Android C++和JAVA互相调用

1. JNIEnv对象 

 

  对于本地函数

   JNIEXPORT void JNICALL Java_video1_TestNative_sayHello(JNIEnv * env, jobject obj)

   {  

      cout<<"Hello Native Test !"<

   }  

   

      JNIEnv类型代表Java环境。通过这个JNIEnv*指针，就可以对Java端的代码进行操作。如，创建Java类得对象，调用Java对象的方法，获取Java对象的属性等。

     JNIEnv的指针会被JNI传送到本地方法的实现函数中来对Java端的代码进行操作

 

     

     JNIEnv类中的函数：

      NewObject/NewString/NewArray  ：new新对象

      Get/SetField：获取属性

      Get/SetStaticField ：获取静态属性

      CallMethod/CallStaticMethod：调用方法

     

2. Java数据类型与C/C++数据类型的对应关系

 

可以参考  jni.h  文件：http://home.pacifier.com/~mmead/jni/cs510ajp/jni.h

 

Java类型      别名　　           C++本地类型　　        字节(bit)  
boolean      jboolean            unsigned  char　　     8 , unsigned  
byte          jbyte               signed  char　　　　    8  
char          jchar               unsigned  short　　    16 , unsigned  
short         jshort               short　　　             16  
int           jint                 long　　　　            32  
long          jlong               __int64　　　　      64  
float         jfloat               float 　　　        3 2  
double        jdouble              double　　　            64  
void          void         　　　　                       n/a　　 

Object        _jobject            *jobject    

 

 

3. 获取jclass

 

    为了能够在C/C++使用Java类，jni.h头文件中专门定义了jclass类型来表示Java中的Class类

    jclass的取得：

    JNIEnv类中有如下几个简单的函数可以取得jclass

    jclass FindClass(const char* clsName)  根据类名来查找一个类，完整类名。

    jclass GetObjectClass(jobject obj)   根据一个对象，获取该对象的类

    jclass GetSuperClass(jclass obj)     获取一个类的父类

    

    FindClass 会在classpath系统环境变量下寻找类，需要传入完整的类名，注意包与包之间是用"/"而不是"."来分割

如：jclass cls_string= env->FindClass("java/lang/String");

 

获取jclass又什么用，比如你要调用类的静态方法，静态属性就需要通过这个方法来获取一个类。

 

 

4. 本地代码访问Java类中的属性与方法 

 

 

有了类和对象之后，如何才能访问java中的对象的属性和方法呢，这就需要用到以下这些方法了。

 JNI在jni.h头文件中定义了jfieldID，jmethodID类表示Java端的属性和方法

如何获取属性： 在访问或设置Java属性的时候，首先就要现在本地代码中取得代表Java属性的jfieldID，然后才能在本地代码中进行Java属性操作。

如何调用java的方法：调用Java端的方法时，需要取得代表方法的jmethodID才能进行Java方法调用

 

JNIEnv获取相应的fieldID和jmethodID的方法：

    GetFieldID/GetMethodID

    GetStaticFieldID/GetStaticMethodID

    GetMethodID也可以取得构造函数的jmethodID。创建Java对象时调用指定的构造函数。

    如：env->GetMethodID(data_Clazz,"method_name","()V")

    (*jniEnv)->GetMethodID(jniEnv, Clazz,"", "()V"); 

    这个比较特殊，这个是默认构造函数的方法，一般用这个来初始化对象，但是再实际过程中，为了快速生成一个实例，一般通过工厂方法类创建jobject

    

    jni.h 对GetMethodID的定义：

    jmethodID (JNICALL *GetMethodID)

      (JNIEnv *env, jclass clazz, const char *name, const char *sig);

      

    这就引入了一个新的问题，什么是sig，我们后面再说，举个例子说明

    前提说明： JAVA类  TestProvider  ,该类有2个方法分别为 String getTime( )  ,  void saysayHello( String str)

    

jclass TestProvider;
jobject mTestProvider;
jmethodID getTime;
jmethodID sayHello;

 

C 中映射类    

TestProvider = (*jniEnv)->FindClass(jniEnv, " com/duicky/TestProvider ");

C中新建对象    

       // 默认构造函数，不传参数
       jmethodID construction_id = (*jniEnv)->GetMethodID(jniEnv, TestProvider, " ",  " ()V ");
        // 通过NewObject来创建对象
       jobject mTestProvider = (*jniEnv)->NewObject(jniEnv, TestProvider,construction_id);

C 中映射方法 

       静态：
getTime = (*jniEnv)->GetStaticMethodID(jniEnv, TestProvider,  " getTime ", " ()Ljava/lang/String; ");
       非静态：
sayHello = (*jniEnv)->GetMethodID(jniEnv, TestProvider,  " sayHello ", " (Ljava/lang/String;)V ");

C 中调用 Java的 方法

       静态：
(*jniEnv)->CallStaticObjectMethod(jniEnv, TestProvider, getTime);
       非静态：
(*jniEnv)->CallVoidMethod(jniEnv, mTestProvider, sayHello,jstrMSG);

 

注意  Get XXX MethodID  和  Call XXX Method 。

第一个XXX 表示的是映射方法的类型，如： 静态 跟非静态

第二个 XXX 表示 调用方法的返回值 ，如：Void,Object,等等。（调用静态方法的时候Call后面要加Static）

    

  5. sign签名

    对于 jmethodID GetMethodID(jclass clazz, const char *name, const char *sign)

     clazz代表该属性所在的类，name表示方法名称，sign是签名

    那什么是签名，签名是对函数参数和返回值的描述，对同一个函数，在java中允许重载，这个时候就需要这个sign来进行区分了。

    以下是java类型签名的描述

    

用来表示要取得的属性/方法的类型  

 

类型           相应的签名  
boolean        Z  
byte            B  
char            C  
short           S  
int             I  
long            J  
float           F  
double          D  
void            V  
object          L用/分隔包的完整类名：   Ljava/lang/String; 
Array          [签名          [I      [Ljava/lang/Object;  
Method         (参数1类型签名 参数2类型签名···)返回值类型签名  

 

特别注意：Object后面一定有分号（；）结束的,多个对象参数中间也用分号(;)来分隔

 

 

例子：

方法 签名

void  f1()                         ()V
int  f2( int ,  long )                 (IJ)I
boolean f3( int [])                 ([I)B
double  f4(String,  int )            (Ljava/lang/String;I)D
void  f5( int , String [],  char )    (I[Ljava/lang/String;C)V

 

 

 图解签名：

 

 

 

使用javap命令来产生签名

      javap -s -p [full class Name]

     -s 表示输出签名信息

     -p 同-private,输出包括private访问权限的成员信息

   

 例子：

 C:\E\java\workspaces\myeclipseblue\JNITest\bin>javap -s - private video1.TestNative  
Compiled  from  " TestNative.java "  
public  class video1.TestNative extends java.lang.Object{  
public java.lang.String name;  
  Signature: Ljava/lang/String;  
public video1.TestNative();  
  Signature: ()V  
public  int signTest( int, java.util.Date,  int[]);  
  Signature: (ILjava/util/Date;[I)I  
public native  void sayHello();  
  Signature: ()V  
public  static  void main(java.lang.String[]);  
  Signature: ([Ljava/lang/String;)V  
}   

 

 

TestNative完整代码：

 

package video1;  
import java.util.Date;  
public  class TestNative {  
     public String name="Test";  
     public  int number =100;  
     public  int signTest( int i,Date date, int[] arr){  
        System.out.println("Sign Test");  
         return 0;  
    }  
     // native关键字修饰的方法，其内容是C/C++编写的，java中不必为它编写具体的实现  
     public  native  void sayHello();  
     public  static  void main(String[] args) {  
        System.loadLibrary("NativeCode");  
        TestNative tn =  new TestNative();  
        tn.sayHello();  
    }  
}

 

 

C/C++代码

 

 

#include  " video1_TestNative.h "  
#include   
using  namespace std;  
JNIEXPORT  void JNICALL Java_video1_TestNative_sayHello(JNIEnv * env, jobject obj){  
    cout<< " Hello Native Test ! "<     // 因为test不是静态函数，所以传进来的就是调用这个函数的对象  
     // 否则就传入一个jclass对象表示native()方法所在的类  
    jclass native_clazz = env->GetObjectClass(obj);  
  
     // 得到jfieldID  
    jfieldID fieldID_prop = env->GetFieldID(native_clazz, " name ", " Ljava/lang/String; ");  
    jfieldID fieldID_num = env->GetFieldID(native_clazz, " number ", " I ");  
  
     // 得到jmethodID  
    jmethodID methodID_func=env->GetMethodID(native_clazz, " signTest ", " (ILjava/util/Date;[I)I ");  
     // 调用signTest方法  
    env->CallIntMethod(obj,methodID_func, 1L,NULL,NULL);  
  
     // 得到name属性  
    jobject name = env->GetObjectField(obj,fieldID_name);  
     // 得到number属性  
    jint number= env->GetIntField(obj,fieldID_num);   
  
    cout<// 100  
     // 修改number属性的值  
    env->SetIntField(obj,fieldID_num, 18880L);    
    number= env->GetIntField(obj,fieldID_num);    
    cout<// 18880  
 }  

 

摘要：

1 Java类生成c头文件和库文件

2 对于c/c++程序，启动时先启动jvm，然后获得对应的java类的对象和方法。然后正常使用。

最近正在做一个C/C++调用java的程序，这里说的调用java不是使用方式 exec(/path/to/java,.....)，而是调用一个class文件中的一个特定的函数。

 

实践后总结如下：

 

1. 安装 jdk

2. 安装gcc(Linux自带有的就无需安装了)

 

利用JNI（Java native interface)，来实现动态建立java runtime environment.

第一，C/C++程序中包含头文件"jni.h"

#include 一般在JAVA_HOME/include 目录下。

调用jni.h中的方法建立runtime env 然后调用java 程序。

 

第二，编译

g++ -o testjava testjava.cpp -I${JAVA_HOME}/include -I${JAVA_HOME}/include/linux -L${JRE_HOME}/lib/i386/client -ljvm

 

以上就是大致思路，现详细说明过程如下：

 

#####################################################################################

一、安装配置Java环境

我的linux是RedHat Enterprise linux 5， 内核版本2.6.18
在Linux系统中安装Java比较简单。可以访问Java download网站或自由软件库等，选择你所有安装的操作系统类型(Linux，Linux AMD64，Solaris等)。一旦你已经选择下载文件──要么是自解压缩执行文件，要么是自解压缩的RPM文件，你都可以安装它。我下载的是jdk-1_5_0_06-linux-i586.bin：

# mkdir /usr/local/java # cd /usr/local/java # cp /home/soft/jdk-1_5_0_06-linux-i586.bin ./ # chmod u+x jdk-1_5_0_06-linux-i586.bin # ./jdk-1_5_0_06-linux-i586.bin

运行完后生成jdk1.5.0_06目录，jdk被安装在/usr/local/java/jdk1.5.0_06/。运行以下执行代码将得到一个测试结果：

# cd jdk1.5.0_06/bin [root@localhost bin]# ./java -version java version "1.5.0_06" Java(TM) 2 Runtime Environment, Standard Edition (build 1.5.0_06-b05) Java HotSpot(TM) Client VM (build 1.5.0_06-b05, mixed mode, sharing)

　　

为了能够使用Java，需要设置如下环境变量：

JAVA_HOME=/usr/local/java/jdk1.5.0_06 PATH=$PATH:/usr/local/java/jre1.5.0_05/bin export JAVA_HOME PATH export JRE_HOME=/usr/lib/jvm/java-1.4.2-gcj-1.4.2.0/jre export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:$JRE_HOME/lib/i386:$JRE_HOME/lib/i386/client

 

注意JRE_HOME的配置，若机器上没有jre环境，则安装jre，安装方法类似安装jdk

设置完后可以查看变量的值

[root@localhost bin]# echo $JAVA_HOME

/usr/local/java/jdk1.5.0_06

[root@localhost bin]# echo $PATH

/usr/kerberos/sbin:/usr/kerberos/bin:/usr/local/bin:/bin:/usr/bin:/home/zhangp/bin:/usr/lib/jvm/java-1.4.2-gcj-1.4.2.0/jre/bin:/usr/local/java/jdk1.5.0_06/bin

 

二、编写简单的Java程序

 

package com.test;

public class MyTest {
 public MyTest(){
  super();
 }

 public static int add(int a,int b) {
  return a+b;
 }

 public boolean judge(boolean bool) {
   return !bool;
 }
}

编译Java程序：

#javac MyTest.java

编译之后生成MyTest.class，将其放置于当前目录的com/test目录下，C++程序的JNI调用时会使用相关方法在com/test目录下查找该class。

 

三、C++程序

 

#include
#include
#include
#include
#include

 

jstring stoJstring(JNIEnv* env, const char* pat)
{
  jclass strClass = env->FindClass("java/lang/String");
  jmethodID ctorID = env->GetMethodID(strClass, "", "([BLjava/lang/String;)V");
  jbyteArray bytes = env->NewByteArray(strlen(pat));
  env->SetByteArrayRegion(bytes, 0, strlen(pat), (jbyte*)pat);
  jstring encoding = env->NewStringUTF("utf-8");
  return (jstring)env->NewObject(strClass, ctorID, bytes, encoding);
}

 

char* jstringTostring(JNIEnv* env, jstring jstr)
{
 char* rtn = NULL;
 jclass clsstring = env->FindClass("java/lang/String");
 jstring strencode = env->NewStringUTF("utf-8");
 jmethodID mid = env->GetMethodID(clsstring, "getBytes", "(Ljava/lang/String;)[B");
 jbyteArray barr= (jbyteArray)env->CallObjectMethod(jstr, mid, strencode);
 jsize alen = env->GetArrayLength(barr);
 jbyte* ba = env->GetByteArrayElements(barr,JNI_FALSE);
 if(alen > 0){
  rtn = (char*)malloc(alen + 1);
  memcpy(rtn, ba, alen);
  rtn[alen] = 0;
 }
 env->ReleaseByteArrayElements(barr, ba, 0);
 return rtn;
}

 

using namespace std;

 

int main()
{
 JavaVMOption options[2];
 JNIEnv *env;
 JavaVM *jvm;
 JavaVMInitArgs vm_args;
 long status;
 jclass cls;
 jmethodID mid;
 jint square;
 jboolean jnot;
 jobject jobj;

 options[0].optionString = "-Djava.compiler=NONE";
 options[1].optionString = "-Djava.class.path=.";
 //options[2].optionString = "-verbose:jni"; //用于跟踪运行时的信息

 vm_args.version = JNI_VERSION_1_4; // JDK版本号
 vm_args.nOptions = 2;
 vm_args.options = options;
 vm_args.ignoreUnrecognized = JNI_TRUE;

 status = JNI_CreateJavaVM(&jvm, (void**)&env, &vm_args);

 if(status != JNI_ERR){
  printf("create java jvm success\n");
  cls = env->FindClass("com/test/MyTest");  // 在这里查找ava类
  if(cls !=0){
   printf("find java class success\n");
   // 构造函数
   mid = env->GetMethodID(cls,"","()V");
   if(mid !=0){
    jobj=env->NewObject(cls,mid);
    std::cout << "init ok" << std::endl;
   }
       
   // 调用add函数
   mid = env->GetStaticMethodID( cls, "add", "(II)I");
   if(mid !=0){
    square = env->CallStaticIntMethod( cls, mid, 5,5);
    std::cout << square << std::endl;
   }

   

   // 调用judge函数
   mid = env->GetMethodID( cls, "judge","(Z)Z");
   if(mid !=0){
    jnot = env->CallBooleanMethod(jobj, mid, 1);
    if(!jnot) std::cout << "Boolean ok" << std::endl;

   }
  }
  else{
   fprintf(stderr, "FindClass failed\n");
  }
 
  jvm->DestroyJavaVM();
  fprintf(stdout, "Java VM destory.\n");
  return 0;
 }
 else{
  printf("create java jvm fail\n");
  return -1;
 }

}

 

编译该C++程序（前提：Java环境已设置好，即JAVA_HOME、PATH、JRE_HOME、LD_LIBRARY_PATH）
[root@localhost jni]# g++ -o testjava testjava.cpp -I${JAVA_HOME}/include -I${JAVA_HOME}/include/linux -L${JRE_HOME}/lib/i386/client -ljvm

 

编译好后可以用ldd testjava查看其使用的链接库的正确性。

 

运行：
[root@localhost jni]# ./testjava
create java jvm success
find java class success
init ok
10
Boolean ok
Java VM destory.

JRE_HOME和LD_LIBRARY_PATH要设置好，编译C++程序时要使用JRE_HOME下面的libjvm.so动态库（一开始我使用网上说的使用JAVA_HOME目录下的libjvm.so，结果出现下面错误

# An unexpected error has been detected by HotSpot Virtual Machine:
#
#  SIGSEGV (0xb) at pc=0xb6d3dbe3, pid=14454, tid=2773482416
#
# Java VM: Java HotSpot(TM) Server VM (1.5.0_11-b03 mixed mode)

。。。。。

参考文档：使用 Java Native Interface 的最佳实践

本文地址，转载请注明出处：

http://www.cnblogs.com/likwo/archive/2012/05/21/2512400.html 

 

参考资料：

http://zzqrj.iteye.com/blog/1285262

 

 

jni.h 头文件：

http://home.pacifier.com/~mmead/jni/cs510ajp/jni.h

 

相关例子：

 

http://www.pacifier.com/~mmead/jni/cs510ajp/index.html

Programmming in C/C++ with the Java Native Interface (3 个练习)

http://www.pacifier.com/~mmead/jni/cs510ajp/exercises/index.html

 

 

JNI 文档：

http://files.cnblogs.com/luxiaofeng54/JNI_Docs.rar

 

 

基于 Android NDK 的学习之旅----- C调用Java

http://www.cnblogs.com/luxiaofeng54/archive/2011/08/17/2142000.html

 

 

Linux下JNI的使用：比较基础

http://www.cnblogs.com/bastard/archive/2012/05/17/2506877.html

 

 

如何在Android下使用JNI：讲解比较详细，但是代码里有些错误，空格没处理好

http://blog.csdn.net/xnwyd/article/details/7086384

这篇文章有些地方不清楚的参考下这篇文章

 

Android Jni代码示例讲解

http://developer.51cto.com/art/201001/181355.htm

 

JNI callMethod参考文档

 

其他推荐学习网站

 

JNI的提高，Java类型和C(C++)类型转换源代码

http://blog.csdn.net/ostrichmyself/article/details/4557851 

 

JNI 的多线程

 http://blog.csdn.net/popop123/article/details/1511180 

 

Android NDK 开发 

 

 

使用 Java Native Interface 的最佳实践：描述了JNI性能和缓存的一些东西

 

 https://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-jni/

 

JNI 攻略系列

JNI全攻略之一－－建立一个简单的JNI程序 

http://blog.csdn.net/yjkwf/article/details/7006260 

JNI全攻略之二――JNI基础 

http://blog.csdn.net/yjkwf/article/details/7006261 

 JNI全攻略之三－－JNI头文件分析

 http://blog.csdn.net/yjkwf/article/details/7006264

 JNI攻略之四――JNI操作数组

http://blog.csdn.net/yjkwf/article/details/7006266 

 

http://disanji.net/2011/01/26/android-jni-programming-2/ 

 

 JNI Examples for Android

http://android.wooyd.org/JNIExample/files/JNIExample.pdf 

 

JNI pthread 多线程使用

http://www.cnblogs.com/lknlfy/archive/2012/03/16/2400786.html