Java調用C/C++編寫的第三方dll動態鏈接庫（zz）

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。本文將做詳細的介紹。

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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：

1） 編寫一個類，聲明native方法

public class APCluster {
    public native int[] CallAPClusterDll( int         arg_Int,
                                          double[]    arg_DoubleArray,
                                          boolean     arg_boolean);
    static
    {
        System.loadLibrary("APClusterDllMedium");
    }
}

上面是APCluster.java文件，定義了一個APCluster類，其中有一個方法CallAPClusterDll()，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APClusterDllMedium中。

APClusterDllMedium就像中介一樣，Java通過調用這個中介Dll中的CallAPClusterDll方法，間接調用真正的第三方Dll。

2）編譯生成.h文件

第一步：

javac APCluster.java 生成APCluster.class

第二步：

javah APCluster 生成APCluster.h頭文件，內容如下：

/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
#include <jni.h>
/* Header for class APCluster */
#ifndef _Included_APCluster
#define _Included_APCluster
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif10 /*
 * Class:     APCluster
 * Method:    CallAPClusterDll
 * Signature: (I[DZ)[I
 */
JNIEXPORT jintArray JNICALL Java_APCluster_CallAPClusterDll
  (JNIEnv *, jobject, jint, jdoubleArray, jboolean);
#ifdef __cplusplus
}
#endif21
#endif

注意，APCluster.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CallAPClusterDll()的實現。

3）創建C/C++工程，實現CallAPClusterDll()方法。

創建一個C/C++工程，工程名為APClusterDllMedium（其實，生成的dll名為APClusterDllMedium即可），導入APCluster.h這個頭文件，並創建一個CPP文件，實現.h文件中的方法。

 
圖2 新建工程結構

由於我創建的工程是win32控制台程序，所以最后默認生成的是.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_APCluster_CallAPClusterDll (JNIEnv *, jobject, jint, jdoubleArray, jboolean); 這個方法了。先貼代碼再慢慢解釋吧。

#include "APCluster.h"
#include <stdio.h>
#include <windows.h>
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
typedef int*  (__stdcall *APCLUSTER32)(double*, unsigned int, bool);
JNIEXPORT jintArray JNICALL Java_APCluster_CallAPClusterDll
  (JNIEnv *env, jobject _obj, jint _arg_int, jdoubleArray _arg_doublearray, jboolean _arg_boolean)
{
    HMODULE dlh = NULL;
    APCLUSTER32 apcluster32;
    if (!(dlh=LoadLibrary("apclusterwin.dll")))        //第三方DLL位置
    {
        printf("LoadLibrary() failed: %d\n", GetLastError());
    }
    if (!(apcluster32 = (APCLUSTER32)GetProcAddress(dlh, "apcluster32")))    //具體調用apcluster32方法
    {
        printf("GetProcAddress() failed: %d\n", GetLastError());
    }
    int        m_int = _arg_int;  //類型轉換
    double*    m_doublearray = env->GetDoubleArrayElements(_arg_doublearray, NULL);
    bool       m_boolean = _arg_boolean;
    int* ret = (*apcluster32)(m_doublearray, m_int, m_boolean); /* actual function call */
    jintArray result = env->NewIntArray(_arg_int);
    env->SetIntArrayRegion(result, 0, _arg_int, (const jint*)ret);
    FreeLibrary(dlh); /* unload DLL and free memory */
    if(ret)
    {
         free(ret);
    }
    return result;
}
#ifdef __cplusplus
}
#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APCluster.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_APCluster_CallAPClusterDll
(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apcluster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：

typedef unsigned char    jboolean;
typedef unsigned short   jchar;
typedef short            jshort;
typedef float            jfloat;
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：

jintArray result = env->NewIntArray(_arg_int);
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APCluster.dll文件，將這個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：

public class Test
{
    public static void main(String[] args)
    {
        double     arg_doublearray[] = {0.1, 0.2, 0.3};
        int        arg_int = 3;
        boolean    arg_boolean = true;
        int[]  result = new APCluster().CallAPClusterDll(arg_int, arg_doublearray, arg_boolean);
        .....
    }
}

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...

原文鏈接：http://www.cnblogs.com/AnnieKim/archive/2012/01/01/2309567.html

來源： http://developer.51cto.com/art/201201/311363.htm

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