Java调用c++的动态链接库正确方式，踩坑选手!

前言，前几个月泛泛的看了一下c++的相关书籍。在看的过程中，做几个例子啥的没啥感觉。但是在整合起来的过程中还是发现了蛮多问题。

1、JNI是什么？需要怎么理解它？

JNI （Java Native Interface，Java本地接口）是一种编程框架 ，使得Java虚拟机中的Java程序可以调用本地应用/或库，也可以被其他程序调用。 本地程序一般是用其它语言（C、C++或汇编语言等）编写的，并且被编译为基于本机硬件和操作系统的程序。
有些事情Java无法处理时，JNI允许程序员用其他编程语言来解决。例如，Java标准库不支持的平台相关功能或者程序库。也用于改造已存在的用其它语言写的程序，供Java程序调用。许多基于JNI的标准库提供了很多功能给程序员使用，例如文件I/O、音频相关的功能。当然，也有各种高性能的程序，以及平台相关的API实现，允许所有Java应用程序安全并且平台独立地使用这些功能。
理解：JNI是一种约束和规范，我们可以通过java调用动态链接库来实现java不好处理的场景。

2、如何在idea和clion中操作使用？

我这边使用的环境是vs2019、idea2021、clion2019。其他的版本目前没尝试，我估计大概都差不多，书写到这里只是做了一个demo。
Demo的场景是，通过java的jni标准库调用c++动态联,获取float或double的二进制数据，并返回String打印！
我这里踩过的坑不少，提前梳理一下：

1. 使用clion生成了动态联，但是idea上面报错，内容为没有找到哪些数据。
2. 使用c++ char数据，在答应的过程中始终无法得到相关数据，在java中打印始终为“”。
3. clion中的toolchains配置
4. 配置cmakelist错误，始终无法编译

上面的问题足足折磨我了好几天，因为在过程中，我只是需要做个demo，跑完Hello World之后。想到一个场景，就想去证实一下，没想到……，下面我整理一下我的过程：

2.1Java中编写JNI接口

首先需要使用到JNI中的关键字native关键字，类似和java中的interface一样。eg：

public class FloatAndDouble2Binary {
    public native String float2Binary(float v_f);
    public native String double2Binary(double v_d);
    static {
        System.loadLibrary("doubleAndFloat2binary");
    }

    public static void main(String[] args) {
        double d=3.14;
        String s = new FloatAndDouble2Binary().double2Binary(d);
        System.out.println("double："+s);
        float f=3.14f;
        String sf = new FloatAndDouble2Binary().float2Binary(f);
        System.out.println("float："+sf);
    }
}

这样我们就写好了接口，但是如何转换成c++的头文件呢？__有两种方式：

2.1.1 通过指令自动生成

进入到源文件的目录，在搜索框中输入cmd，进入控制台：

javac -h . DFUtils.java

然后在目录里面你会发现多了两个文件：一个以.h结尾的文件，一个以.class结尾的二进制文件。
Ps:将.h的文件放入到一个文件夹中，这里提前说过的。做个伏笔

2.1.2 自己编写c++头文件__（c++头文件以.h,源文件则是.cpp）

这里看多了或者写过c++文件的人就知道如何做了。推荐使用指令生成！

3.1 使用Clion导入项目

3.1.1CmakeLists.txt文件的配置

打开Clion工具，点击New CMake Project from Sources,此时会自动生成一个CMakeLists.txt配置的文件。

cmake_minimum_required(VERSION 3.15)  #cmake 兼容最低的版本
project(double) #项目名
set(CMAKE_CXX_STANDARD 14) #cmake 编译的版本
include_directories(.) #include //包括的路径 可以理解为环境变量
include_directories(F:/include)
include_directories(F:/include/win32)
include_directories(F:/include/win32/bridge)
add_library(doubleAndFloat2binary SHARED
        com_company_float_double_class_FloatAndDouble2Binary.cpp
        com_company_float_double_class_FloatAndDouble2Binary.h)
# 查找当前目录下的所有源文件
# 并将名称保存到 DIR_SRCS 变量
aux_source_directory(. DIR_SRCS)
#add_excutable(项目名 待编译的项目.c 待编译的项目.h),与add_library不要同时使用
#否则会出现编译错，又要生成动态链接又要生成可执行的文件，是不行的！

如果使用jni的，你会得到提示jni无法找到的问题。这时候你需要到你自己jdk的配置目录找到include文件夹，其目录为/include
在CMakeLists.txt 中加入include_directories(path)即可。

3.1.2 安装toolchains

clion的步骤：File-Settings-Build,Execution,Deployment-ToolChains,我这里最开始安装的Cygwin,但是编译出来的时32为的动态连，在64位的机器上会出错。找了N多资料，还是没有找到，最终下载安装了VS。
安装VS的版本也是有要求的，如果在Toolchains里面提示过高过低,你可以降低或者升级vs的版本即可解决。
Environment的目录为你安装vs的根目录，clion的Toolchains会自动搜索，其中Architecture，选择你对应cpu的版本，Platforms目前还不知道目的，有知道的朋友可以帮忙填空。Version自动会进行选择，

3.1.3 编写c++代码。

//com_company_float_double_class_FloatAndDouble2Binary.cpp
#include 
#include "com_company_float_double_class_FloatAndDouble2Binary.h"
#include 

char* strChars;
template <typename T>
char* double2Template(T v);
char* value2Binary(char* point, int sof) {
    const int length = sof * 8+1;
    strChars = new char[length];
    int index = 0;
    for (int i = sof - 1; i >= 0; i--) {
        char item = point[i];
        for (int j = 7; j >= 0; j--) {
            strChars[index] = (item >> j & 1)+'0';
            index++;
        }
    }
    strChars[length-1]='\0';
    return strChars;
}

template<typename T>
char* double2Template(T v) {
    int sof = sizeof(v);
    const int lengt = sof * 8 ;
    char* point = (char*)(&v);
    char* arry = value2Binary(point, sof);
    return arry;
}

/*
 * Class:     com_company_float_double_class_FloatAndDouble2Binary
 * Method:    float2Binary
 * Signature: (F)Ljava/lang/String;
 */
JNIEXPORT jstring

JNICALL Java_com_company_float_1double_1class_FloatAndDouble2Binary_float2Binary
        (JNIEnv *env, jobject obj, jfloat f) {
    int byteLen = sizeof(jfloat);
    double2Template(f);
    return env->NewStringUTF(strChars);
}

/*
 * Class:     com_company_float_double_class_FloatAndDouble2Binary
 * Method:    double2Binary
 * Signature: (D)Ljava/lang/String;
 */
JNIEXPORT jstring

JNICALL Java_com_company_float_1double_1class_FloatAndDouble2Binary_double2Binary
        (JNIEnv * env, jobject obj, jdouble d) {
     double2Template(d);
    return env->NewStringUTF(&*strChars);
}

如果按照我上面的全部编写成功，可以使用快捷键ctrl+F9或者使用[Build-Build Project]进行编译。此时会看到一个.dll的文件。

在java中添加引用dll的文件

static{
	System.load("文件名");
}

将文件赋值到/bin目录下，直接运行java调用（也可以在idea中导入dll的动态链接库，网上有很多博客可以参考）。

4.1 Java如何直接将float或者double改成二进制呢？

        //使用java 得到float的二进制数
        float f=3.14f;
        int ibyte= Float.floatToIntBits(f);
        StringBuilder sb=new StringBuilder();
        for (int i=31;i>=0;i--){
            sb.append(ibyte>>i&1);
        }
        // 或者是直接遍历
        // Integer.toBinaryString(ibyte);
        System.out.println(sb);

至此Java调用c++动态库就成功了。一个简单的Hello World就此就完结了。