用Delphi开发JNI(Java Native Interface)应用(一)

JNI(Java Native Interface，Java本地接口)技术大家都不陌生，它可以帮助解决Java访问底层硬件的局限和执行效率的提高。关于JNI的开发，大多数资料讨论的都是如何用C/C++语言开发JNI，甚至于JDK也提供了一个javah工具来自动生成C语言程序框架。但是，对于广大的Delphi程序员来说，难道就不能用自己喜爱的Delphi与Java互通消息了吗？

通过对javah生成的C程序框架和JDK中的jni.h文件的分析，我们发现，Java利用JNI访问本地代码的关键在于jni.h中定义的JNINativeInterface_这个结构(Struct)，如果用Delhpi语言改写它的定义，应该也可以开发JNI的本地代码。幸运的是，在网上有现成的代码可以帮助你完成这个繁杂的工作，在http://delphi-jedi.org上提供了一个jni.pas文件，就是用Delphi语言重写的jni.h。我们只需在自己的Delphi工程中加入jni.pas就可以方便地开发出基于Delphi语言的JNI本地代码。

本文将利用jni.pas，讨论用Delphi语言开发JNI本地代码的基本方法。

先来看一个经典的HelloWorld例子。编写以下Java代码：

class HelloWorld { public native void displayHelloWorld(); static { System.loadLibrary("HelloWorldImpl"); } }

这段代码声明了一个本地方法displayHelloWorld，它没有参数，也没有返回值，但是希望它能在屏幕上打印出“您好！中国。”字样。这个任务我们打算交给了本地的Delphi来实现。同时，在这个类的静态域中，用System.loadLibrary()方法装载HelloWorldImpl.dll。注意，这里只需要给出文件名而不需要给出扩展名dll。

这时候，如果在我们的Java程序中使用HelloWorld类的displayHelloWorld方法，系统将抛出一个java.lang.UnsatisfiedLinkError的错误，因为我们还没有为它实现本地代码。

下面再看一下在Delphi中的本地代码的实现。新建一个DLL工程，工程名为HelloWorldImpl，输入以下代码：

Uses JNI; procedure Java_HelloWorld_displayHelloWorld(PEnv: PJNIEnv; Obj: JObject);stdcall; begin Writeln('您好！中国。'); end; exports Java_HelloWorld_DisplayHelloWorld; end.

这段代码首先导入jni.pas单元。然后实现了一个叫Java_HelloWorld_displayHelloWorld的过程，这个过程的命名很有讲究，它以Java开头，用下划线将Java类的包名、类名和方法名连起来。这个命名方法不能有误，否则，Java类将无法将nativ方法与它对应起来。同时，在Win32平台上，此过程的调用方式只能声明为stdcall。虽然在HelloWorld类中声明的本地方法没有参数，但在Delphi中实现的具体过程则带有两个参数：PEnv : PJNIEnv和Obj : JObject。（这两种类型都是在jni.pas中定义的）。其中，PEnv参数代表了Jvm环境，而Obj参数则代表调用此过程的Java对象。当然，这两个参数，在我们这个简单的例子中是不会用到的。因为我们编译的是dll文件，所以在exports需要输出这个方法。

编译Delphi工程，生成HelloWorldImp.dll文件，放在运行时系统能够找到的目录，一般是当前目录下，并编写调用HelloWorld类的Java类如下：

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

运行它，如果控制台输出了“您好！中国。”，恭喜你，你已经成功地用Delphi开发出第一个JNI应用了。

接下来，我们稍稍提高一点，来研究一下参数的传递。还是HelloWorld，修改刚才写的displayHelloWorld方法，让显示的字符串由Java类动态确定。新的displayHelloWorld方法的Java代码如下：

public native void displayHelloWorld(String str);

修改Delphi的代码，这回用到了过程的第一个固有参数PEnv，如下：

procedure Java_HelloWorld_displayHelloWorld(PEnv: PJNIEnv; Obj: JObject; str: JString); stdcall; var JVM: TJNIEnv; begin JVM := TJNIEnv.Create(PEnv); Writeln(JVM.UnicodeJStringToString(str)); JVM.Free; end;

在该过程的参数表中我们增加了一个参数 str : JString，这个str就负责接收来自HelloWorld传入的str实参。注意实现代码的不同，因为使用了参数，就涉及到参数的数据类型之间的转换。从Java程序传过来的Java的String对象现在成了特殊的JString类型，而JString在Delphi中是不可以直接使用的。需要借助TJNIEnv提供的UnicodeJStringToString()方法来转换成Delphi能识别的string类型。所以，需要构造出TJNIEnv的实例对象，使用它的方法（TJNIEnv提供了众多的方法，这里只使用了它最基本最常用的一个方法），最后，记得要释放它。对于基本数据类型的参数，从Java传到Delphi中并在Delphi中使用的步骤就是这么简单。

我们再提高一点点难度，构建一个自定义类Book，并把它的实例对象作为参数传入Delphi，研究一下在本地代码中如何访问对象参数的公共字段。

首先，定义一个简单的Java类Book，为了把问题弄得稍微复杂一点，我们在Book中增加了一个java.util.Date类型的字段，代码如下：

public class Book { public String title; //标题 public double price; //价格 public Date pdate; //购买日期 }

同样，在HelloWorld类中增加一个本地方法displayBookInfo，代码如下：

public native void displayBookInfo(Book b);

Delphi的代码相对于上面几个例子来说，显得复杂了一点，先看一下代码：

procedure Java_HelloWorld_displayBookInfo(PEnv: PJNIEnv; Obj: JObject; b:JObject); stdcall; var JVM: TJNIEnv; c,c2: JClass; fid:JFieldID; mid:JMethodID; title,datestr:string; price:double; pdate:JObject; begin JVM := TJNIEnv.Create(PEnv); c:=JVM.GetObjectClass(b); fid:=JVM.GetFieldID(c,'title','Ljava/lang/String;'); title:=JVM.UnicodeJStringToString(JVM.GetObjectField(b,fid)); fid:=JVM.GetFieldID(c,'price','D'); price:=JVM.GetDoubleField(b,fid); fid:=JVM.GetFieldID(c,'pdate','Ljava/util/Date;'); pdate:=JVM.GetObjectField(b,fid); c2:=JVM.GetObjectClass(pdate); mid:=JVM.GetMethodID(c2,'toString','()Ljava/lang/String;'); datestr:=JVM.JStringToString(JVM.CallObjectMethodA(pdate,mid,nil)); WriteLn(Format('%s %f %s',[title,price,datestr])); JVM.Free; end;

参数b:JObject就是传入的Book对象。先调用GetObjectClass方法，根据b对象获得它所属的类c，然后调用GetFieldID方法从ç中获取一个叫做title的属性的字段ID，一定要传入正确的类型签名。然后通过GetObjectField方法就可以根据得到的字段ID从对象中得到字段的值。注意这里的次序：我们得到传入的对象参数(Object)，就要先得到它的类(Class)，这样既有了对象实例，又有了类，以后就从类中得到字段ID，根据字段ID从对象中得到字段值。对于类的静态字段，则可以直接从类中获取它的值而不需要通过对象。如果要调用对象的方法，操作步骤也基本类似，也需要从类中获取方法ID，再执行对象的相应方法。在本例中，因为我们增加了一个java.util.Date类型的字段，要访问这样的字段，也只能先把它做为JObject读入，再以同样的方法进一步去访问它的成员（属性或方法）。本例中演示了如何访问Date对象的成员方法toString。