android中JNI的用途及简单使用

JNI是Java Native Interface的缩写，它提供了若干的API实现了Java和其他语言的通信（主要是C&C++）。从Java1.1开始，JNI标准成为java平台的一部分，它允许Java代码和其他语言写的代码进行交互。JNI一开始是为了本地已编译语言，尤其是C和C++而设计的，但是它并不妨碍你使用其他编程语言，只要调用约定受支持就可以了。使用java与本地已编译的代码交互，通常会丧失平台可移植性。但是，有些情况下这样做是可以接受的，甚至是必须的。例如，使用一些旧的库，与硬件、操作系统进行交互，或者为了提高程序的性能。JNI标准至少要保证本地代码能工作在任何Java 虚拟机环境。

JNI的角色

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JNI可以这样与本地程序进行交互：

1、你可以使用JNI来实现“本地方法”（ native methods），并在JAVA程序中调用它们。

2、JNI支持一个“调用接口”（invocation interface），它允许你把一个 JVM嵌入到本地程序中。本地程序可以链接一个实现了JVM的本地库，然后使用“调用接口”执行JAVA语言编写的软件模块。例如，一个用C语言写的浏览器可以在一个嵌入式JVM上面执行从网上下载下来的applets。

JNI的副作用

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一旦使用JNI，JAVA程序就丧失了JAVA平台的两个优点：

1、程序不再 跨平台。要想跨平台，必须在不同的系统环境下重新编译本地语言部分。

2、程序不再是绝对安全的，本地代码的不当使用可能导致整个程序崩溃。一个通用规则是，你应该让本地方法集中在少数几个 类当中。这样就降低了JAVA和C之间的 耦合性。

什么场合下应该使用JNI

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当你开始着手准备一个使用JNI的项目时，请确认是否还有替代方案。应用程序使用JNI会带来一些副作用。下面给出几个方案，可以避免使用JNI的时候，达到与本地代码进行交互的效果：

1、JAVA程序和本地程序使用 TCP/IP或者 IPC进行交互。

2、当用JAVA程序连接本地数据库时，使用 JDBC提供的API。

3、JAVA程序可以使用分布式对象技术，如JAVA  IDL API。

这些方案的共同点是，JAVA和C处于不同的线程，或者不同的机器上。这样，当本地程序崩溃时，不会影响到JAVA程序。

下面这些场合中，同一进程内JNI的使用无法避免：

1、程序当中用到了JAVA API不提供的特殊系统环境才会有的特征。而跨进程操作又不现实。

2、你可能想访问一些己有的本地库，但又不想付出跨进程调用时的代价，如效率，内存，数据传递方面。

3、JAVA程序当中的一部分代码对效率要求非常高，如算法计算，图形渲染等。

总之，只有当你必须在同一进程中调用本地代码时，再使用JNI。

JNI的演化

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JDK1.0包含了一个本地方法接口，它允许JAVA程序调用C/C++写的程序，许多第三方的程序和JAVA类库。如：java.lang,java.io,java.net等都依赖于本地方法来访问底层 系统环境的特征。

不幸的是，JDK1.0中的本地方法有两个主要问题：

1、本地方法像访问C中的结构（structures）一样访问对象中的 字段。尽管如此，JVM规范并没有定义对象怎么样在内存中实现。如果一个给定的JVM实现在布局对象时，和本地方法假设的不一样，那你就不得不重新编写本地方法库。

2、因为本地方法可以保持对JVM中对象的直接指针，所以，JDK1.0中的本地方法采用了一种保守的 GC策略。

JNI的诞生就是为了解决这两个问题，它可以被所有平台下的JVM支持：

（1）每一个JVM实现方案可以支持大量的本地代码。

（2）开发工具作者不必处理不同的本地方法接口。

（3）本地代码可以运行在不同的JVM上面。

JDK1.1中第一次支持JNI，但是，JDK1.1仍在使用老风格的本地代码来实现JAVA的API。这种情况在JDK1.2下被彻底改变成符合标准的写法。

JNI的设计目的

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标准的java类库可能不支持你的程序所需的特性。或许你已经有了一个用其他语言写成的库或程序，而你希望在java程序中使用它。

你可能需要用底层语言实现一个小型的时间敏感代码，比如 汇编，然后在你的java程序中调用这些功能。

书写步骤

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·编写带有native声明的方法的java类

·使用 javac命令编译所编写的java类

JNI (2张)

,然后使用javah + java类名生成扩展名为h的头文件

·使用C/C++实现本地方法

·将C/C++编写的文件生成 动态连接库

·ok

1) 编写java程序：这里以HelloWorld为例。

代码1：

public class HelloWorld {
    public native void displayHelloWorld();//所有native关键词修饰的都是对本地的声明
    static {
        System.loadLibrary("hello");//载入本地库
    }
    public static void main(String[] args) {
        new HelloWorld().displayHelloWorld();
    }
}

声明 native方法：如果你想将一个方法做为一个本地 方法的话，那么你就必须声明该方法为native的，并且不能实现。其中方法的参数和返回值在后面讲述。 Load动态库：System.loadLibrary("hello");加载 动态库（我们可以这样理解：我们的方法 displayHelloWorld()没有实现，但是我们在下面就直接使用了，所以必须在使用之前对它进行初始化）这里一般是以 static块进行加载的。同时需要注意的是System. loadLibrary();的参数“hello”是动态库的名字。

2) 编译

没有什么好说的了 javac HelloWorld.java

3) 生成扩展名为h的头文件javah HelloWorld

jni HelloWorld 头文件的内容：

/*DO NOT EDI TTHIS FILE - it is mach inegenerated*/
#include
/*Header for class HelloWorld*/

#ifndef_Included_HelloWorld
#define_Included_HelloWorld
#ifdef__cplusplus
extern"C"{
#endif
/*
*Class:HelloWorld
*Method:displayHelloWorld
*Signature:()V
*/
JNIEXPORTvoidJNICALL
Java_HelloWorld_displayHelloWorld(JNIEnv*,jobject);

#ifdef__cplusplus
}
#endif
#endif

JNI

（这里我们可以这样理解：这个h文件相当于我们在java里面的接口，这里声明了一个Java_HelloWorld_displayHelloWorld (JNIEnv *, jobject);方法，然后在我们的本地方法里面实现这个方法，也就是说我们在编写 C/C++程序的时候所使用的方法名必须和这里的一致）。

4) 编写本地方法实现和由javah命令生成的头文件里面声明的方法名相同的方法。

代码2：

#include"jni.h"
#include"HelloWorld.h"

//#includeotherheaders

JNIEXPORT void JNICALL
Java_HelloWorld_displayHelloWorld(JNIEnv*env,jobject obj)
{
printf("Helloworld!\n");
return;
}

JNI

注意代码2中的第1行，需要将jni.h（该文件可以在%JAVA_HOME%/include文件夹下面找到）文件引入，因为在程序中的JNIEnv、 jobject等类型都是在该头文件中定义的；另外在第2行需要将HelloWorld.h头文件引入（我是这么理解的：相当于我们在编写java程序的时候，实现一个 接口的话需要声明才可以，这里就是将HelloWorld.h头文件里面声明的方法加以实现。当然不一定是这样）。然后保存为 HelloWorldImpl.c就ok了。

5) 生成动态库

这里以在Windows中为例，需要生成dll文件。在保存HelloWorldImpl.c文件夹下面，使用 VC的 编译器cl成。 cl -I%java_home%\include -I%java_home%\include\win32 -LD HelloWorldImp.c -Fehello.dll 注意：生成的dll文件名在选项-Fe后面配置，这里是hello，因为在HelloWorld.java文件中我们loadLibary的时候使用的名字是hello。当然这里修改之后那里也需要修改。另外需要将-I%java_home%\include -I%java_home%\include\win32参数加上，因为在第四步里面编写本地方法的时候引入了jni.h文件。

如果配置了MinGW,也可以这样来编译：gcc -Wall -D_JNI_IMPLEMENTATION_ -Wl,--kill-at -Id:/java/include –Id:/java/include/win32 -shared -o (输出的dll文件名，如sum.dll) (输入的c/c++源文件,如abc.c)。

6) 运行程序

javaHelloWorld就ok.

如果用eclipse，需将dll或so文件放在项目下，而不是src及其子目录下。

如果用命令行编译，把dll文件放在该包的同目录下。

使用例子

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今天开始研究JNI技术，首先还是老套路，输出一个HelloWorld:具体流程如下:在Java中定义一个方法，在C++中实现这个方法，在方法内部输出“Hello World"，然后再回到Java中进行调用。分为以下步骤:

第一步:在Eclipse中建立一个类:JNIDemo

 package com.jni.demo;
 public class JNIDemo {
     //定义一个本地方法
     public native void sayHello();
     public static void main(String[] args){
         //调用动态链接库
         System.loadLibrary("JNIDemo");
         JNIDemo jniDemo = new JNIDemo();
         jniDemo.sayHello();
     }
 }

其中sayHello就是要在C++中实现的方法。

第二步：使用javah命令将JNIDemo生成.h的头文件:

命令如下:

E:\workspace\JNIDemo\bin>javah com.jni.demo.JNIDemo

注意:

1. 首先要确保配置了Java的环境变量的配置，不然javah命令不能用，具体怎么配置见:http://blog.csdn.net/jiangwei0910410003/article/details/17463173

2. 我的Java项目是放在E:\workspace中的，所以首先进入到工程的bin目录中，然后使用javah命令生成头文件

3. javah后面的类文件的格式:是类的全名（包名+class文件名），同时不能有.class后缀

命令执行成功后会在bin目录中生成头文件:com_jni_demo_JNIDemo.h

但是我们还需要注意一个问题，就是如果我们的包含native方法的类，如果引用其他地方的类，那么这时候进入bin\classes\目录下会出现问题提示找不到指定的类，这时候我们需要切换到源码目录src下运行即可。

第三步：使用VC6.0生成.dll文件:

首先创建一个dll工程:

在.cpp文件中输入如下代码:

 "font-size:14px;">#include
 #include "com_jni_demo_JNIDemo.h"

 JNIEXPORT void JNICALL Java_com_jni_demo_JNIDemo_sayHello (JNIEnv * env, jobject obj)
 {
 cout<<"Hello World"<
 }

说明:

1. JNIEXPORT void JNICALL Java_com_jni_demo_JNIDemo_sayHello (JNIEnv * env, jobject obj)
{
cout<<"Hello World"< }

这个方法的声明可以在上面生成的com_jni_demo_JNIDemo.h头文件中找到，这个就是Java工程中的sayHello方法的实现

2. 这里编译会出现几个问题:

(1):会提示你找不到相应的头文件：

这时候需要将jni.h,jni_md.h文件考到工程目录中，这两个文件的具体位置在:

java的安装目录中的include文件夹下，jni_md.h这个文件在win32文件夹中，找到这两个文件后，将其拷贝到C++的工程目录中；

(2) 当拷贝到这两个文件之后，编译还是提示找不到这两个文件:主要原因就是#include这个是从系统目录中查找jni.h头文件的，而我们只把jni.h拷贝到工程目录中，所以需要在com_jni_demo_JNIDemo.h头文件中将#include改成#include "jni.h"，同理在jni.h文件中将#include改成#include "jni_md.h"

(3) 同时还有一个错误就是，提示：e:\c++\jnidemo\jnidemo.cpp(9) : fatal error C1010: unexpected end of file while looking for precompiled header directive，这个是预编译头文件读写错误，这时候还要在VC中进行设置:项目-》设置-》C/C++;在分类中选择预编译头文件，选择不使用预补偿页眉:

这样，编译成功，生成JNIDemo.dll文件在C++工程中的Debug目录中

第四步:将JNIDemo.dll文件添加到path环境变量中:

注意:在用户变量中的path设置，用分号隔开: ” ;E:\C++\Debug“,这样就将.dll文件添加到环境变量中了

第五步:在Eclipse中调用sayHello方法输出"Hello World":代码如下:

 public static void main(String[] args){
     //调用动态链接库
     System.loadLibrary("JNIDemo");
     JNIDemo jniDemo = new JNIDemo();
     jniDemo.sayHello();
 }

System.loadLibrary方法就是加载JNIDemo.dll文件的，一定要注意不要有.dll后缀名，只需要文件名即可；

注意：运行的时候会报错:

这个提示就是没有找到JNIDemo.dll文件，这时候我们需要关闭Eclipse，然后在打开，运行就没有错了，原因是Eclipse每次打开的时候都会去读取环境变量的配置，我们刚才配置的path，没有立即生效，所以要关闭Eclipse，然后从新打开一次即可。