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Java进阶:JNI使用技巧点滴积累

  本文为在 32 位 Windows 平台上实现 Java 本地方法提供了实用的示例、步骤和准则。本文中的示例使用 Sun Microsystems 公司创建的 Java Development Kit (JDK) 版本 1.4.1。用 C 语言编写的本地代码是用 Microsoft Visual C++ 编译器编译生成。    简介  近日,由于项目需要,要在WEB页面实现图像转换功能,而VC在图像转换方面有着得天独厚的优势。我们首先用VC封装出图像转换的DLL,然后用JAVA的本地化方法JNI调用用于图像转换的DLL,最后用JavaBean调用JNI生成的DLL。    通过近几天在网上找资料和自己的摸索,收获很多,现总结如下,让以后做这方面的人少走弯路。    一. JAVA部分  1. 无包的情况:    实例一:  public class MyNative    {    static    {    System.loadLibrary( “MyNative” );    }    public native static void HelloWord();    public native static String cToJava();    }    说明:  1)在JAVA程序中,首先需要在类中声明所调用的库名称System.loadLibrary( String libname );,在库的搜寻路径中定位这个库。定位库的具体操作依赖于操作系统。在windows下,首先从当前目录查找,然后再搜寻”PATH”环境变量列出的目录。如果找不到该库,则会抛出UnsatisfiedLinkError。    2)这里加载的是JNI生成的DLL,而不是其他生成的DLL的名称。 在这里,库的扩展名字可以不用写出来,究竟是DLL还是SO,由系统自己判断。    3) 还需要对将要调用的方法做本地声明,关键字为native。并且只需要声明,而不需要具体实现。 实现放在C中实现,稍后将做说明。    4)如果加了static,表明是静态方法。如果不加,表明是一般的方法。加与不加,生成的头文件中有一个参数不同。稍后将做说明。    现在开始编译它:    用javac MyNative.h编译它,生成对应的class文件。    用javah MyNative ,就会生成对应的MyNative.h头文件。剩下的是就开始交给VC来完成了(我们用VC来实现对应的C实现部分)。    2. 有包的情况:    实例二:  package com..myNative;    public class MyNative    {    static    {    System.loadLibrary( “MyNative” );    }    public native static void HelloWord();    public native static String cToJava();    }    其他与上面相同,就是在用javac和javah时有所不同。对于有包的情况一定要注意这一点,开始时我的程序始终运行都不成功,问题就出在这里。    javac ./com/myNative/MyNative.java    javah com.myNative.MyNative    上面一句就不用解释了。对下面的一句解释一下:本类的前面均是包名。这样生成的头文件就是:com.myNative.MyNative.h。 开始时,在这种情况下我用javah MyNative生成的头文件始终是MyNative.h。在网上查资料时,看见别人的头文件名砸那长,我的那短。但不知道为什么,现在大家和我一样知道为什么了吧。:)。有时还需要带上路径。具体查看javah的语法。    二.C实现部分  刚才用javah MyNative生成的MyNative.h头文件内容如下:    /* DO NOT EDIT THIS FILE – it is machine generated */    #include     /* Header for class MyNative */    #ifndef _Included_MyNative    #define _Included_MyNative    #ifdef __cplusplus    extern “C” {    #endif    /*    * Class:   MyNative    * Method:  HelloWord    * Signature: ()V    */    JNIEXPORT void JNICALL Java_MyNative_HelloWord (JNIEnv *, jclass);    /*    * Class:   MyNative    * Method:  cToJava    * Signature: ()Ljava/lang/String;    */    JNIEXPORT jstring JNICALL Java_MyNative_cToJava (JNIEnv *, jclass);    #ifdef __cplusplus    }    #endif    #endif    接下来,就是如何实现它了。其实,用JNI作出的东西也是DLL,被JAVA所调用。    在具体实现的时候,我们只关心两个函数原型:    JNIEXPORT void JNICALL Java_MyNative_HelloWord(JNIEnv *, jclass);和JNIEXPORT jstring JNICALL Java_MyNative_cToJava(JNIEnv *, jclass);    现在让我们开始激动人心的第一步吧 : ) 。在project里面选择win32 Dynamic-link Library,然后点击下一步,其余的取默认。如果不取默认的,将会有dllmain()函数。取空DLL工程的话,将无这个函数。我在这里取的是空。    然后选择new->File->C++ Source File,生成一个空*.cpp文件。我们把他取名为MyNative。把JNIEXPORT void JNICALL Java_MyNative_HelloWord(JNIEnv *, jclass);和JNIEXPORT jstring JNICALL Java_MyNative_cToJava(JNIEnv *, jclass);拷贝到CPP文件中去。然后把头文件包含进来。    生成的MyNative.cpp内容如下:    #include     #include “MyNative.h”    JNIEXPORT void JNICALL Java_MyNative_HelloWord (JNIEnv *env, jclass jobject)    {    printf(“hello word!\n”);    }  JNIEXPORT jstring JNICALL Java_MyNative_cToJavaJNIEnv *env, jclass obj)    {    jstring jstr;    char str[]=”Hello,word!\n”;    jstr=env->NewStringUTF(str);    return jstr;    }    在编译前一定要注意下列情况。    注意:一定要把SDK中的include文件夹中(和它下面的win32文件夹下的头文件)的几个头文件拷贝到VC的include文件夹中。或者在VC的tools\options\directories中设置,把头文件给包含进来。    对程序的一点解释:  1)前文不是说过,加了static和不加只是一个参数的区别吗。就是jclass的不同,不加static这里就是jobject。也就是JNIEXPORT void JNICALL Java_MyNative_HelloWord(JNIEnv *env, jobject obj)。    2)这里JNIEXPORT和JNICALL都是JNI的关键字,表示此函数是要被JNI调用的。而jstring是以JNI为中介使JAVA的String类型与本地的string沟通的一种类型,我们可以视而不见,就当做String使用(具体对应见表一)。函数的名称是JAVA_再加上java程序的package路径再加函数名组成的(参见有包的情况)。参数中,我们也只需要关心在JAVA程序中存在的参数,至于JNIEnv*和jclass我们一般没有必要去碰它。    3)NewStringUTF()是JNI函数,从一个包含UTF格式编码字符的char类型数组中创建一个新的jstring对象。    4) 以上程序片断jstr=env->NewStringUTF(str);是C++中的写法,不必使用env指针。因为JNIEnv函数的C++版本包含有直接插入成员函数,他们负责查找函数指针。而对于C的写法,应改为:jstr=(*env)->NewStringUTF(env,str);因为所有JNI函数的调用都使用env指针,它是任意一个本地方法的第一个参数。env指针是指向一个函数指针表的指针。因此在每个JNI函数访问前加前缀(*env)->,以确保间接引用函数指针。    在C和Java编程语言之间传送值时,需要理解这些值类型在这两种语言间的对应关系。这些都在头文件jni.h中,用typedef语句声明了这些类在目标平台上的代价类。头文件也定义了常量如:JNI_FALSE=0 和JNI_TRUE=1;表一说明了Java类型和C类型之间的对应关系。     现在开始对所写的程序进行编译。选择build->rebuild all对所写的程序进行编译。点击build->build MyNative.DLL生成DLL文件。    也可以用命令行cl来编译。具体参看其他书籍。    再次强调(曾经为这个东西大伤脑筋):DLL放置地方    1) 当前目录。    2) 放在path所指的路径中    3) 自己在path环境变量中设置一个路径,要注意所指引的路径应该到.dll文件的上一级,如果指到.dll,则会报错。  下面就开始测试我们的所写的DLL吧(假设DLL已放置正确)。    public class mytest    {    public static void main(String[] args)    {    MyNative a=new MyNative();    a.HelloWord();    System.out.println(a.cToJava());    }    }    注意也要把MyNative.class放在与mytest.java同一个路径下。现在开始编译运行mytest,是不是在DOS窗口上输出:    Hello word!    Hello,world!    以上是我们通过JNI方法调用的一个简单C程序。但在实际情况中要比这复杂的多。特别是在通过JNI调用其他DLL时,还有很多的地方需要注意。    现在开始来讨论包含包的情况,步骤与上面的相同,只是有一点点不同。我们来看其中的一个函数。    JNIEXPORT voi

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