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java与dll交互的技术主要有3种：jni，jawin和jacob。Jni（Java 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java与native 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。Jacob（Java-Com Bridge）提供了java程序调用microsoft的com对象中的方法的能力。而除了com对象外，jawin（Java/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native的PE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。

 

                                                      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         用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库

Jni程序开发示例：

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

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

 

     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。 

 

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include和include\win32文件夹。 

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、  将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。