java native方法及JNI实例

1.参考文献:

http://blog.csdn.net/youjianbo_han_87/article/details/2586375

http://blog.csdn.net/yangjiali014/article/details/1633017

http://blog.chinaunix.net/space.php?uid=7437948&do=blog&id=2054823

http://www.iteye.com/topic/72543

http://www.enet.com.cn/article/2007/1029/A20071029886398.shtml

http://blog.csdn.net/heqingrong623/article/details/3906350

参考1:用JNI调用C或C++动态联接库原来如此简单

参考2:JNI技术实践小结

参考3:jni简单实例

2.概述

今天在看java多线程编程的时候,发现Thread这个类中有多个native方法,以前从来没有见过这种方法,因此对于比较好奇,查阅了一些资料,现在整理一下,以作备忘。

2.1.native关键字用法

native是与C++联合开发的时候用的!使用native关键字说明这个方法是原生函数,也就是这个方法是用C/C++语言实现的,并且被编译成了DLL,由java去调用。 这些函数的实现体在DLL中,JDK的源代码中并不包含,你应该是看不到的。对于不同的平台它们也是不同的。这也是java的底层机制,实际上java就是在不同的平台上调用不同的native方法实现对操作系统的访问的。总而言之:
  1. native 是用做java 和其他语言(如c++)进行协作时使用的,也就是native 后的函数的实现不是用java写的。
  2.  既然都不是java,那就别管它的源代码了,我们只需要知道这个方法已经被实现即可。
  3. native的意思就是通知操作系统, 这个函数你必须给我实现,因为我要使用。 所以native关键字的函数都是操作系统实现的, java只能调用。
  4. java是跨平台的语言,既然是跨了平台,所付出的代价就是牺牲一些对底层的控制,而java要实现对底层的控制,就需要一些其他语言的帮助,这个就是native的作用了

2.2JNI简介

native方法是通过java中的JNI实现的。JNI是Java Native Interface的 缩写。从Java 1.1开始,Java Native Interface (JNI)标准成为java平台的一部分,它允许Java代码和其他语言写的代码进行交互。JNI一开始是为了本地已编译语言,尤其是C和C++而设计 的,但是它并不妨碍你使用其他语言,只要调用约定受支持就可以了。使用java与本地已编译的代码交互,通常会丧失平台可移植性。但是,有些情况下这样做是可以接受的,甚至是必须的,比如,使用一些旧的库,与硬件、操作系统进行交互,或者为了提高程序的性能。JNI标准至少保证本地代码能工作在任何Java 虚拟机实现下。

目前java与dll交互的技术主要有3种:jni,jawin和jacob。Jni(Java Native Interface)是sun提供的java与系统中的原生方法交互的技术(在windows\linux系统中,实现java与native method互调)。目前只能由c/c++实现。后两个都是sourceforge上的开源项目,同时也都是基于jni技术的windows系统上的一个应用库。Jacob(Java-Com Bridge)提供了java程序调用microsoft的com对象中的方法的能力。而除了com对象外,jawin(Java/Win32 integration project)还可以win32-dll动态链接库中的方法。就功能而言:jni >> jawin>jacob,其大致的结构如下图:

就易用性而言,正好相反:jacob>jawin>>jni。

Jvm封装了各种操作系统实际的差异性的同时,提供了jni技术,使得开发者可以通过java程序(代码)调用到操作系统相关的技术实现的库函数,从而与其他技术和系统交互,使用其他技术实现的系统的功能;同时其他技术和系统也可以通过jni提供的相应原生接口开调用java应用系统内部实现的功能。

在windows系统上,一般可执行的应用程序都是基于native的PE结构,windows上的jvm也是基于native结构实现的。Java应用体系都是构建于jvm之上。


Jni对于应用本身来说,可以看做一个代理模式。对于开发者来说,需要使用c/c++来实现一个代理程序(jni程序)来实际操作目标原生函数,java程序中则是jvm通过加载并调用此jni程序来间接地调用目标原生函数。


2.3JN的书写步骤

  1. 编写带有native声明的方法的java类,生成.java文件
  2. 使用javac命令编译所编写的java类,生成.class文件
  3. 使用javah -jni java类名生成扩展名为h的头文件,也即生成.h文件
  4. 使用C/C++(或者其他编程想语言)实现本地方法,创建.h文件的实现,也就是创建.cpp文件实现.h文件中的方法
  5. 将C/C++编写的文件生成动态连接库,生成dll文件

3.JNI实例

下列是所有操作都是在目录:D:\JNI 下进行的,这样做的好处是便于控制。还有另外一个要求是我们的java类不含包名,当前我只测试成功不含包名的类型。

3.1.编写带有native声明的方法的java类:HelloWorld.java

3.2.使用javac命令编译所编写的java类

执行完上述命令以后生成D:\JNI\HelloWorld.class文件

3.3.使用javah -jni java类名生成扩展名为h的头文件

执行完上述命令以后生成D:\JNI\HelloWorld.h文件,该文件内容如下:
这里我们可以这样理解:这个h文件相当于我们在java里面的接口,这里声明了一个 Java_HelloWorld_displayHelloWorld (JNIEnv *, jobject);方法,然后在我们的本地方法里面实现这个方法,也就是说我们在编写C/C++程序的时候所使用的方法名必须和这里的一致

3.4.使用C/C++实现本地方法

创建HelloWorldImpl.cpp,代码如下所示:

3.5.将C/C++编写的文件生成动态连接库

D:\Program Files\Java\jdk1.6.0_26\include\jni.hD:\Program Files\Java\jdk1.6.0_26\include\win32\jni_md.h这两个文件拷贝到D:\JNI\目录下。与HelloWorldImpl.cpp同目录,目录结构如下图所示:

3.7 执行 cl/LD D:\JNI\HelloWorldImpl.cpp  得到HelloWorldImpl.dll文件

我使用的是visual studio 2010,要使用其中的cl命令,必须打开visual studio 命令行,如下图所示:
然后再命令行中输入如下命令
具体如下图所示:

执行完上述命令以后,我们在C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio 10.0\VC可以看到生成的四个文件,分别是:
  • HelloWorldImpl.dll
  • HelloWorldImpl.exp
  • HelloWorldImpl.lib
  • HelloWorldImpl.obj
将其中的HelloWorldImpl.dll拷贝到D:\JNI\目录下。

3.8.执行class得到结果

在cmd中运行:
具体如下图所示:


4.在eclipse下运行

  • 4.1在eclipse下创建一个叫做jnitest的project
  • 4.2添加一个同3.1一样的HelloWorld.java
  • 4.3保存HelloWorld.java以后在jnitest\bin目录下会生成HelloWorld.class。
  • 4.4根据根据HelloWorld.class生成HelloWorld.h文件
  • 4.5创建HelloWorldImpl.cpp来实现HelloWorld.h中的方法
  • 4.6使用Visual studio 2010生成HelloWorldImpl.dll
  • 4.7在Eclipse中运行HelloWorld程序,报错如下:
  • 4.8将HelloWorldImpl.dll拷贝到C:\Windows\System32
  • 4.9再次执行HelloWorld程序,程序正常运行,console输出“Hello World!”








posted @ 2011-11-18 18:40 xwdreamer 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏