JNI简单实现

      事情的起因是一部的一个项目需要用到一个爱国者提供的基于U盘的加密技术。对方提供了U盘和一个dll动态链接库hiddenIO.dll。在U盘的隐藏区域内可以储存USB-Key信息,通过这个dll里的两个方法可以使用c/c++编写程序在U盘的隐藏区域读写信息,对方提供了示例代码。由于一部的项目是基于SWT/RCP技术的,所以需要在java程序中调用这两个方法。

       目前javadll交互的技术主要有3种:jnijawinjacobJniJava Native Interface)是sun提供的java与系统中的原生方法交互的技术(在windows\linux系统中,实现javanative method互调)。目前只能由c/c++实现。后两个都是sourceforge上的开源项目,同时也都是基于jni技术的windows系统上的一个应用库。JacobJava-Com Bridge)提供了java程序调用microsoftcom对象中的方法的能力。而除了com对象外,jawinJava/Win32 integration project)还可以win32-dll动态链接库中的方法。就功能而言:jni >> jawin>jacob,其大致的结构如下图:

JNI简单实现_第1张图片

                                 jni技术体系功能结构图

就易用性而言,正好相反:jacob>jawin>>jni

      Jvm封装了各种操作系统实际的差异性的同时,提供了jni技术,使得开发者可以通过java程序(代码)调用到操作系统相关的技术实现的库函数,从而与其他技术和系统交互,使用其他技术实现的系统的功能;同时其他技术和系统也可以通过jni提供的相应原生接口开调用java应用系统内部实现的功能。

     在windows系统上,一般可执行的应用程序都是基于nativePE结构,windows上的jvm也是基于native结构实现的。Java应用体系都是构建于jvm之上。

JNI简单实现_第2张图片 

                                                      Windows系统上的java体系 

      Jni对于应用本身来说,可以看做一个代理模式。对于开发者来说,需要使用c/c++来实现一个代理程序(jni程序)来实际操作目标原生函数,java程序中则是jvm通过加载并调用此jni程序来间接地调用目标原生函数。

 JNI简单实现_第3张图片

                                                            Jni调用过程示意图

Jni程序开发的一般操作步骤如下:

l         编写java中的调用类

l         javah生成c/c++原生函数的头文件

l         c/c++中调用需要的其他函数功能,实现原生函数(原则上可以调用任何资源)

l         将项目依赖的所有原生库和资源加入到java项目的java.library.path

l         生成java程序

l         发布java应用和dll

Jni程序开发示例:

1、  eclipse项目中新建一个TestHello.java,输入以下内容:


public class TestHello {

  static {

     System.loadLibrary("TestHello");

  }

  public static native void hello(String msg);

  public static void main(String[] args) {
    
     hello("Hello,Kimm!");

  }

}


进入src目录下,编译该JAVA类, 
命令:javac ./com/magc/jni/TestHello.java 
在该TestHello.java所在目录下生成TestHello.class 编译生成
TestHello.class文件。

2、  在命令行下使用javah TestHello命令,生成TestHello.h头文件(就是jni代理stub的接口)。 

命令:javah -jni com.magc.jni.TestHello
在当前目录下生成com_magc_jni_HelloWorld.h头文件,此文件供C、C++程序来引用并实现其中的函数,com_magc_jni_HelloWorld.h :

1 /* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */ 
2 #include <jni.h> 
3  /* Header for class com_magc_jni_TestHello */ 
4 
5 #ifndef _Included_com_magc_jni_TestHello 
6 #define _Included_com_magc_jni_TestHello
7 #ifdef __cplusplus 
8 extern "C" { 
9 #endif 
10 /* 
11  * Class:     com_magc_jni_TestHello
12  * Method:    DisplayHello 
13  * Signature: ()V 
14  */ 
15 JNIEXPORT void JNICALL Java_com_magc_jni_TestHello_hello 
16   (JNIEnv *, jobject); 
17 
18 #ifdef __cplusplus 
19 } 
20 #endif 
21 #endif
注:1)、此头文件是不需要用户编译的,直接供其它C、C++程序引用。 
     2)、此头文件中的Java_com_magc_jni_TestHello_hello(JNIEnv *, jobject)方法,是将来与动态链接库交互的接口,并需要名字保持一致。 


3、  VC6中新建一个项目TestHello, 项目类型为Win32 Dynamic-Link Library。点击OK 

JNI简单实现_第4张图片

在弹出的窗口中选择A simple DLL project,点击Finish

JNI简单实现_第5张图片 

     打开项目所在的文件目录,将步骤2中生成的TestHello.h文件复制到此目录。点击左边中间的FileView,切换到文件浏览模式。在Header Files上点击右键,选择Add Files to Folder… 选择TestHello.h文件,点击OK 

 JNI简单实现_第6张图片

打开StdAfx.h文件,再最后面添加:

#include <jni.h>

#include "TestHello.h"

打开TestHello.cpp文件,在最后面添加一段代码:

#include <jni.h> 
#include "com_magc_jni_TestHello.h" 
#include <stdio.h> 
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_magc_jni_TestHello_hello 
(JNIEnv *env, jobject obj) 
{ 
    printf("From jni_testhelloImpl.cpp :"); 
    printf("Hello world ! \n"); 
    return; 
}


      在VC的菜单上选择Tools-Options…,打开选项对话框。在Directories文件夹,添加上jdk所在文件夹下的includeinclude\win32文件夹。 

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点击VC上的菜单项Build-Build All,生成TestHello.dll

或命令生成so文件:

上述C++源文件实现了上述头文件中的函数,注意方法函数名要保持一致。 
编译生成动态库libHello.so, 
命令:g++ -shared -I /usr/lib/jvm/java-6-openjdk/include jni_helloworldImpl.cpp -o libHello.so 
成功后,便会在当前目录下生成动态链接库libHello.so文件。 
有了具体实现的动态库后,就可以运行JAVA调用JNI程序类的native方法了, 
命令:java -Djava.library.path=. com.magc.jni.HelloWorld 
输入结果即为:From jni_helloworldImpl.cpp :Hello world ! 

4、  VC项目Debug文件夹中的TestHello.dll复制到TestHello.class所在的文件夹下。

5、  在命令行下输入java TestHello,弹出MessageBox对话框。调用win32 api成功。 

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