JNI Beginning
JNI是Java Native Interface的縮寫(xiě)。從Java 1.1開(kāi)始，Java Native Interface (JNI)標(biāo)準(zhǔn)成為java平臺(tái)的一部分，它允許Java代碼和其他語(yǔ)言寫(xiě)的代碼進(jìn)行交互。JNI一開(kāi)始是為了本地已編譯語(yǔ)言，尤其是C和C++而設(shè)計(jì)的，但是它并不妨礙你使用其他語(yǔ)言，只要調(diào)用約定受支持就可以了。
使用java與本地已編譯的代碼交互，通常會(huì)喪失平臺(tái)可移植性。但是，有些情況下這樣做是可以接受的，甚至是必須的，比如，使用一些舊的庫(kù)，與硬件、操作系統(tǒng)進(jìn)行交互，或者為了提高程序的性能。JNI標(biāo)準(zhǔn)至少保證本地代碼能工作在任何Java 虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)下。
一、JNI（Java Native Interface）的設(shè)計(jì)目的
·The standard Java class library may not support the platform-dependent features needed by your application.
·You may already have a library or application written in another programming language and you wish to make it accessible to Java applications
·You may want to implement a small portion of time-critical code in a lower-level programming language, such as assembly, and then have your Java application call these functions
二、JNI（Java Native Interface）的書(shū)寫(xiě)步驟
·編寫(xiě)帶有native聲明的方法的java類(lèi)
·使用javac命令編譯所編寫(xiě)的java類(lèi)
·使用javah -jni java類(lèi)名生成擴(kuò)展名為h的頭文件
·使用C/C++實(shí)現(xiàn)本地方法
·將C/C++編寫(xiě)的文件生成動(dòng)態(tài)連接庫(kù)
1) 編寫(xiě)java程序：
這里以HelloWorld為例。
代碼1：
class HelloWorld {
public native void displayHelloWorld();
static {
System.loadLibrary("hello");
}
public static void main(String[] args) {
new HelloWorld().displayHelloWorld();
}
}
聲明native方法：如果你想將一個(gè)方法做為一個(gè)本地方法的話(huà)，那么你就必須聲明改方法為native的，并且不能實(shí)現(xiàn)。其中方法的參數(shù)和返回值在后面講述。
Load動(dòng)態(tài)庫(kù)：System.loadLibrary("hello");加載動(dòng)態(tài)庫(kù)（我們可以這樣理解：我們的方法displayHelloWorld()沒(méi)有實(shí)現(xiàn)，但是我們?cè)谙旅婢椭苯邮褂昧耍员仨氃谑褂弥皩?duì)它進(jìn)行初始化）這里一般是以static塊進(jìn)行加載的。同時(shí)需要注意的是System.loadLibrary();的參數(shù)“hello”是動(dòng)態(tài)庫(kù)的名字。
main()方法
2) 編譯沒(méi)有什么好說(shuō)的了
javac HelloWorld.java
3) 生成擴(kuò)展名為h的頭文件
javah -jni HelloWorld
頭文件的內(nèi)容：
/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
#include
/* Header for class HelloWorld */
#ifndef _Included_HelloWorld
#define _Included_HelloWorld
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
* Class: HelloWorld
* Method: displayHelloWorld
* Signature: ()V
*/
JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloWorld_displayHelloWorld
(JNIEnv *, jobject);
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif
（這里我們可以這樣理解：這個(gè)h文件相當(dāng)于我們?cè)?/span>java里面的接口，這里聲明了一個(gè)Java_HelloWorld_displayHelloWorld (JNIEnv *, jobject);方法，然后在我們的本地方法里面實(shí)現(xiàn)這個(gè)方法，也就是說(shuō)我們?cè)诰帉?xiě)C/C++程序的時(shí)候所使用的方法名必須和這里的一致）。
4) 編寫(xiě)本地方法
實(shí)現(xiàn)和由javah命令生成的頭文件里面聲明的方法名相同的方法。
代碼2：
1 #include
2 #include "HelloWorld.h"
3 #include
4 JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloWorld_displayHelloWorld(JNIEnv *env, jobject obj)
{
printf("Hello world!\n");
return;
}
注意代碼2中的第1行，需要將jni.h（該文件可以在%JAVA_HOME%/include文件夾下面找到）文件引入，因?yàn)樵诔绦蛑械?/span>JNIEnv、jobject等類(lèi)型都是在該頭文件中定義的；另外在第2行需要將HelloWorld.h頭文件引入（我是這么理解的：相當(dāng)于我們?cè)诰帉?xiě)java程序的時(shí)候，實(shí)現(xiàn)一個(gè)接口的話(huà)需要聲明才可以，這里就是將HelloWorld.h頭文件里面聲明的方法加以實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然不一定是這樣）。然后保存為HelloWorldImpl.c就ok了。
5) 生成動(dòng)態(tài)庫(kù)
這里以在Windows中為例，需要生成dll文件。在保存HelloWorldImpl.c文件夾下面，使用VC的編譯器cl成。
cl -I%java_home%\include -I%java_home%\include\win32 -LD HelloWorldImp.c -Fehello.dll
注意：生成的dll文件名在選項(xiàng)-Fe后面配置，這里是hello，因?yàn)樵?/span>HelloWorld.java文件中我們loadLibary的時(shí)候使用的名字是hello。當(dāng)然這里修改之后那里也需要修改。另外需要將-I%java_home%\include -I%java_home%\include\win32參數(shù)加上，因?yàn)樵诘谒牟嚼锩婢帉?xiě)本地方法的時(shí)候引入了jni.h文件。
6) 運(yùn)行程序
java HelloWorld就ok。^_^
三、JNI（Java Native Interface）調(diào)用中考慮的問(wèn)題
在首次使用JNI的時(shí)候有些疑問(wèn)，后來(lái)在使用中一一解決，下面就是這些問(wèn)題的備忘：
1.java和c是如何互通的？
其實(shí)不能互通的原因主要是數(shù)據(jù)類(lèi)型的問(wèn)題，jni解決了這個(gè)問(wèn)題，例如那個(gè)c文件中的jstring數(shù)據(jù)類(lèi)型就是java傳入的String對(duì)象，經(jīng)過(guò)jni函數(shù)的轉(zhuǎn)化就能成為c的char*。
對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)類(lèi)型關(guān)系如下表：
Java 類(lèi)型 本地c類(lèi)型 說(shuō)明
boolean jboolean 無(wú)符號(hào)，8 位
byte jbyte 無(wú)符號(hào)，8 位
char jchar 無(wú)符號(hào)，16 位
short jshort 有符號(hào)，16 位
int jint 有符號(hào)，32 位
long jlong 有符號(hào)，64 位
float jfloat 32 位
double jdouble 64 位
void void N/A
2. 如何將java傳入的String參數(shù)轉(zhuǎn)換為c的char*，然后使用?
java傳入的String參數(shù)，在c文件中被jni轉(zhuǎn)換為jstring的數(shù)據(jù)類(lèi)型，在c文件中聲明char* test，然后test = (char*)(*env)->GetStringUTFChars(env, jstring, NULL);注意：test使用完后，通知虛擬機(jī)平臺(tái)相關(guān)代碼無(wú)需再訪(fǎng)問(wèn)：(*env)->ReleaseStringUTFChars(env, jstring, test);
3. 將c中獲取的一個(gè)char*的buffer傳遞給java？
這個(gè)char*如果是一般的字符串的話(huà)，作為string傳回去就可以了。如果是含有’\0’的buffer，最好作為bytearray傳出，因?yàn)榭梢灾贫?/span>copy的length，如果copy到string，可能到’\0’就截?cái)嗔恕?/span>
有兩種方式傳遞得到的數(shù)據(jù)：
一種是在jni中直接new一個(gè)byte數(shù)組，然后調(diào)用函數(shù)(*env)->SetByteArrayRegion(env, bytearray, 0, len, buffer);將buffer的值copy到bytearray中，函數(shù)直接return bytearray就可以了。
一種是return錯(cuò)誤號(hào)，數(shù)據(jù)作為參數(shù)傳出，但是java的基本數(shù)據(jù)類(lèi)型是傳值，對(duì)象是傳遞的引用，所以將這個(gè)需要傳出的byte數(shù)組用某個(gè)類(lèi)包一下，如下：
class RetObj
{
public byte[] bytearray;
}
這個(gè)對(duì)象作為函數(shù)的參數(shù)retobj傳出，通過(guò)如下函數(shù)將retobj中的byte數(shù)組賦值便于傳出。代碼如下：
jclass cls;
jfieldID fid;
jbyteArray bytearray;
bytearray = (*env)->NewByteArray(env,len);
(*env)->SetByteArrayRegion(env, bytearray, 0, len, buffer);
cls = (*env)->GetObjectClass(env, retobj);
fid = (*env)->GetFieldID(env, cls, "retbytes", "[B"]);
(*env)->SetObjectField(env, retobj, fid, bytearray);
4. 不知道占用多少空間的buffer，如何傳遞出去呢？
在jni的c文件中new出空間，傳遞出去。java的數(shù)據(jù)不初始化，指向傳遞出去的空間即可。
五．JNI中對(duì)JAVA傳入數(shù)據(jù)的處理
1．如果傳入的是bytearray的話(huà)，作如下處理得到buffer：
char *tmpdata = (char*)(*env)->GetByteArrayElements(env, bytearray, NULL);
(*env)->ReleaseByteArrayElements(env, bytearray, tmpdata, 0);
（來(lái)源：crybaby2005.bokee.com；miniufo.bokee.com）