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1 通过JNI混合使用Java和C++ -----> 操作字符串

2015-06-22 12:38 751 查看
JNI(Java Native Interface)是Java语言的一部分,可以访问非Java语言编写的程序,也可以用于在C++程序中执行Java代码。

步骤:

1> 编写带有native声明方法的Java类,并且该方法只定义不实现,后期由c++负责实现:

// HelloCpp.java

public class HelloCpp

{

// ...

public native void callCpp();

// ...

}

2> 由于后期的C++实现代码最终会被编译为一个动态库.dll,因此需要在Java类中定义一个静态代码块,提前加载该动态库,假设动态的名字为hellocpp.dll:

// HelloCpp.java

public class HelloCpp

{

static

{

System.loadLibrary("hellocpp");

}

public native void callCpp();

// ...

}

3> 在Java类中定义main方法调用该native方法:

// HelloCpp.java

public class HelloCpp

{

static

{

System.loadLibrary("hellocpp");

}

public native void callCpp();

public static void main(String[] args)

{

System.out.println("***** JNI Test *****");

HelloCpp instance = new HelloCpp();

instance.callCpp(); // 调用native方法

}

}

4> 编译包含native方法的Java类,生成class字节码文件:

javac HelloCpp.java   // 生成HelloCpp.class

5> 生成与native方法对应的.h头文件:

javah –jni HelloCpp // 生成HelloCpp对于的头文件HelloCpp.h

// HelloCpp.h

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

#include <jni.h>

/* Header for class HelloCpp */

#ifndef _Included_HelloCpp

#define _Included_HelloCpp

#ifdef __cplusplus

extern "C" {

#endif

/*

* Class: HelloCpp

* Method: callCpp

* Signature: ()V

*/

JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloCpp_callCpp(JNIEnv* env, jobject this);

#ifdef __cplusplus

}

#endif

#endif

6> 使用C++实现native方法:

// HelloCpp.cpp

#include "HelloCpp.h"

#include <jni.h>

#include <iostream>

JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloCpp_callCpp(JNIEnv* env, jobject this)

{

std::cout << "C++ Implementation" << std::endl;

}

7> 编译生成动态库hellocpp.dll:

g++ -Wl,--kill-at –shared –I D:\jdk1.7.0_75\include –I D:\jdk1.7.0_75\include\win32 HelloCpp.cpp –o hellocpp.dll

8> 调用hellocpp.dll来运行Java程序:

Java HelloCpp

结果如下:

***** JNI Test *****

C++ Implementation

说明:

JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloCpp_callCpp(JNIEnv* env, jobject this);

JNIWXPORT和JNICALL是宏。

JNIEnv*指向一个位置,该位置包含一个指向函数表的指针,表中的每一项都是一个指向JNI函数的指针,native方法通过JNI函数访问JVM的中的数据 ,如下所示:



第二个参数对于非静态方法为jobject,对于静态方法为jclass。jobject表示调用native方法对象自身的引用,如同C++中的this指针;jclass表示定义native方法的类的引用。

如下介绍带有参数返回值的native方法:

// Prompt.java

class Prompt
{
static
{
System.loadLibrary("Prompt");
}
private native String GetLine(String prompt);

public static void main(String[] args)
{
Prompt p = new Prompt();
String input = p.GetLine("Enter a line:");
System.out.println("Your Input is: " + input);
}
}






[b]// Prompt.h[/b]

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

#ifndef _Included_Prompt
#define _Included_Prompt
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
* Class:     Prompt
* Method:    GetLine
* Signature: (Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String;
*/
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_Prompt_GetLine(JNIEnv* env, jobject _this, jstring prompt);

#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif


// Prompt.cpp

#include "Prompt.h"
#include <iostream>

JNIEXPORT jstring JNICALL Java_Prompt_GetLine(JNIEnv* env, jobject _this, jstring prompt)
{
char buf[1024];
const char* str;
str = env->GetStringUTFChars(prompt, NULL);            /* 获得传入的字符串,将其转换为native Strings */
if(str == NULL)                                        /* str == NULL意味着JVM为native String分配内存失败 */
{
return NULL;
}
std::cout << str;                                        /* 显示传入的字符串参数 prompt */
env->ReleaseStringUTFChars(prompt, str);                /* 通知JVM释放String所占的内存 */

std::cin.get(buf, 1024);
return env->NewStringUTF(buf);                        /* 构造新的Java.lang.String,如果JVM分配内存失败,则抛出OutOfMemoryError,并且返回NULL */
}


补充信息:

:: UTF-8字符串以’\0’结尾,而Unicode字符串则不是。如果需要获得Unicode格式的jstring的长度,可以使用GetStringLength;如果需要获得UTF-8格式的jstring的长度,可以先使用GetStringUTFChars,在其结果上使用strlen,或者直接使用GetStringUTFLength

:: GetStringUTFChars的第二个参数为jboolean *isCopy,其指向分配的内存空间,如果isCopy被设为JNI_TRUE,那么返回的String是Java String的一个副本;如果被设为JNI_FALSE,那么返回一个指向Java String本身的指针,此时不允许修改返回的String。

:: 函数对Get/ReleaseStringCritical的作用于Get/ReleaseStringChars类似,但是对于程序员而言,该函数对之间的代码相当于“临界区”。在该“临界区”内,native代码不能调用任何的JNI函数,否则将引起当前线程阻塞。

:: GetStringRegion/GetStringUTFRegion将Unicode格式的String复制到预分配的缓冲区中,由于不需要JVM分配内存,因此也就不需要释放操作:

JNIEXPORT jstring JNICALL Java_Prompt_GetLine(JNIEnv* env, jobject _this, jstring prompt)
{
char inbuf[1024], outbuf[1024];
int len = env->GetStringUTFLength(prompt);
env->GetStringUTFRegion(prompt, 0, len, outbuf);
std::cout << outbuf;

std::cin.get(inbuf, 1024);
return env->NewStringUTF(inbuf);
}


总结:

1> 数据类型对应关系表:

Java 类型

本地 C 类型

实际表示的 C 类型(Win32

boolean

jboolean

unsigned char

byte

jbyte

signed char

char

jchar

unsigned short

short

jshort

short

int

jint

long

long

jlong

__int64

float

jfloat

float

double

jdouble

double

void

void

N/A

2> JNI字符串函数

JNI函数

描述

版本

GetStringChars

ReleaseStringChars

获得/释放一个Unicode格式的字符串指针,可能返回一个字符串的副本

JDK 1.1

GetStringUTFChars

ReleaseStringUTFChars

获得/释放一个UTF-8格式的字符串指针,可能返回一个字符串的副本

JDK 1.1

GetStringLength

返回Unicode格式字符串的长度

JDK 1.1

GetStringUTFLength

返回UTF-8格式字符串的长度

JDK 1.1

NewString

根据Unicode格式的C字符串创建一个Java字符串

JDK 1.1

NewStringUTF

根据UTF-8格式的C字符串创建一个Java字符串

JDK 1.1

GetStringCritical

ReleaseStringCritical

获得/释放一个Unicode格式的字符串指针,可能返回一个字符串的副本【在该函数对区间内,不能使用任何JNI函数】

JDK 1.2

GetStringRegion

将Unicode格式的String复制到预分配的缓冲区中

JDK 1.2

GetStringUTFRegion

将UTF-8格式的String复制到预分配的缓冲区中

JDK 1.2

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