★02.入门

简介

• 本节示例怎么使 Java应用程序 通过 JNI 调用 C语言 输出Hello World!。

流程

1. 创建一个HelloWorld.java文件并声明原生方法。
2. 使用 javac 编译HelloWorld.java，生成HelloWorld.class文件。
3. 使用 javah 生成C头文件HelloWorld.h，该头文件包含了原生函数实现的原型。
4. 新建文件HelloWorld.c并按照HelloWorld.h中声明的原生函数原型实现原生代码。
5. 将HelloWorld.c构建成为一个原生库，生成HelloWorld.dll或者HelloWorld.so。
6. 使用 Java 运行HelloWorld程序，HelloWorld.class和HelloWorld.dll/so会在运行时被加载。

JNI Hello World 示意图

HelloWorld示例

1. 创建HelloWorld.java

代码

public class HelloWorld {
    static {
        // "HelloWorld" 表明载入HelloWorld.dll
        System.loadLibrary("HelloWorld");
    }

    public static void main(String[] args) {
        new HelloWorld().print();
    }

    private native void print();
}

解说

• 上述代码主要包含三个部分：
  1. 一个静态代码块，用来加载 动态链接库 。
  2. 一个主函数作为 Java应用程序 入口，并在主函数中调用print。
  3. 一个原生函数print的声明，由原生代码实现。
• 包含原生代码的 动态链接库 一定要提前加载。
• print函数声明中的native修饰符表示该函数是使用其他语言实现的。

2. 生成HelloWorld.class

• 编译产生HelloWorld.class。

3. 使用CLion创建C/C++项目

• 保证 CLion 使用的是 MinGW-w64 而不是 MinGW-32 。
• 设置JAVAHOME环境变量，指向 jdk 目录。
• 通过CMakeList.txt设置 JNI 包含目录。
• 通过CMakeList.txt设置构建完毕后自动复制 DLL 到 Java 项目目录下。
• CMakeList.txt文件参考，

cmake_minimum_required(VERSION 3.7)
project(JNI_c)

set(CMAKE_C_STANDARD 11)

# 相当于 SOURCE_FILES = "HelloWorld.h HelloWorld.c"
set(SOURCE_FILES HelloWorld.h HelloWorld.c)
add_library(JNI_c SHARED ${SOURCE_FILES})

include_directories($ENV{JAVAHOME}/include)
include_directories($ENV{JAVAHOME}/include/win32)

# 设置输出DLL的名字前缀
set_target_properties(JNI_c PROPERTIES PREFIX "")
# 设置输出DLL的名字，此处输出HelloWorld.dll
set_target_properties(JNI_c PROPERTIES OUTPUT_NAME "HelloWorld")

# 构建完后复制DLL到指定目录
add_custom_command(TARGET JNI_c POST_BUILD                     # JNI_c是项目名称
        COMMAND ${CMAKE_COMMAND} -E copy_if_different
        "$/HelloWorld.dll"           # input dir
        "C:/ProgramProjects/Java/JNI")                         # output dir

4. 生成HelloWorld.h

1. 配置 IDEA 中生成头文件规则（已配置则跳过）

1. File -> Settings -> External Tools。
2. 点击 “+” 按钮。
   1. Name : 生成头文件。
   2. Group : JNI。
   3. Options : 全部勾选。
   4. Show in : 全部勾选。
   5. Program : $JDKPath$\bin\javah.exe。
   6. Parameters : -jni -v -d $FileDir$ $FileClass$。$FileDir$表示输出目录，将$FileDir$设置为 CLion 项目目录。
   7. Working directory : $SourcepathEntry$。
3. 点击确定。

2. 生成

1. 选择对应的java文件。
2. 右键 -> JNI -> Generate Header File。
3. 在$FileDir$对应的目录里生成了HelloWorld.h。

3. 解说HelloWorld.h文件

代码

/*
 * Class:     HelloWorld
 * Method:    print
 * Signature: ()V
 */
JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloWorld_print
  (JNIEnv * , jobject);

解说

• 注释部分：
  • Class ：函数来自的那一个类的名字。
  • Method ：这个函数的名字。
  • Signature ：这个函数的签名。
    • ()V：函数的签名为void ()。
    • (IFC)D：这个函数的double (int, float, char)。
• 代码部分：
  • void：原方法的返回值。
  • JNIEnv *：一个JNIEnv接口指针。
  • jobject：HelloWorld对象本身，有点像 C++ 中的this指针。

5. 实现HelloWorld.c

#include 

#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

/*
 * Class:     HelloWorld
 * Method:    print
 * Signature: ()V
 */
JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloWorld_print(JNIEnv * env, jobject obj) {
    printf("Hello World!\n");
}

#ifdef __cplusplus
}
#endif

5. 生成动态链接库并运行

• 在 Clion 中构建项目，生成 DLL 到对应目录。
• 设置 IDEA 中的 Run/Debug Configurations ：
  • 将 VM Options 设置为-Djava.library.path=C:\ProgramProjects\Java\JNI\
• 运行程序。