JNI之简单介绍以及流程

java调用c程序

1. 问答形式

为什么需要调用c?

因为java的内存管理使用垃圾管理机制，有的时候的确存在内存不能很快释放

因为当前有很多的开源代码，源代码都是c/c++编写，比如音频相关的ffmepg，大多数语音引擎的代码都是c
java使用什么方式调用c？

java提供了用于和c交互的API，称为JNI
java不能调用c++吗？

java编程中可以调用c++，但是这不是JNI的优化，是c本身可以调用c++，看到这里就知道如果使用了c++来写程序，在要给JNI调用的时候就要加上extern c, 注意我们建议使用c++编程，因为类型检查更严格，RAII管理内存泄漏等

2. 开始

编写一个简单的JNI调用：

新建Hello.java

1.在java方法中声明使用的native方法

package com.zero_waring.jni_test;
public class Hello {
    public native void getString();
}

看起来像是一个函数声明，native提醒编译器该方法在外部调用，本地方法不包含任何java代码，后面加上分号结尾

生成对应的JNI的头文件

首先对java编译下:

javac com/zero_waring/jni_test/Hello.java

然后到com目录下生成对应JNI头文件

javah -classpath . -d ./com/zero_waring/jni_test com.zero_waring.jni_test.Hello

注意：
1. -classpath指代加载class的路径，因为执行程序Hello已经指明了包路径，所以classpath指代当前就可以
2. -d 指明生成的.h的路径
就会在com/zero_waring/jni_test目录下生成com_zero_waring_jni_test_Hello.h 这个是自动生成的文件

注意一下名称是package + SourceName

看一下内容：

/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
#include <jni.h>
/* Header for class com_zero_waring_jni_test_Hello */

#ifndef _Included_com_zero_waring_jni_test_Hello
#define _Included_com_zero_waring_jni_test_Hello
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
 * Class:     com_zero_waring_jni_test_Hello
 * Method:    getString
 * Signature: ()V
 */
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_zero_1waring_jni_1test_Hello_getString
  (JNIEnv *, jobject);

#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

学会c语言的对上面很熟悉，就是一个头文件，extern c 为了保证编译的是c风格的函数，告诉c++编译器使用c风格编译函数功能

JNICALL代表JNI调用的方法，Java_Hello_getString这个是固定的Java_{package_and_classname}_{function_name}(JNI_arguments)

参数里面 JNIEnv代表引用JNI的环境，通过这个指针我们可以调用一些JNI的方法 jobject引用了当前java的this 对象

但是细心的朋友们可以看出多了一个1，为啥呢？因为上面我们的包名有_字符

如果你不想函数名中有1你就不要让函数名中用'',因为jni吧C函数名映射成java方法名的时候是com_mypackage_myclass_mymethod()：com.mypackage.myclass.mymethod();也就是说jni是依靠''来间隔包、类、方法的，但是如果你的方法名中有''字符的话，jni必须能够区分方法名中的''字符还是间隔符，所以用加一个1后缀的方式来区分。

编写对应JNI头文件的c文件

#include <jni.h>       // JNI header provided by JDK
#include <iostream>    // C++ standard IO header
#include "com_zero_waring_jni_test_Hello.h"  // Generated
using namespace std;

JNIEXPORT void JNICALL Java_com_zero_1waring_jni_1test_Hello_getString
  (JNIEnv *, jobject) {
    cout << "Hello World from C++!" << endl;
    return;
}

编译c文件为动态库,在当前目录进行编译生成动态库
```
g++ -fPIC -I"$JAVA_HOME/include" -I"$JAVA_HOME/include/linux" -I ./ -shared com_zero_waring_jni_test_Hello.c -o libhello.so
```
-I 代表头文件位置

-fPIC是编译选项，PIC是 Position Independent Code 的缩写，表示要生成位置无关的代码，这是动态库需要的特性

-shared是链接选项，告诉gcc生成动态库而不是可执行文件

可以看到当前文件下生成了libhello.so

库已经生成，下面就是在java中加载
加载c 动态库

新建Main.java，在和Hello.java同级目录

写入加载动态库的代码

为了确保第一次使用类之前就会装载这个库，需要使用静态初始化代码块，System.loadLibrary("hello");就是加载libhello.so库
```
package com.zero_waring.jni_test;
public class Main {
static {
    System.loadLibrary("hello");	
}
public static void main(String[] args) {
    new Hello().getString();
}
}
```

6.编译运行

因为上面生成了动态库，这里我们手动添加一下动态库的搜索路径
export LD_LIBRARY_PATH=.:$LD_LIBRARY_PATH
javac Main.java Hello.java
//因为Main.java依赖动态库，所以要一起编译Hello.java然后生成了Hello.java
java -classpath ~/test com.zero_waring.jni_test.Main

然后就看见打印了Hello World from C++!

总结

用一张图归纳一下这整个流程

posted @ 2020-11-22 22:53 make_wheels 阅读(325) 评论(0) 收藏举报

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