JAVA基础之理解JNI原理及应用

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。

JNI是JAVA标准平台中的一个重要功能，它弥补了JAVA的与平台无关这一重大优点的不足，在JAVA实现跨平台的同时，也能与其它语言（如C、C++）的动态库进行交互，给其它语言发挥优势的机会。

有了JAVA标准平台的支持，使JNI模式更加易于实现和使用。在此总结了下面这个知识图：

简单介绍

　　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，由系统自己判定。

　　

　　还需对将要调用的方法做本地声明，要害字为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的要害字，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。

实例一

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);
}

　　在这里要注重的是，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，假如指到.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。要非凡注重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，也是最要害的部分，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

实例二

环境说明：ubuntu 10.4.2 LTS系统

程序清单1：src/com/magc/jni/HelloWorld.java

/**
*
*/
package com.magc.jni;

/**
* @author magc
*
*/
public class HelloWorld {

static {

System.loadLibrary("Hello");

}

public     native void DisplayHello();
/**
* @param args
*/
public static void main(String[] args) {

new HelloWorld().DisplayHello();
}

}

进入src目录下，编译该JAVA类，

命令：javac ./com/magc/jni/HelloWorld.java

在该HelloWorld.java所在目录下生成HelloWorld.class

然后使用javah生成头文件，

命令：javah -jni com.magc.jni.HelloWorld

在当前目录下生成com_magc_jni_HelloWorld.h头文件，此文件供C、C++程序来引用并实现其中的函数

程序清单2：com_magc_jni_HelloWorld.h

/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
#include <jni.h>
/* Header for class com_magc_jni_HelloWorld */

#ifndef _Included_com_magc_jni_HelloWorld
#define _Included_com_magc_jni_HelloWorld
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
* Class:     com_magc_jni_HelloWorld
* Method:    DisplayHello
* Signature: ()V
*/
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_magc_jni_HelloWorld_DisplayHello
(JNIEnv *, jobject);

#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

注：1)、此头文件是不需要用户编译的，直接供其它C、C++程序引用。

2)、此头文件中的Java_com_magc_jni_HelloWorld_DisplayHello(JNIEnv *, jobject)方法，是将来与动态链接库交互的接口，并需要名字保持一致。

程序清单3：src/jni_helloworldImpl.cpp

#include <jni.h>
#include "com_magc_jni_HelloWorld.h"
#include <stdio.h>
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_magc_jni_HelloWorld_DisplayHello
(JNIEnv *env, jobject obj)
{
printf("From jni_helloworldImpl.cpp :");
printf("Hello world ! \n");
return;
}

此C++文件实现了上述头文件中的函数，注意方法函数名要保持一致。

编译生成动态库libHello.so,

命令：g++ -shared -I /usr/lib/jvm/java-6-openjdk/include jni_helloworldImpl.cpp -o libHello.so

成功后，便会在当前目录下生成动态链接库libHello.so文件。

有了具体实现的动态库后，就可以运行JAVA调用JNI程序类的native方法了，

命令：java -Djava.library.path=. com.magc.jni.HelloWorld

输入结果即为：From jni_helloworldImpl.cpp :Hello world !

本文参考部分内容参考：

1、http://www.iteye.com/topic/304594#814127

2、《Android应用开发详解》

/article/5587877.html

http://www.knowsky.com/367493.html