在上一篇文章中介紹了Java語言中的native關鍵字，以及Java語言調用C語言的編譯生成本地動態鏈接庫(DLL)實現加法運算的小例子，本文通過一個更加詳細的例子，深入講解Java語言調用C語言的函數。
一. 什么是JNI
JNI是Java Native Interface的縮寫，它提供了若干的API實現了Java和其他語言的通信（主要是C&C++）。從Java1.1開始，JNI標准成為java平台的一部分，它允許Java代碼和其他語言寫的代碼進行交互。JNI一開始是為了本地已編譯語言，尤其是C和C++而設計的，但是它並不妨礙你使用其他編程語言，只要調用約定受支持就可以了。使用java與本地已編譯的代碼交互，通常會喪失平台可移植性。但是，有些情況下這樣做是可以接受的，甚至是必須的。例如，使用一些舊的庫，與硬件、操作系統進行交互，或者為了提高程序的性能。JNI標准至少要保證本地代碼能工作在任何Java 虛擬機環境下。
總的來說，JNI就是一個允許Java語言和其他編程語言(主要是C/C++)通信的接口。C/C++是系統級的編程語言, 可以用來開發任何和系統相關的程序和類庫, 但是Java本身編寫底層的應用比較難實現, 使用JNI可以調用現有的本地庫, 極大地靈活了Java的開發. C/C++的效率是目前最好的語言, 可以使用C/C++來實現一些實時性非常高的部分. C/C++和Java本身都是非常流行的編程語言, 一些大型軟件中經常使用語言之間的混合編程.
一旦使用JNI, JAVA程序就喪失了JAVA平台的兩個優點: 程序不在跨平台。要想跨平台，必須在不同的系統環境中重新編譯本地語言部分；程序不再是絕對安全的，本地代碼的不當使用可能導致整個陳旭崩潰。一個通用的規則是，你應該讓本地方法集中在少數幾個類當中，這樣就降低了Java語言和C/C++之間的耦合性。
使用JNI實現Java與C語言混合編程的基本步驟如下：
- 編寫帶有native聲明的方法的java類
- 使用javac命令編譯所有的java類
- 然后使用javah + 類名生成擴展名為.h的頭文件
- 使用C/C++實現本地方法
- 將C/C++編寫的文件生成動態鏈接庫
下面就完整的介紹一個簡單的Java調用C/C++的例子, 這個例子參考了[點擊這里跳轉原始例子], 並對這個例子做了修改。
二. 編寫帶有native聲明的方法的java類
首先編寫一個文件名為Sample的java程序，代碼如下:
1 public class Sample 2 { 3 public static void main(String[] args) 4 { 5 System.loadLibrary("SampleC");
6 NativeMethodTest nmt = new NativeMethodTest(); 7
8 int square = nmt.intMethod(5); 9 boolean bool = nmt.booleanMethod(true); 10 String text = nmt.stringMethod("java"); 11 int sum = nmt.intArrayMethod(new int[]{1,2,3,4,5,6,7,8,13}); 12
13 System.out.println("intMethod: " + square); 14 System.out.println("booleanMethod:" + bool); 15 System.out.println("stringMethod:" +text); 16 System.out.println("intArrayMethod:" + sum); 17 } 18 } 19
20 class NativeMethodTest 21 { 22 public native int intMethod(int n);
23 public native boolean booleanMethod(boolean bool); 24 public native String stringMethod(String text); 25 public native int intArrayMethod(int[] intArray); 26 }
上面NativeMethodTest類中有四個native關鍵字聲明的方法，分別是4種類型的參數, int, boolean, String, int[]. 其中 System.loadLibrary("SampleC"); 這行代碼加載了本地動態鏈接庫，在Windows系統下加載的就是SampleC.dll, 在Linux系統下加載的就是SampleC.so。注意不可以在代碼中寫上擴展名.dll或者.so。本文使用的是Windows系統，加載的是SampleC.dll，但是這個DLL文件就是我們稍后要使用C/C++編譯生成的文件。
這4個native關鍵字修飾的方法就是需要我們用C/C++實現的方法。
三. 使用javac命令編譯所有的java類
編譯Sample.java，使用命令行(Windows下是cmd) javac Sample.java 可以看到生成兩個class文件：Sample.class, NativeMethodTest.class
四. 使用javah命令生成.h文件
在命令行中運行 javah NativeMethodTest 可以生成NativeMethodTest.h文件，注意不是 javah Sample , native關鍵字修飾的方法在那個類中就使用javah命令生成對應的頭文件。NativeMethodTest.h的代碼如下：
1 /* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
2 #include <jni.h>
3 /* Header for class NativeMethodTest */
4
5 #ifndef _Included_NativeMethodTest 6 #define _Included_NativeMethodTest
7 #ifdef __cplusplus 8 extern "C" { 9 #endif
10 /*
11 * Class: NativeMethodTest 12 * Method: intMethod 13 * Signature: (I)I 14 */
15 JNIEXPORT jint JNICALL Java_NativeMethodTest_intMethod 16 (JNIEnv *, jobject, jint); 17
18 /*
19 * Class: NativeMethodTest 20 * Method: booleanMethod 21 * Signature: (Z)Z 22 */
23 JNIEXPORT jboolean JNICALL Java_NativeMethodTest_booleanMethod 24 (JNIEnv *, jobject, jboolean); 25
26 /*
27 * Class: NativeMethodTest 28 * Method: stringMethod 29 * Signature: (Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String; 30 */
31 JNIEXPORT jstring JNICALL Java_NativeMethodTest_stringMethod 32 (JNIEnv *, jobject, jstring); 33
34 /*
35 * Class: NativeMethodTest 36 * Method: intArrayMethod 37 * Signature: ([I)I 38 */
39 JNIEXPORT jint JNICALL Java_NativeMethodTest_intArrayMethod 40 (JNIEnv *, jobject, jintArray); 41
42 #ifdef __cplusplus 43 } 44 #endif
45 #endif
這個h文件相當於我們在java里面的接口，這里聲明了四個方法，然后在我們的本地方法里面實現這個方法，也就是說我們在編寫C/C++程序的時候所使用的方法名必須和這里的一致。
在注釋中我們可以看到這樣一個東西 Signature, 這個是方法的簽名. 關於Signature, 下面通過一個表格來說明.
| java類型 | Signature | 備注 |
| boolean | Z | |
| byte | B | |
| char | C | |
| short | S | |
| int | I | |
| long | L | |
| float | F | |
| double | D | |
| void | V | |
| Object | L用/分割的完整類名 | 例如: Ljava/lang/String表示String類型 |
| Array | [簽名 | 例如: [I表示int類型的數組, [Ljava/lang/String表示String類型的數組 |
| Method | (參數簽名)返回類型簽名 | 例如: ([I)I表示參數類型為int數組，返回值int類型的方法 |
在每個函數的參數列表中都有JNIEnv *和 jobject兩個參數, 這兩個參數稍候說明.
五. 使用C/C++實現本地方法
可以使用C語言來實現, 也可以使用C++來實現, 下面說說C語言的實現.
創建DLL工程，添加NativeMethodTest.h等頭文件，具體方法在這一篇隨筆中有詳細介紹[點擊查看]，C程序如下：
1 # include "NativeMethodTest.h"
2 # include <string.h>
3
4 JNIEXPORT jint JNICALL Java_NativeMethodTest_intMethod 5 (JNIEnv * env, jobject obj, jint i) 6 { 7 return i * i; 8 } 9
10 JNIEXPORT jboolean JNICALL Java_NativeMethodTest_booleanMethod 11 (JNIEnv * env, jobject obj, jboolean b) 12 { 13 return !b; 14 } 15
16 JNIEXPORT jstring JNICALL Java_NativeMethodTest_stringMethod 17 (JNIEnv * env, jobject obj, jstring string) 18 { 19 const char* str = (*env)->GetStringUTFChars(env, string, 0); 20 char cap[128]; 21 strcpy(cap, str); 22 (*env)->ReleaseStringUTFChars(env, string, 0); 23 return (*env)->NewStringUTF(env, strupr(cap)); 24 } 25
26 JNIEXPORT jint JNICALL Java_NativeMethodTest_intArrayMethod 27 (JNIEnv * env, jobject obj, jintArray array) 28 { 29 int i, sum = 0; 30 jsize len = (*env)->GetArrayLength(env, array); 31 jint * body = (*env)->GetIntArrayElements(env, array, 0); 32
33 for (i=0; i<len; i++) 34 { 35 sum += body[i]; 36 } 37 (*env)->ReleaseIntArrayElements(env, array, body, 0); 38 return sum; 39 }
(*env)->GetStringUTFChars()這個方法, 是用來在Java和C之間轉換字符串的, 因為Java本身都使用了雙字節的字符, 而C語言本身都是單字節的字符, 所以需要進行轉換.
JNIEnv *是每個函數都有的參數, 它包含了很多有用的方法, 使用起來類似Java的反射, 也提供了這樣一個編碼轉換的函數.
GetStringUTFChars()和NewStringUTF(), 第一個是從UTF-8轉換為C的編碼格式, 第二個是根據C的字符串返回一個UTF8字符串.
ReleaseStringUTFChars()是用來釋放對象的, 在Java中有虛擬機進行垃圾回收, 但是在C語言中, 這些對象必須手動回收. 否則可能造成內存泄漏.
函數的名字一眼看到就可以猜出功能, jni.h中的大部分函數名都是這樣.
六. 將C/C++編寫的文件生成動態鏈接庫
將編譯生成的SampleC.dll文件拷貝到Sample.class所在的文件夾中，在命令行中運行：java Sample 即可看到如下結果：
intMethod: 25 booleanMethod:false stringMethod:JAVA intArrayMethod:49
參考文獻：
http://www.cnblogs.com/icejoywoo/archive/2012/02/22/2363709.html