CallStaticIntMethod() 方法接受 cls（表示类）、mid（表示方法）以及用于该方法一个或多个参数。

在本例中参数是 int 5。*/

square = (*env)->CallStaticIntMethod(env, cls, mid, 5);

printf("Result of intMethod: %d\n", square);

}

mid = (*env)->GetStaticMethodID(env, cls, "booleanMethod", "(Z)Z");

if(mid !=0)

{

not = (*env)->CallStaticBooleanMethod(env, cls, mid, 1);

printf("Result of booleanMethod: %d\n", not);

}

}

(*jvm)->DestroyJavaVM(jvm);

return 0;

}

else

return -1;

}

带有嵌入式 JVM的 C++ 应用程序

[cpp] view
plaincopy

#include <jni.h>

#ifdef _WIN32

#define PATH_SEPARATOR ';'

#else

#define PATH_SEPARATOR ':'

#endif

int main()

{

JavaVMOption options[1];

JNIEnv *env;

JavaVM *jvm;

JavaVMInitArgs vm_args;

long status;

jclass cls;

jmethodID mid;

jint square;

jboolean not;

options[0].optionString = "-Djava.class.path=.";

memset(&vm_args, 0, sizeof(vm_args));

vm_args.version = JNI_VERSION_1_2;

vm_args.nOptions = 1;

vm_args.options = options;

status = JNI_CreateJavaVM(&jvm, (void**)&env, &vm_args);

if (status != JNI_ERR)

{

cls = env->FindClass("Sample2");

if(cls !=0)

{

mid = env->GetStaticMethodID(cls, "intMethod", "(I)I");

if(mid !=0)

{

square = env->CallStaticIntMethod(cls, mid, 5);

printf("Result of intMethod: %d\n", square);

}

mid = env->GetStaticMethodID(cls, "booleanMethod", "(Z)Z")

if(mid !=0)

{

not = env->CallStaticBooleanMethod(cls, mid, 1);

printf("Result of booleanMethod: %d\n", not);

}

}

jvm->DestroyJavaVM();

return 0;

}

else

return -1;

}

C 和 C++ 实现的比较

C 和C++ 代码几乎相同；唯一的差异在于用来访问 JNI 函数的方法。

在 C 中，为了取出函数指针所引用的值，JNI 函数调用前要加一个(*env)-> 前缀。

在 C++ 中，JNIEnv类拥有处理函数指针查找的内联成员函数。

因此，虽然这两行代码访问同一函数，但每种语言都有各自的语法，如下所示。
C 语法：

cls = (*env)->FindClass(env, "Sample2");

C++ 语法：

cls = env->FindClass("Sample2");

C 语法：

mid = (*env)->GetStaticMethodID(env, cls, "intMethod", "(I)I");

C++ 语法：
mid = env->GetStaticMethodID(cls, "intMethod", "(I)I");

C 语法：

square = env->CallStaticIntMethod(cls, mid, 5);

C++ 语法：

square = (*env)->CallStaticIntMethod(env, cls, mid, 5);

C 语法：

(*jvm)->DestroyJavaVM(jvm);

C++ 语法：

jvm->DestroyJavaVM();

步骤 4：运行应用程序

现在准备运行这个 C 应用程序，并确保代码正常工作。当运行 Sample2.exe 时，应该可以得到如下结果：
windows：

使用vc6.0建一个普通的C语言工程

头文件路径设置同Java调用C语言里的设置

连接时需要jvm.lib支持

这里需要右击建立的工程，单击设置（Settings）,link选项栏将数据库路径添加进来








C:"\Program Files"\Java\jdk1.6.0_10\lib\jvm.lib



在下面的project options中加入以上语句，用空格隔开，programe Files用双引号引起来

运行时需要jvm.dll动态库的支持，需要在系统环境变量中增加以下路径：

C:\Program Files\Java\jdk1.6.0_10\jre\bin\server



方法：右击 我的电脑-》属性-》高级-》环境变量-》PATH 编辑，在原有环境变量的基础上增加以上路径，注意用";"号隔开

将eclipose生成的java代码放在[b]JNI_cCalljava_test.exe同目录下（注意按照把报名文件夹也拷过去）[/b]
E:\Sample2>JNI_cCalljava_test.exe

Result of intMethod: 25

Result of booleanMethod: 0

另可以参考
http://www.iteye.com/topic/459005 http://www.iteye.com/topic/460152
此文章纯粹实例操作，关于jni已经有不少人不少文章讲的很清楚了，所以就不罗列理论了。

看了kimmking的JNI技术实践小结，又读了danlley的Java
JNI 编程进阶，这些文章中都是自己调用自己，方法很java化，而对于真正的调用dll还是不理解，心中一直存在问题：现在系统中已经有的dll我该如何去调用？如果一个大工程里需要cpp和java一起开发，cpp给出接口、SDK，我该如何处理？

带着这些疑问我决定从cpp到java的jni调用这个全过程亲自动手操作一下。

完成此示例需要下列工具/环境：

1、java环境（废话谁都知道）

2、编译c/cpp的工具。推荐用vs/vc++，我用的是vs2008

一 先制作一个系统中有的DLL文件（cpp给出的sdk接口）

既然是测试我们就把我们这个dll叫做testDll吧，为了简单其间，我只写一个add方法，就是简单的2个数字相加，对于真正的开发中我们肯定会遇到其他类型，java到c/cpp中类型需要转换，具体类型转换对应关系g一下就能得到，我也不在列举。c/cpp中一个class一般包含2个文件，一个头文件定义（*.h），一个文件主体（*.c/*.cpp）。啰嗦了这么多还是直接动手吧，先在vs2008中建立一个工程（当然你也可以直接编写不用这些IDE工具，gcc
g++的命令自己g。下同，不在注释不在废话），选取win32工程



键入工程名字testDll，点击next选取DLL，然后点击完成



打开我们的testdll.cpp，添加进我们的add方法

C++代码


int add(int a,int b){

return a+b;

}

注意到文件列表里并没有testDll.h，因为我们要给出调用者一个接口，如果不给头文件，人家就没办法调用，所以我们就必须添加一个头文件testDll.h。

C++代码


#ifdef TEST_DLL

#define TEST_API __declspec(dllexport)

#else

#define TEST_API __declspec(dllimport)

#endif

/* Set up for C function definitions, even when using C++ */

#ifdef __cplusplus

extern "C" {

#endif

TEST_API int add(int,int);

/* Ends C function definitions when using C++ */

#ifdef __cplusplus

}

#endif

在这个头文件中我们把我们的add方法给定义了进去。注意到testdll.cpp中#include "stdafx.h"，所以我们就把这个testDll.h include进stdafx.h里面。

按道理说我们的这个dll已经完成了，但是一般c/cpp给接口SDK的时候大都给.h和.lib，为了一步生成dll和lib，我们添加进一个testDll.def，有了这个文件就可以一步生成dll和lib。在source file里右键add new
item ，选择Module-Definition File



键入testDll，OK了，我们可以直接build了。生成testDll.dll和testDll.lib。

把testDll.dll扔到system32目录里等待我们高大威猛的java jni调用。

二 JNI

2.1 编写java文件

为了显示我们的与众相同，我们就把我们的这个java文件命名为Demo.java顺便直接带上包名

，因为我们知道人家给我们的接口里有个add方法，所以我们就直接来个调用吧。

Java代码


package com.testJni.testDemo;

public class Demo {

static

{

//System.out.println(System.getProperty("java.library.path"));

System.loadLibrary("testDll");

System.loadLibrary("jniDll");

}

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

}

demo.java代码暂时如此，我们把将要生成的jni的dll叫做jniDll，有童鞋讲，我不想用你这个烂名字jniDll多俗啊，没关系，你可以换，随你换，生成文件后你再换也可以，现在换也可以。

2.2 生成.h头文件

javah命令，不多讲。生成的文件com_testJni_testDemo_Demo.h这个文件的命名规则我就不多讲了，一目了然。

C++代码


/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */

#include <jni.h>

/* Header for class com_testJni_testDemo_Demo */

#ifndef _Included_com_testJni_testDemo_Demo

#define _Included_com_testJni_testDemo_Demo

#ifdef __cplusplus

extern "C" {

#endif

/*

* Class: com_testJni_testDemo_Demo

* Method: add

* Signature: (II)I

*/

JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_testJni_testDemo_Demo_add

(JNIEnv *, jclass, jint, jint);

#ifdef __cplusplus

}

#endif

#endif

2.3 用c/cpp实现这个头文件

c/cpp中已经实现了这个add方法，我们只需要调用就可以啦。所以直接vs2008中建立一个dll工程，工程名我们就叫jniDll，具体过程不再多讲，方法同上面testDll的建立一样。在这个工程里kimmking把需要引用的包、文件等已经讲的很清楚了。打开jniDll.cpp，添加下面代码

C++代码


JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_testJni_testDemo_Demo_add

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

return add(a,b);

}

因为int对应的类型就刚好是jint，所以就不需要转换，其他需要转换的类型自己g对应关系转换，注意释放。

这个工程里我们还需要打开 stdafx.h添加

C++代码


#include <jni.h>

#include "testDll.h"

#include "com_testJni_testDemo_Demo.h"

在编译这个jniDll工程的时候需要引入testDll.h，com_testJni_testDemo_Demo.h，另外添加testDll.lib这个依赖。



好了做好这些后，build下，生成了我们期待已久的jniDll.dll，把这个dll同样扔到system32下。

三 测试

本人特懒，不想写多余的class，所以直接修改Demo.java 这也是刚才为什么讲暂时如此的原因

Java代码


package com.testJni.testDemo;

public class Demo {

static

{

//System.out.println(System.getProperty("java.library.path"));

System.loadLibrary("testDll");

System.loadLibrary("jniDll");

}

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

public static void main(String[] args) {

System.out.println(add(7,2));

}

}

四 最后补充

如果系统已经加载过c/cpp的dll，我们就不用再System.loadLibrary("testDll")了，加载一遍就可以了，因为我们刚才写的testDll系统没有加载，所以我就加载了一下。对于多个dll可以写多个System.loadLibrary去加载，修改static{}里面的内容不需要重新生成dll，除非你多加了一个调用方法，如果你看清楚规则，就不用javah命令就可以直接编写头文件，用javah太麻烦了。

本文是javaJNI调用c/cpp实例（姊妹篇之一）的续集c/cpp调用java。

计划第三篇写一个java安装程序实例（客户端无jre环境的安装包），以解决java程序（软件）安装不方便的问题，使java程序安装也傻瓜化。

直接进入正题：

完成本实例需要下列工具/环境：

1、java环境

2、c/cpp编辑器。windows下推荐用vs/vc++，我用的是vs2008。linux下gcc/g++

从 C/CPP 程序调用 Java 代码需要四个步骤 ：

一 编写 Java 代码。

二 编译 Java 代码。

三 编写 C/C++ 代码。

四 运行本机 C/C++ 应用程序。

1、编写java代码

为了达到示范作用，java方法我用两个，一个是静态方法，一个是普通方法。

C2java.java

Java代码


package com.testJni.testDemo;

public class C2java {

public C2java(){

super();

}

public static int add(int a,int b) {

return a+b;

}

public boolean judge(boolean bool) {

return !bool;

}

}

静态方法的好处是我不用实例化，直接可以调用方法。调用起来比较简单，不容易出错。

2、编译java代码

javac 命令。（略）

3、编写 C/C++ 代码

我想在c/cpp中直接生成一个exe然后窗口输出结果，所以我就建立一个exe工程。编辑器jni环境是上篇已经搭建好的，所以这里只需要少量配置就可以了。好了，我们先建立一个工程：

打开vs2008，新建一 win32 console App 工程



键入工程名字c2java，点击OK，出来窗口点击next，选取console app



点击完成。到这里先不忙编码实现，我们先把环境搭建好，右键工程属性，选取 linker -->input，在右边窗口添加依赖jvm.lib，这个lib的位置在你%JAVA_HOME%/lib 下。如果你的路径中同我一样包含空格（例如Program
Files）记得用引号括起来。



打开stdafx.h文件添加

C++代码


#include <iostream>

#include <jni.h>

#ifdef _WIN32

#define PATH_SEPARATOR ';'

#else

#define PATH_SEPARATOR ':'

#endif

打开c2java.cpp，键入下面的代码

C++代码


using namespace std;

int main()

{

JavaVMOption options[1];

JNIEnv *env;

JavaVM *jvm;

JavaVMInitArgs vm_args;

long status;

jclass cls;

jmethodID mid;

jint square;

jboolean not;

jobject jobj;

options[0].optionString = "-Djava.class.path=.";

vm_args.version = JNI_VERSION_1_2;

vm_args.nOptions = 1;

vm_args.options = options;

status = JNI_CreateJavaVM(&jvm, (void**)&env, &vm_args);

if (status != JNI_ERR)

{

cls = env->FindClass("com/testJni/testDemo/C2java");

if(cls !=0)

{

mid = env->GetStaticMethodID( cls, "add", "(II)I");

if(mid !=0)

{

square = env->CallStaticIntMethod( cls, mid, 5,5);

std::cout << square << std::endl;

}

mid = env->GetMethodID(cls,"<init>","()V");

if(mid !=0)

{

jobj=env->NewObject(cls,mid);

std::cout << "init ok" << std::endl;

}

mid = env->GetMethodID( cls, "judge","(Z)Z");

if(mid !=0)

{

not = env->CallBooleanMethod(jobj, mid, 1);

if(!not){

std::cout << "Boolean ok" << std::endl;

}

}

}

jvm->DestroyJavaVM();

return 0;

}

else

return -1;

}

下面解释下上面的代码:

JavaVMOption options[] 具有用于 JVM 的各种选项设置。声明的 JavaVMOption options[] 数组足够大，就能容纳我们希望使用的所有选项。在本实例中，我们使用的选项就是类路径选项。

JNIEnv *env 表示 JNI 执行环境。

JavaVM *jvm 是指向 JVM 的指针。我们主要使用这个指针来创建、初始化和销毁 JVM。JavaVMInitArgs vm_args 表示可以用来初始化 JVM 的各种 JVM 参数。

设置参数后，创建我们的jvm ：

status = JNI_CreateJavaVM(&jvm, (void**)&env, &vm_args);

成功返回0，不成功返回JNI_ERR。

创建完成后，我们就可以查找我们的class了，因为我们的java类一般都有包，所以我们也要加上包路径com/testJni/testDemo/C2java

在这里我们会使用到java的一个命令javap ，这个命令有什么用那，我们用javap -s -p C2java看看



打开jni.h我们会发现，Signature就是sig，也就是GetStaticMethodID( cls, "add", "(II)I")方法的第三个参数。GetStaticMethodID表示调用static方法，GetMethodID调用普通方法。下面就是传入参数，打出结果。

在看jni.h的时候我们注意到有 CallStaticXXXMethod() 和 CallXXXMethod() 之类的方法。这些方法分别代表调用静态方法和成员方法，用方法的返回类型（例如，Object、Boolean、Byte、Char、Int、Long
等等）代替变量 XXX。

静态方法和普通方法不同之处就是普通方法必须要先实例化一个java对象，调用构造器的时候方法的名称为“<init>”。

下面的代码就不用我再解释了，先是new一个实例出来，然后调用实例的方法。

最后记得销毁jvm。

代码解释完了，我们build下这个工程，生成c2java.exe。

4、运行exe

因为我们生成的exe需要调用jvm.dll初始化，为了使运行的exe不报错误，我们把%JAVA_HOME%/jre/bin/server也加进path目录。方便系统自动搜索jvm.dll。

运行结果：



最后补充：本实例并没有涉及到java的异常、java c/cpp的编码转换问题，对于异常问题，C里没有异常，请使用jni的异常处理函数。编码转换问题上篇已有介绍，此处略去。