注：2013年6月6日，我對該博文進行了修改，增加了源代碼以及更直觀詳細的講解。如果需要代碼，可以到文章最后給出的鏈接進行下載。
最近在用weka做一個數據挖掘相關的項目，不得不說，weka還是一個不錯的開放源代碼庫，提供了很多最常用的分類和聚類算法。
在我的項目中要用到一個聚類算法，Affinity Propagation（AP），由多倫多大學的Brendan J. Frey發表於2007年。相比其他的聚類算法，AP算法的聚類結果更加准確。
在AP的官方網站公布了AP算法的動態鏈接庫，我的目標就是實現在Java工程中調用這個動態鏈接庫。
在網上查了資料，發現，如果僅僅是想調用Windows的Native API還是比較省事的，這里我主要針對第三方dll的調用。
下面進入正題。
這里主要用的方法是JNI。在網上查資料時看到很多人說用JNI非常的復雜，不僅要看很多的文檔，而且要非常熟悉C/C++編程。恐怕有很多人在看到諸如此類的評論時已經決定繞道用其他方法了。但是，假如你要實現的功能並不復雜（簡單的參數傳遞，獲取返回值等等），我還是支持使用這個方法的。
Java Native Interface，簡稱JNI，是Java平台的一部分，可用於讓Java和其他語言編寫的代碼進行交互。下面是從網上摘取的JNI工作示意圖。
圖1 JNI的工作模式
下面就舉具體的例子說明一下使用步驟：
先說明一下我們要達到的目的：
假設我們現在有一個第三方dll叫做ThirdPartyDll.dll，我們想調用其中的realfunction方法，該方法的接口在ThirdParty.h中給出，如下：
1 // The ThirdPartyDll.dll contains the following function. 2 // Name: 3 // realfunction 4 // Function: 5 // Turn a double type array to an int type array. 6 // Parameters: 7 // nDoubleArray: a double type array needed to cutoff. 8 // nSize: the size of nDoubleArray. 9 // nPrint: print the original array if nPrint == true. 10 // Return Value: 11 // This function will allocate a new int type array inside for storing the result. 12 // So, DO NOT forget to release the space after using the result! 13 // (Of course, we'd better not to design a function like this when coding:)) 14 // ---------------------------------------------------------------------------------- 15 16 int* realfunction(double* nDoubleArray, unsigned int nSize, bool nPrint);
我們現在要嘗試根據這個dll和這個函數接口，在java程序中通過一個中介dll調用該函數。
1） 編寫一個類，聲明native方法
1 public class CallThirdParty { 2 3 public native int[] CallThirdPartyDll(double[] arg_DoubleArray, 4 int arg_SizeofArray, 5 boolean arg_print); 6 static 7 { 8 System.loadLibrary("MediumDll"); 9 } 10 }
上面是CallThirdParty.java文件，定義了一個CallThirdParty類，其中有一個方法CallThirdPartyDll()，需要傳遞三種不同類型的參數，並且返回一個整型數組。
注意，這里只需要聲明這個方法，並不需要實現，具體實現就在MediumDll中。
MediumDll就像中介一樣，Java通過調用這個中介Dll中的CallThirdPartyDll方法，間接調用真正的第三方Dll。
2）編譯生成.h文件
cmd到CallThirdParty.java目錄下，執行以下幾個命令，生成.h文件。（需要設定java環境變量）
第一步：
javac CallThirdParty.java 生成CallThirdParty.class
第二步：
javah CallThirdParty 生成CallThirdParty.h頭文件，內容如下：
1 /* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */ 2 #include <jni.h> 3 /* Header for class CallThirdParty */ 4 5 #ifndef _Included_CallThirdParty 6 #define _Included_CallThirdParty 7 #ifdef __cplusplus 8 extern "C" { 9 #endif 10 /* 11 * Class: CallThirdParty 12 * Method: CallThirdPartyDll 13 * Signature: ([DIZ)[I 14 */ 15 JNIEXPORT jintArray JNICALL Java_CallThirdParty_CallThirdPartyDll 16 (JNIEnv *, jobject, jdoubleArray, jint, jboolean); 17 18 #ifdef __cplusplus 19 } 20 #endif 21 #endif
注意，CallThirdParty.h這個頭文件的內容是不能修改的，否則JNI會找不到相對應的CallThirdPartyDll()的實現。
3）創建C/C++工程，實現CallThirdPartyDll()方法。
創建一個C/C++工程，工程名為MediumDll（其實，生成的dll名為MediumDll即可），導入上一步生成的CallThirdParty.h這個頭文件以及官方給出的接口文件ThirdParty.h，並創建一個CPP文件，實現CallThirdParty.h文件中的方法。
圖2 新建工程結構
由於我默認創建的工程是win32控制台程序並且最后生成的是.exe文件，所以還要做一步工程屬性修改，讓它生成.dll后綴文件。
打開Project Property ->General，做以下修改：
圖3 修改工程屬性
下面就是實現 JNIEXPORT jintArray JNICALL Java_CallThirdParty_CallThirdPartyDll (JNIEnv *, jobject, jdoubleArray, jint, jboolean); 這個方法了。先貼代碼再慢慢解釋吧。
1 #include "CallThirdParty.h" 2 #include "ThirdParty.h" 3 #include <iostream> 4 #include <Windows.h> 5 using namespace std; 6 7 #ifdef __cplusplus 8 extern "C" { 9 #endif 10 11 typedef int* (*ThirdPartyFunc)(double*, unsigned int, bool); 12 13 JNIEXPORT jintArray JNICALL Java_CallThirdParty_CallThirdPartyDll (JNIEnv *env, jobject _obj, jdoubleArray _arg_doublearray, jint _arg_int, jboolean _arg_boolean) 14 { 15 HMODULE dlh = NULL; 16 ThirdPartyFunc thirdPartyFunc; 17 18 if (!(dlh=LoadLibrary("ThirdPartyDll.dll"))) 19 { 20 printf("LoadLibrary() failed: %d\n", GetLastError()); 21 } 22 if (!(thirdPartyFunc = (ThirdPartyFunc)GetProcAddress(dlh, "realfunction"))) 23 { 24 printf("GetProcAddress() failed: %d\n", GetLastError()); 25 } 26 27 int m_int = _arg_int; 28 double* m_doublearray = env->GetDoubleArrayElements(_arg_doublearray, NULL); 29 bool m_boolean = _arg_boolean; 30 31 int* ret = (*thirdPartyFunc)(m_doublearray, m_int, m_boolean); /* actual function call */ 32 33 jintArray result = NULL; 34 if (ret) 35 { 36 result = env->NewIntArray(_arg_int); 37 env->SetIntArrayRegion(result, 0, _arg_int, (const jint*)ret); 38 } 39 40 FreeLibrary(dlh); /* unload DLL and free memory */ 41 if(ret) 42 { 43 free(ret); 44 } 45 46 return result; 47 } 48 49 #ifdef __cplusplus 50 } 51 #endif
a）首先為了#include <jni.h>，必須添加JNI所在的目錄。
打開Project Property -> C/C++ -> General -> Additional Include Directories添加相應目錄：
圖4 添加JNI目錄
b）在CallThirdParty.h文件中自動生成的函數，只標識了函數參數類型，為了引用這些參數，自己起一個相應的名字：
JNIEXPORT jintArray JNICALL Java_CallThirdParty_CallThirdPartyDll
(JNIEnv *env, jobject _obj, jint _arg_int, jdoubleArray _arg_doublearray, jboolean _arg_boolean) ......
c）聲明函數指針，就是你要調用的第三方dll中函數的類型。
d）LoadLibrary，導入真正的第三方Dll，並找到要調用的方法的函數地址。
把這個函數地址賦值給函數指針，接下來就可以通過這個函數指針調用真正的realfunction函數了！
e）類型轉換：
讀讀jni.h文件就知道jdouble和double其實是一個東西，jboolean就是unsigned char類型，jni.h中是這么聲明的：
1 typedef unsigned char jboolean; 2 typedef unsigned short jchar; 3 typedef short jshort; 4 typedef float jfloat; 5 typedef double jdouble;
但是數組類型就沒有這么簡單，獲取數組要使用類型相對應的env->GetTypeArrayElement(jTypeArray...)。
最后，要返回一個jint類型的數組，就要新創建一個此類型的數組，再為其賦值：
1 jintArray result = env->NewIntArray(_arg_int); 2 env->SetIntArrayRegion(result, 0, _arg_int, (const jint*)ret);
其中，_arg_int代表的是創建數組的長度。
最后return result。
4）Build這個工程。
Build，生成相應的MediumDll.dll文件，並將其與真正要調用的第三方動態鏈接庫ThirdPartyDll.dll放到java工程目錄下。
圖5 將生成的dll放到java工程下
5）編寫測試java程序，調用dll庫。
以下為測試程序，Test.java：
1 public class Test { 2 public static void main(String[] args) { 3 4 double doubleArray[] = {1.1, 2.5, 5,2}; 5 6 CallThirdParty callThirdParty = new CallThirdParty(); 7 int cutOffArray[] = callThirdParty.CallThirdPartyDll(doubleArray, 3, true); 8 9 for (int i = 0; i < cutOffArray.length; ++i) 10 System.out.println(cutOffArray[i]); 11 } 12 }
運行，控制台輸出結果：
Value of 0: 1.1
Value of 1: 2.5
Value of 2: 5
1
2
5
到此，java調用第三方dll就基本完成了。
本文也主要是介紹大概的操作流程，至於具體應該使用哪些API就只有去研究官方文檔了。
另外還有一些需要注意的問題，比如64位的程序去調用32位的dll會報錯啊等等...這些都是細節問題了。
最后，個人認為，自己動手實踐還是很重要，網上都說這個復雜那個難，但是至於難還是不難，還是要實踐了才知道...不能不去嘗試...
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最后的最后，附上相關代碼的鏈接：https://github.com/AnnieKim/ForMyBlog/tree/master/20120101
其中，projects文件夾下是工程文件，在eclipse和vs2008下進行，如果可以直接運行那就最好了。
另外，source文件夾下是所有的相關代碼，包括第三方dll和生成的Mediumdll。
如果遇到什么問題，歡迎討論。
（完）