浅谈C++与Java混合编程

浅谈C++与Java混合编程

 http://developer.51cto.com  2009-07-20 09:53  VC 粉丝  cnblogs 

现在的程序员，不再像以前一样，掌握一种编程语言就可以混得有模有样了，这里为大家讲的，就是C++与Java混合编程

现实的情况是，真实的项目中，通常是涉及多种编程语言，举几个简单的例子，一个软件为了快速开发，可能是使用Delphi或VB作为界面开发首选语言，底层的指令或核心算法，会使用C/C++处理，涉及数据处理的时候，为了安全和快速开发，会使用Javascript或Python等脚本语言实现数据分析处理。因此，开发者应该学习或掌握语言混合编程。 C++和Java是主流的两种编程语言，但是现在整个网上对实现这两种语言混合编程的资料少之又少，却又说之不全，并且有时多种问题现在也含糊不清，对正在学习或使用这两种语言的朋友造成很大的困扰。本人的这篇拙作，希望对使用这两种语言混合编程学习的朋友可以抛砖引玉。
实现原理

实现Java和C++的交互，使用的技术是称为JNI（ Java Native Interface ），C++编写的程序，只要实现JNI生成的接口，则可以让Java程序调用，而Java编写的程序，C++调用，则需要运行Java虚拟机，通过JNI查询调用Java实现的方法。

环境变量设置

本文中使用的Java的版本是( build 1.6.0_03-b05 ),C++的版本为VC++ 6.0版本。并根据你本机上的Java和C++安装目录设置以下的环境变量

注意不要缺少Java的include和lib这三个红线标出部分（为源码包文件中的cpp-env.Bat这个批处理文件）。
设置Java的环境变量，如下图所示

注意红线标注的这处部分，这部分与C++调用Java的方法时候影响非常重要（为源码包文件中的java-env.Bat这个批处理文件）。 在command模式运行这两个批处理文件后，就可以在command模式运行demo程序了。
Java调用C++的方法

源码文件中 %SRC%/Java-cpp目录中的WinFile.java的这个文件（Java语法规定类名与文件名必须一致），定义了一个WinFile类，这个类的内容如下

在代码的第18行，声明一个带native属性的方法GetFilesFromDir，这个方法传入一个字符类参数，并返回一个字符类参数，而System.loadLibrary则会加载指定的共享链接库，参数所示加载的动态库为libwinfile.dll，在windows平台上，执行时会自动加入后缀.dll。 在command模式运行以下命令：

第一条命令则会生成WinFile.class的编译文件，而第二条命令则会生成WinFile.h这个头文件，这个头文件包含了WinFile.java中的native的方法的C/C++语言的定义。

在C/C++的语言定中，Java语言的String的定义为jstring，注意，Java的语言的字符与程序的编码都是以UTF-8编码实现的，所以Java中的中文字符在C++的方法中如果没有编码转换，则会显示为乱码。同理，在C++的方法中将中文字符返回给Java，如果没有将字符编码转为UTF-8，在Java的方法显示同样会是乱码。

以上为%SRC%/Java-cpp/WinFile.cpp的部分代码，代码中实现了两个函数，一个是将UTF-8转为GB2312，另一个为将GB2312转为UTF-8，而jni.h这个头文件中也同时提供了jstring与char*的类型之间转换函数。

GetStringUTFChars 

NewStringUTF

运行如下编译命令：

cl -GX -LD WinFile.cpp -FelibWinFile.dll

则生成libWinFile.dll这个动态库（注意，生成的名称要与System.loadLibrary这个函数内的参数的名称一致），运行这个Java的类。
则输出如下

C++调用Java类方法

这里演示String作为参数的调用返回的方法，其它的类型的方法调用也类似。
创建一个静态声明的Java方法

这个方法将会接受一个C++的传入的字符参数，并返回Java的字符类，让C++函数输出内容。代码位于%SRC%/cpp-java/WinFile.java
编译该文件后生成是一个java字节码的文件，它必须要运在JVM上，C++要执这些Java字节码，必须要运行JVM，运行JVM的代码位于文件%SRC%/cpp-java/WinFile.cpp中，如下图所示

通过JNI_CreateJavaJVM这个函数，C++则会运行JVM，注意，生成的WinFile.exe这个文件提示需要jvm.dll，但是千万不要将jvm.dll从jre这个目录拷贝到WinFile.exe这个目录，因为jvm能够正常运行，必须依赖jre的java库和其它的动态库，虽然从dependency看不出jvm.dll依赖jre中的其它库和文件。如果把jvm.dll抽离出来与WinFile.exe位于同一目录，虽然能够运行，但JNI_CreateJavaJVM调用永远失败的。解决方法，就是将jvm.dll这个动态库加入的搜索路径中，如上面的批处理文件所示。

成功建立Java虚拟机后，就需要动态获得类名，并通过类名和函数签名获得Java的方法，获得函数签名的方法是运行如下命令。

Java -s -p WinFile

则输出了我们在Java文件中定义的函数的签名，

剩下的事情就是要负责将字符的参数进行编码调用，如下图标注出值得注意的地方

参数的转换过程是为char*转为UTF8编码再转变成为jstring伟入java方法,java方法的返回值也应该是先转成jstring类型,再转为char*类型再转为GB2312。运行程序，输出结果如下

总结

混合语言编程要注意的是编码传输，语言运行环境的因素。例如要在C++中构造Java的运行环境。混合语言编程有困难，但也很有趣，两种语言的优点都可以得到，不是很好的事情吗？

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