1 通過JNI混合使用Java和C++ -----> 操作字符串

JNI(Java Native Interface)是Java語言的一部分，可以訪問非Java語言編寫的程序，也可以用於在C++程序中執行Java代碼。

步驟:

1>  編寫帶有native聲明方法的Java類，並且該方法只定義不實現，后期由c++負責實現：

// HelloCpp.java

public class HelloCpp

{

    // ...

   public native void callCpp();

    // ...

}

 

2>  由於后期的C++實現代碼最終會被編譯為一個動態庫.dll，因此需要在Java類中定義一個靜態代碼塊，提前加載該動態庫，假設動態的名字為hellocpp.dll：

// HelloCpp.java

public class HelloCpp

{

    static

    {

       System.loadLibrary("hellocpp");

    }

    public native void callCpp();

    // ...

}

 

3>  在Java類中定義main方法調用該native方法：

// HelloCpp.java

public class HelloCpp

{

    static

    {

       System.loadLibrary("hellocpp");

    }

    public native void callCpp();

    public static void main(String[] args)

    {

       System.out.println("***** JNI Test *****");

       HelloCpp instance = new HelloCpp();

       instance.callCpp();      // 調用native方法

    }

}

 

4>  編譯包含native方法的Java類，生成class字節碼文件：

javac HelloCpp.java      　　// 生成HelloCpp.class

 

5>  生成與native方法對應的.h頭文件：

javah –jni HelloCpp         // 生成HelloCpp類對於的頭文件HelloCpp.h

 

// HelloCpp.h

/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */

#include <jni.h>

/* Header for class HelloCpp */

#ifndef _Included_HelloCpp

#define _Included_HelloCpp

#ifdef __cplusplus

extern "C" {

#endif

/*

 * Class:     HelloCpp

 * Method:    callCpp

 * Signature: ()V

 */

JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloCpp_callCpp(JNIEnv* env, jobject this);

#ifdef __cplusplus

}

#endif

#endif

 

6>  使用C++實現native方法：

// HelloCpp.cpp

#include "HelloCpp.h"

#include <jni.h>

#include <iostream>

 

JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloCpp_callCpp(JNIEnv* env, jobject this)

{

    std::cout << "C++ Implementation" << std::endl;

}

 

7>  編譯生成動態庫hellocpp.dll:

g++ -Wl,--kill-at –shared –I D:\jdk1.7.0_75\include –I D:\jdk1.7.0_75\include\win32 HelloCpp.cpp –o hellocpp.dll

 

8>  調用hellocpp.dll來運行Java程序：

Java HelloCpp

結果如下：

***** JNI Test *****

C++ Implementation

 

說明：

JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloCpp_callCpp(JNIEnv* env, jobject this);

JNIWXPORT和JNICALL是宏。

JNIEnv*指向一個位置，該位置包含一個指向函數表的指針，表中的每一項都是一個指向JNI函數的指針，native方法通過JNI函數訪問JVM的中的數據 ，如下所示：

第二個參數對於非靜態方法為jobject，對於靜態方法為jclass。jobject表示調用native方法對象自身的引用，如同C++中的this指針；jclass表示定義native方法的類的引用。

 

如下介紹帶有參數和返回值的native方法：

// Prompt.java

class Prompt
{
    static
    {
        System.loadLibrary("Prompt");
    }
    private native String GetLine(String prompt);
    
    public static void main(String[] args)
    {
        Prompt p = new Prompt();
        String input = p.GetLine("Enter a line:");
        System.out.println("Your Input is: " + input);
    }
}

    

 

// Prompt.h

/* 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* env, jobject _this, jstring prompt);

#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

 

// Prompt.cpp

#include "Prompt.h"
#include <iostream>

JNIEXPORT jstring JNICALL Java_Prompt_GetLine(JNIEnv* env, jobject _this, jstring prompt)
{
    char buf[1024];
    const char* str;
    str = env->GetStringUTFChars(prompt, NULL);            /* 獲得傳入的字符串，將其轉換為native Strings */
    if(str == NULL)                                        /* str == NULL意味着JVM為native String分配內存失敗 */
    {
        return NULL;
    }
    std::cout << str;                                        /* 顯示傳入的字符串參數 prompt */ 
    env->ReleaseStringUTFChars(prompt, str);                /* 通知JVM釋放String所占的內存 */
    
    std::cin.get(buf, 1024);
    return env->NewStringUTF(buf);                        /* 構造新的Java.lang.String，如果JVM分配內存失敗，則拋出OutOfMemoryError，並且返回NULL */
}

 

補充信息：

：： UTF-8字符串以’\0’結尾，而Unicode字符串則不是。如果需要獲得Unicode格式的jstring的長度，可以使用GetStringLength；如果需要獲得UTF-8格式的jstring的長度，可以先使用GetStringUTFChars，在其結果上使用strlen，或者直接使用GetStringUTFLength。

：： GetStringUTFChars的第二個參數為jboolean *isCopy，其指向分配的內存空間，如果isCopy被設為JNI_TRUE，那么返回的String是Java String的一個副本；如果被設為JNI_FALSE，那么返回一個指向Java String本身的指針，此時不允許修改返回的String。

：： 函數對Get/ReleaseStringCritical的作用於Get/ReleaseStringChars類似，但是對於程序員而言，該函數對之間的代碼相當於“臨界區”。在該“臨界區”內，native代碼不能調用任何的JNI函數，否則將引起當前線程阻塞。

：： GetStringRegion/GetStringUTFRegion將Unicode格式的String復制到預分配的緩沖區中，由於不需要JVM分配內存，因此也就不需要釋放操作：

JNIEXPORT jstring JNICALL Java_Prompt_GetLine(JNIEnv* env, jobject _this, jstring prompt)
{
    char inbuf[1024], outbuf[1024];
    int len = env->GetStringUTFLength(prompt);
    env->GetStringUTFRegion(prompt, 0, len, outbuf);
    std::cout << outbuf;
    
    std::cin.get(inbuf, 1024);
    return env->NewStringUTF(inbuf);    
}

 

總結：

1>  數據類型對應關系表：

Java 類型	本地 C 類型	實際表示的 C 類型（Win32）
boolean	jboolean	unsigned char
byte	jbyte	signed char
char	jchar	unsigned short
short	jshort	short
int	jint	long
long	jlong	__int64
float	jfloat	float
double	jdouble	double
void	void	N/A

 

2>  JNI字符串函數

JNI函數	描述	版本
GetStringChars ReleaseStringChars	獲得/釋放一個Unicode格式的字符串指針，可能返回一個字符串的副本	JDK 1.1
GetStringUTFChars ReleaseStringUTFChars	獲得/釋放一個UTF-8格式的字符串指針，可能返回一個字符串的副本	JDK 1.1
GetStringLength	返回Unicode格式字符串的長度	JDK 1.1
GetStringUTFLength	返回UTF-8格式字符串的長度	JDK 1.1
NewString	根據Unicode格式的C字符串創建一個Java字符串	JDK 1.1
NewStringUTF	根據UTF-8格式的C字符串創建一個Java字符串	JDK 1.1
GetStringCritical ReleaseStringCritical	獲得/釋放一個Unicode格式的字符串指針，可能返回一個字符串的副本【在該函數對區間內，不能使用任何JNI函數】	JDK 1.2
GetStringRegion	將Unicode格式的String復制到預分配的緩沖區中	JDK 1.2
GetStringUTFRegion	將UTF-8格式的String復制到預分配的緩沖區中	JDK 1.2