一、JNI 的特点:
JNI有一个很重要的优点,就是在你充分利用Java的跨平台特性的前提下,你仍然可以利用其它编程语言。JNI是JVM实现很重要的一部分,是允许Java应用调用本地代码(native code)或本地代码调用Java应用的一个双向接口。下图就显示了这两者之间的关系:
JNI支持两种类型的native code: 本地库和本地应用程序
1. 你可以使用JNI写出本地方法,允许Java程序调用由本地方法实现的函数,这在jvm的实现里有大量的应用。我们从jdk的源码里也可以看到大量的这种示例。
2. JNI还支持调用接口(invocation interface),它允许你在本地应用程序(通常是C/C++代码编写)里嵌入jvm的实现,本地应用可以链接实现了jvm的本地库,接着使用调用接口来调用Java中的一些类的方法。比如,使用C编写的Web浏览器,可以执行一个applet代码片段。
总之一句话,JNI建立了Java语言和native code之间的一种双向调用关系。
下面我们看看,一个简单的jni程序如何编写?
二、简单示例:
示例1: HelloWorld.java, 即调用一个C函数,打印一个简单的字符串
package jnitest;![]()
![]()
public class HelloWorld ...{
![]()
public HelloWorld() ...{
}
![]()
static ...{
System.loadLibrary("helloworld");
}
public native void displayHelloWorld();
public native void displayString(String sz);
public native String echoString(String sz);
![]()
![]()
public static void main(String[] args) ...{
HelloWorld helloworld = new HelloWorld();
String t = helloworld.echoString("测试一下中文");
System.out.println(t);
}
}
Sysem.loadLibrary在static段里,表示在类HelloWorld初始化时,动态加载一个动态库,win32里这个库名应该叫helloworld.dll。这样任何一个HelloWorld实例都可以动态调用helloworld.dll中的方法了。
第一步,我们先build出class文件。
第二步,针对上边的jnitest.class文件,使用javah为其生成C代码中的头文件
cd E:/java/jbproject/jnitest/classes
javah jnitest.HelloWorld
这时我们可以看到生成的头文件名叫jnitest_HelloWorld.h,它的内容如下:
![]()
/**//* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
#include <jni.h>
![]()
/**//* Header for class jnitest_HelloWorld */
![]()
#ifndef _Included_jnitest_HelloWorld
#define _Included_jnitest_HelloWorld
#ifdef __cplusplus
![]()
extern "C" ...{
#endif
![]()
/**//*
* Class: jnitest_HelloWorld
* Method: echoString
* Signature: (Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String;
*/
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_jnitest_HelloWorld_echoString
(JNIEnv *, jobject, jstring);
![]()
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif
![]()
需要说明的是,#ifdef __cplusplus
extern "C" ...{
#endif
}
表示该头文件也可以用于C++代码的make和link。
下面,我们可以写出本地方法Java_jnitest_HelloWorld_echoString的实现了。
第二步:实现本地方法.
在刚才的目录E:/java/jbproject/jnitest/classes下边,我们新建一个文件helloworldimp.cpp。内容如下:
#include <jni.h>
#include "jnitest_HelloWorld.h"
#include <stdio.h>
![]()
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_jnitest_HelloWorld_echoString
(JNIEnv *env, jobject obj, jstring sz)
![]()
...{
return sz;
}
这里采用最简单的实现,直接将参数sz的值返回,不作任何改变。
第三步:是build出动态库helloworld.dll,希望你的机器里已经安装好了VC6或者VC7/8(VS2002,2003或者2005)。这里以VC6.0为例,并且采用命令行方式来build。进入到VC的安装目录,这里是D:/msdev/VC98/Bin
编译命令cl就在此目录下边,这个目录下边有个环境变量的批处理文件VCVARS32.bat,我们拿来改一下就可以用了。
在这里,我为它专门加入了jni要使用的头文件,为了编译java代码,把java的ClassPath也加进来了。其内容如下:
@echo off
rem
rem Root of Visual Developer Studio Common files.
set VSCommonDir=D:msdev
![]()
rem
rem Root of Visual Developer Studio installed files.
rem
set MSDevDir=D:msdevCommonmsdev98
![]()
rem
rem Root of Visual C++ installed files.
rem
set MSVCDir=D:msdevVC98
![]()
rem
rem VcOsDir is used to help create either a Windows 95 or Windows NT specific path.
rem
set VcOsDir=WIN95
if "%OS%" == "Windows_NT" set VcOsDir=WINNT
![]()
rem
echo Setting environment for using Microsoft Visual C++ tools.
rem
![]()
if "%OS%" == "Windows_NT" set PATH=%MSDevDir%BIN;%MSVCDir%BIN;%VSCommonDir%TOOLS%VcOsDir%;%VSCommonDir%TOOLS;%MSVCDir%DEBUG;%VSCommonDir%OSSYSTEM;%PATH%
if "%OS%" == "" set PATH="%MSDevDir%BIN";"%MSVCDir%BIN";"%VSCommonDir%TOOLS%VcOsDir%";"%VSCommonDir%TOOLS";"%windir%SYSTEM";"%PATH%";%VSCommonDir%OSSYSTEM
set INCLUDE=%MSVCDir%ATLINCLUDE;%MSVCDir%INCLUDE;%MSVCDir%MFCINCLUDE;%INCLUDE%
set LIB=%MSVCDir%LIB;%MSVCDir%MFCLIB;%LIB%
![]()
rem set VcOsDir=
rem set VSCommonDir=
![]()
rem modified by xionghe, antpath, classpath etc.
set path=%path%;d:/jakarta-ant/bin
set JAGUAR_JDK13=d:/sharedjdk1.3.1_11
set JAGUAR_JDK14=d:/sharedjdk1.4.2_06
set JAGUAR_JDK15=d:/sharedjdk1.5.0_01
set JAVA_HOME=%JAGUAR_JDK14%
set PATH=%JAVA_HOME%bin;%JAVA_HOME%/jre/bin;%PATH%
set OLD_CLASSPATH=%CLASSPATH%
set CLASSPATH=.;%JAVA_HOME%/lib/dt.jar;%JAVA_HOME%/lib/tools.jar;%JAVA_HOME%/jre/lib/rt.jar
set CLASSPATH=%CLASSPATH%;%OLD_CLASSPATH%
![]()
set INCLUDE=%JAVA_HOME%/include;%JAVA_HOME%/include/win32;%INCLUDE%
![]()
start cmd
我们在Run窗口里直接运行D:/msdev/VC98/Bin/vcvars32,就会新启一个带有C++以及Java JNI相关环境变量的cmd窗口。进入到刚才的class目录,运行:
cl -MD -LD helloworldimp.cpp -Fehelloworld.dll
动态库即可build成功。
于是我们可以运行java jnitest.HelloWorld,得到结果了。
稍复杂一点的例子,改变本地函数中的参数值。
三、复杂一点的例子:
的fs
我们看看下边的这个类:
![]()
public class Prompt ...{
![]()
public Prompt() ...{
}
private native String getLine(String prompt);
![]()
static ...{
System.loadLibrary("helloworld");
}
![]()
public static void main(String[] args) ...{
Prompt prompt = new Prompt();
String input = prompt.getLine("Type a line: ");
System.out.println("user typed: " + input);
}
}
Prompt类,就是想调用C代码中的用户输入,然后把输入的东西回显出来,就这么简单,但是返回值是用户输入的串,不是参数里的prompt值。加载的动态库依然借用前边的helloworld.dll,这里不带包名,以与前例区分。
使用javah生成的头文件Prompt.h如下:
![]()
/**//* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
#include <jni.h>
![]()
/**//* Header for class Prompt */
![]()
#ifndef _Included_Prompt
#define _Included_Prompt
#ifdef __cplusplus
![]()
extern "C" ...{
#endif
![]()
/**//*
* Class: Prompt
* Method: getLine
* Signature: (Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String;
*/
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_Prompt_getLine
(JNIEnv *, jobject, jstring);
![]()
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif
![]()
下边是完整的实现,将前例和本例的合到了一起(helloworldimp.cpp)。
#include <jni.h>
#include "jnitest_HelloWorld.h"
#include "Prompt.h"
#include <stdio.h>
![]()
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_jnitest_HelloWorld_echoString
(JNIEnv *env, jobject obj, jstring sz)
![]()
...{
return sz;
}
![]()
![]()
![]()
/**//**
* Prompt Dll function entry
*/
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_Prompt_getLine
(JNIEnv *env, jobject obj, jstring prompt)
![]()
...{
char buf[128];
const char *str; //char is just the jbyte
str = (env)->GetStringUTFChars(prompt, NULL);
![]()
if (str == NULL) ...{
![]()
return NULL; /**//* OutOfMemoryError already thrown */
}
printf("%s", str);
(env)->ReleaseStringUTFChars(prompt, str);
![]()
/**//* We assume here that the user does not type more than
* 127 characters */
scanf("%s", buf);
return (env)->NewStringUTF(buf);
}
![]()
运行java -Djava.library.path=D:/msdev/MyProjects/helloworld Prompt,结果如下:
Type a line: fjkal
user typed: fjkal
注意,这里需要指定jvm的java.library.path值,表示load动态库时的搜索路径,或者你把生成的动态库拷贝到PATH路径中的任一目录里也可以,但不推荐这么做。
还要注意一点的是C++代码和C代码里env的调用形式不太一样。
C++: (env)->ReleaseStringUTFChars(prompt, str);
而C:(env*)->ReleaseStringUTFChars(env, prompt, str);
前边的实现里,必须作出jstring类型到char*的转换,并且适时的要释放内存,否则会出现内存泄漏。
这是一些比较简单的例子。后边会有适当的篇幅介绍jni以及jvm中一些比较复杂的应用。