Java Programming Tutorial-JNI(翻译)

 1. 介绍

       在java编程中,有时候为了克服内存管理和性能限制,可能需要从java代码中去调用native的代码(像C/C++)。Java中的JNI就提供了这种调用机制。

JNI有点难,因为它涉及到两种编程语言的调用和运行。

JNI编程需要的基本知识有:

  1.       Java.
  2.       C/C++ 和GCC编译器(GCC and Make)
  3.       Gygwin or MinGW
  4.       Eclipse C/C++ Development Tool(CDT)

  2. 开始

       JNI和C

       第一步:编译一个使用C代码的Java类  HelloJNI.java

        

public class HelloJNI {
   static {
      System.loadLibrary("hello"); // hello.dll (Windows) or libhello.so (Unixes)
   }
   // A native method that receives nothing and returns void
   private native void sayHello();
 
   public static void main(String[] args) {
      new HelloJNI().sayHello();  // invoke the native method
   }
}

    当这个类加载时, 静态初始化加载器去调用了System.LoadLibrary()用来加载native库 "Hello",这个库中包括一个native的方法sayHello()。它在Windows系统中运行时,加载的库是“Hello.dll”,在Unix系统中运行时,加载的库是“libhello.so”。这个库必须加到Java的库路径中,或者在java运行时,使用java.library.path来告诉虚拟机它的路径。否则虚拟机将会抛出异常UnstisfiedLinkError。所以在Eclipse中执行时,在VM argument选项中加入参数 -Djava.library.path=path_to_lib.

 

     接着,我们使用native关键字声明了sayHello方法作为一个native的方法,他表示这个方法在其他语言中被实现了。所以在java代码中native方法是没有被实现,仅有一个声明。SayHello在native库加载的是时候被加载。

    

      第二步:创建C/C++的头文件  HelloJNI.h

      使用java提供的命令javah就可以自动创建一个C/C++的头文件。

      

/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
#include <jni.h>
/* Header for class HelloJNI */
 
#ifndef _Included_HelloJNI
#define _Included_HelloJNI
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
 * Class:     HelloJNI
 * Method:    sayHello
 * Signature: ()V
 */
JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloJNI_sayHello
  (JNIEnv *, jobject);
 
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

 

 

     这个头文件声明了一个C的函数JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloJNI_sayHello(JNIENV *, jobject).函数名约定的方式是Java_{package_and_classname}_{function_name}(JNI arguments). 在包名中的'.'将被下划线代替。

      参数JNIEnv*代表JNI的环境,可以让你访问所有的JNI函数。

      参数jobject代表java中的this

      extern "C" 表示能被C++编译器识别,提醒C++编译器,这些函数时C的命名协议。C/C++拥有不同的命名协议和方式。C++ 支持函数重载,使用一个叫做name mangling scheme来区分重载的函数。

 

      第三步: C 的代码实现

      

#include <jni.h>
#include <stdio.h>
#include "HelloJNI.h"
 
JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloJNI_sayHello(JNIEnv *env, jobject thisObj) {
   printf("Hello World!\n");
   return;
}

    

     保存文件,命名为HelloJNI.c,这个程序仅仅只是打印Hello World,编译这个程序在windows系统上使用MinGW GCC命令:

    

gcc -Wl,--add-stdcall-alias -I"<JAVA_HOME>\include" -I"<JAVA_HOME>\include\win32" -shared -o hello.dll HelloJNI.c

 

    解释:

    

The compiler options used are:
-Wl: The -Wl to pass linker option --add-stdcall-alias to prevent UnsatisfiedLinkError (symbols with a stdcall suffix (@nn) will be exported as-is and also with the suffix stripped). (Some people suggested to use -Wl,--kill-at.)
-I: for specifying the header files directories. In this case "jni.h" (in "<JAVA_HOME>\include") and "jni_md.h" (in "<JAVA_HOME>\include\win32"), where <JAVA_HOME> denotes the JDK installed directory. Enclosed the directory in double quotes if it contains spaces.
-shared: to generate share library.
-o: for setting the output filename "hello.dll".

    

   也可以让编译和链接分两步来:

    

// Compile-only with -c flag. Output is HElloJNI.o
> gcc -c -I"<JAVA_HOME>\include" -I"<JAVA_HOME>\include\win32" HelloJNI.c
 
// Link into shared library "hello.dll"
> gcc -Wl,--add-stdcall-alias -shared -o hello.dll HelloJNI.o

    

     使用nm可以查找dll中的函数 nm hello.dll|grep say

 

     对于在Windows系统上的Gygwin GCC, 需要定义使用-D _int64="long long"来定义__int64为long long

     对于gcc-3,它提供了-mno-cygwin选项来编译DLL文件,而且不依赖Cygwin的库文件。

     

gcc-3 -D __int64="long long" -mno-cygwin -Wl,--add-stdcall-alias 
  -I"<JAVA_HOME>\include" -I"<JAVA_HOME>\include\win32" -shared -o hello.dll HelloJNI.c

 

     第四步: 运行

      

> java HelloJNI
or
> java -Djava.library.path=. HelloJNI

    

   

 

   原文来之于http://www3.ntu.edu.sg/home/ehchua/programming/java/JavaNativeInterface.html

 

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