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：
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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：
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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：
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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：
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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：
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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：
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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：
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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：
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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 。
要正确地访问类对象的成员属性（字段）及成员方法，最重要的一点是一定要给出正确的签名，在 Java 中对于数据类型和方法的签名有如下的约定：
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数据类型 / 方法 |
签名 |
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byte |
B |
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char |
C |
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double |
D |
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float |
F |
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int |
I |
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long |
J ( 注意：是 J 不是 L) |
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short |
S |
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void |
V |
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boolean |
Z （注意：是 Z 不是 B ） |
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类类型 |
L 跟完整类名，如 Ljava/lang/String; （注意：以 L 开头，要包括包名，以斜杠分隔，最后有一个分号作为类型表达式的结束） |
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数组 type[] |
[type ，例如 float[] 的签名就是 [float ，如果是二维数组，如 float[][] ，则签名为 [[float ，（注意：这里是两个 [ 符号）。 |
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方法 |
( 参数类型签名 ) 返回值类型签名，例如方法： float fun(int a,int b) ，它的签名为 (II)F ， ( 注意：两个 I 之间没有逗号！ ) ，而对于方法 String toString() ，则是 ()Ljava/lang/String; 。 |
通过上面的例子，我们了解了访问对象参数的成员属性或方法的基本步骤和多个 Get 方法的使用。 TJNIEnv 同时提供了多个 Set 方法，可以修改传入的对象参数的字段值，因为 Java 对象参数都是以传址的方式进行传递的，所以修改的结果可以在 Java 程序中得到反映。 TJNIEnv 提供的 Get/Set 方法，都需要两个基本参数：对象实例（ JObject 类型）和字段 ID （ JField 类型），就可以根据提供的对象和字段 ID 来获取或设置这个对象的这个字段的值。
现在我们了解了在 Delphi 代码中使用以及修改 Java 对象的操作步骤。进一步，如果需要在 Delphi 中从无到有地创建一个新的 Java 对象，可以吗？再来看一个例子，在 Delphi 中创建 Java 类的实例，操作方法其实也非常简单。
先在 Java 代码中增加一个本地方法，如下：
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public native Book findBook(String t); |
然后，修改 Delphi 代码，增加一个函数（因为有返回值，所以不再是过程而是函数了）：
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function Java_HelloWorld_findBook(PEnv: PJNIEnv; Obj: JObject; t:JString):JObject; stdcall;
var
JVM: TJNIEnv;
c: JClass;
fid:JFieldID;
b:JObject;
mid:JMethodID;
begin
JVM := TJNIEnv.Create(PEnv);
c:=JVM.FindClass('Book');
mid:=JVM.GetMethodID(c,'<init>','()V');
b:=JVM.NewObjectV(c,mid,nil);
fid:=JVM.GetFieldID(c,'title','Ljava/lang/String;');
JVM.SetObjectField(b,fid,t);
fid:=JVM.GetFieldID(c,'price','D');
JVM.SetDoubleField(b,fid,99.8);
Result:=b;
JVM.Free;
end; |
这里先用 FindClass 方法根据类名查找到类，然后获取构造函数的方法 ID ，构造函数名称固定为“ <init> ”，注意签名为“ ()V ”说明使用了 Book 类的一个空的构造函数。然后就是使用方法 NewObjectV 根据类和构造函数的方法 ID 来创建类的实例。创建了类实例，再对它进行操作就与前面的例子没有什么两样了。对于非空的构造函数，则略为复杂一点。需要设置它的参数表。还是上面的例子，在 Book 类中增加一个非空构造函数：
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public Book(Strint t,double p){
this.title=t;
this.price=p;
} |
在 Delphi 代码中， findBook 函数修改获取方法 ID 的代码如下：
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mid:=JVM.GetMethodID(c,'<init>','(Ljava/lang/String;D)V'); |
构造函数名称仍是“ <init> ”，方法签名表示它有两个参数，分别是 String 和 double 。然后就是参数的传入了，在 Delphi 调用 Java 对象的方法如果需要传入参数，都需要构造出一个参数数组。在变量声明中加上：
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args : array[0..1] of JValue; |
注意！参数都是 JValue 类型，不管它是基本数据类型还是对象，都作为 JValue 的数组来处理。在代码实现中为参数设置值，并将数组的地址作为参数传给 NewObjectA 方法：
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args[0].l:=t; // t 是传入的 JString 参数
args[1].d:=9.8;
b:=JVM.NewObjectA(c,mid,@args); |
为 JValue 类型的数据设置值的语句有点特殊，是吧？我们打开 jni.pas ，查看一下 JValue 的定义，原来它是一个 packed record ，已经包括了多种数据类型， JValue 的定义如下：
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JValue = packed record
case Integer of
0: (z: JBoolean);
1: (b: JByte );
2: (c: JChar );
3: (s: JShort );
4: (i: JInt );
5: (j: JLong );
6: (f: JFloat );
7: (d: JDouble );
8: (l: JObject );
end; |
下面再来看一下错误处理，在调试前面的例子中，大家也许看到了一旦在 Delphi 的执行过程中发生了错误，控制台就会输出一大堆错误信息，如果想要屏蔽这些信息，也就是说希望在 Delphi 中捕获错误并直接处理它，应该怎么做？也很简单，在 TJNIEnv 中提供了两个方法可以方便地处理在访问 Java 对象时发生的错误。
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var
… …
ae:JThrowable;
begin
… …
ae:=JVM.ExceptionOccurred;
if ( ae<>nil ) then
begin
Writeln(Format('Exception handled in Main.cpp: %d', [longword(ae)]));
JVM.ExceptionDescribe;
JVM.ExceptionClear;
end;
… … |
用方法 ExceptionOccurred 可以捕获 Java 抛出的错误，并存入 JThrowable 类型的变量中。用 ExceptionDescribe 可以显示出 Java 的错误信息，而 ExceptionClear 显然就是清除错误，让它不再被抛出。
至此，我们已经把从 Java 代码通过 JNI 技术访问 Delphi 本地代码的步骤做了初步的探讨。在 jni.pas 中也提供了从 Delphi 中打开 Java 虚拟机执行 Java 代码的方法，有兴趣的读者不妨自己研究一下。