JavaSE JNI 动态注册本地方法（c语言实现native层）

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引言：

最近结合着 Android 源码研究了一下 JNI ，发现 Android 上的 JNI 本地方法绑定使用的不是通过函数名进行绑定的静态绑定，而是使用了不常见的动态绑定。

于是在 JavaSE 中动手实现了一下 JNI 本地方法动态绑定，在实现过程中或多或少的出现了一些问题，而网上搜索到的相关文章大多数只是对 Android 源码的一个摘要，而没有具体在 JavaSE 中的实现，故作此文以补此空白。

本文不涉及 JNI 基础，仅仅是对本地方法动态绑定的一个讲解，不明白 JNI 为何物的小白同学请先 Google 研究一下 JNI 再来~~

动态注册本地方法需要一下几个数据结构与方法（可自行在 jni.h 中查看）：

[c] view
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// 该结构表示一个Java本地方法与native层的c方法的映射

typedef struct {

char *name; // Java本地方法名称

char *signature; // Java本地方法签名

void *fnPtr; // c函数指针

} JNINativeMethod;

// 该方法在JVM加载完JNI动态库的紧接着被调用，所以可以在这个函数里进行动态注册

JNIEXPORT jint JNICALL JNI_OnLoad(JavaVM *vm, void *reserved);

// 该方法便是用来进行动态注册的

// clazz：本地方法所在类

// methods：表明方法映射关系的结构体数组

// nMethods：上一个参数的数组大小

jint (JNICALL *RegisterNatives) (JNIEnv *env, jclass clazz, const JNINativeMethod *methods, jint nMethods);

首先看一下声明和调用本地方法的 Java 代码：

[java] view
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public class test {

static {

// 加载JNI动态库

System.loadLibrary("test_native");

}

public static native String nativeFunc(String msg);

public static void main(String[] args) {

System.out.println(nativeFunc("Hello Native"));

}

}

在这个代码中声明了一个 native 方法 nativeFunc，该方法的作用是将传入的字符串加上"(Sovled)"并然后返回修改后的字符串。

然后看一下 JNI 动态链接库的代码（C语言实现）：

[c] view
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#include <stdio.h>

#include <string.h>

#include <jni.h>

#include "test.h"

jstring native_function(JNIEnv *env, jclass cls, jstring msg);

// 定义Java本地方法与JNI动态库中方法的映射关系

static JNINativeMethod gMethods[] = {

{"nativeFunc", "(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String;", (void *)native_function}

};

// 注册本地方法

static int register_native_methods(JNIEnv *env, const char *clsname, const JNINativeMethod *gMethods, int nums)

{

jclass clazz = (*env)->FindClass(env, clsname);

if (clazz == NULL)

return JNI_FALSE;

if ((*env)->RegisterNatives(env, clazz, gMethods, nums) < 0)

return JNI_FALSE;

return JNI_TRUE;

}

JNIEXPORT jint JNICALL JNI_OnLoad(JavaVM *vm, void *reserved)

{

JNIEnv *env = NULL;

jint result = -1;

// 获得JNIEnv

if ((*vm)->GetEnv(vm, (void **)&env, JNI_VERSION_1_4) != JNI_OK)

return JNI_FALSE;

// 注册本地方法

if (register_native_methods(env, "test", gMethods, sizeof(gMethods) / sizeof(gMethods[0])) != JNI_TRUE)

return JNI_FALSE;

result = JNI_VERSION_1_4;

return result;

}

// 自定义方法，将msg加上"(Solved)"并返回

jstring native_function(JNIEnv *env, jclass cls, jstring msg)

{

const char *cmsg;

char cres[1024];

jstring res;

cmsg = (*env)->GetStringUTFChars(env, msg, JNI_FALSE);

memset(cres, '\0', 1024);

strcat(cres, cmsg);

strcat(cres, " (Solved)");

res = (*env)->NewStringUTF(env, cres);

(*env)->ReleaseStringUTFChars(env, msg, cmsg);

return res;

}

这里注意 JNI_OnLoad 方法中的操作，在 Android 源码中，获取 JNIEnv 的代码是 vm->GetEnv((void**) &env, JNI_VERSION_1_4)，如果在我们的程序中这样写是错误的，会出现 request for member ‘GetEnv’ in something not a structure or union （或 在非结构或联合中请求成员‘GetEnv’）错误，这是因为 Android 源码中的 native 层的实现使用的是 C++，而我们这里使用的是
C语言，这也是网上搜到的很多文章出现的一个问题

最后便是对代码的编译和运行：

1. 编译生成动态链接库 libtest_native.so：

gcc -fPIC -I $JAVA_HOME/include -I $JAVA_HOME/include/linux -shared -o libtest_native.so test.c

这里的 gcc 选项 -fPIC -shared 是用来生成动态链接库的，PIC选项的作用是生成 Position Independent Code，即生成不依赖与特定地址的机器代码，详细请看：http://stackoverflow.com/questions/5311515/gcc-fpic-option

2. 编译 Java 代码并运行

javac test.java

java -Djava.library.path=. test

注意：这里运行 Java 程序时需要加上 -Djava.library.path=. 来指定库加载位置，否则 Java 程序找不到之前生成的动态链接库。