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JAVA中native方法調用

本文轉載自   查看原文   2017-03-10 09:14   10496 

在Java中native是關鍵字。它一般在本地聲明，異地用C和C++來實現。它的聲明有幾點要注意：1）native與訪問控制符前后的關系不受限制。2）必須在返回類型之前。3）它一般為非抽象類方法。4）native方法在異地實現，象抽象方法一樣，所以沒有方法體，以分號結束。如下列5種聲明：

         native public void f();                         正確。

         private native void f();                        正確。

         protected int native f();                      錯誤，返回類型位置不對，返回類型必須在native之后。

         public abstract native void f();            native必然不是abstract的。

         native int f(){}                                     錯誤，因為存在方法體{}

         public static native f();                         正確。static與native方法位置隨意。

       下例是比較典型的native的使用方式，用loadLibrary導入存在源文件目錄下的*.dll文件，然后定義native方法時，與c/c++實現的函數有相同的參數和返回類型。

 

 

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  1. public class OpticalFlowCalculateDll{ 
  2.  
  3.     static{ 
  4.  
  5.         System.loadLibrary("OpticalFlow"); 
  6.  
  7.     } 
  8.  
  9.      
  10.  
  11.     public native static void setImage();     
  12.  
  13.     public native static int[] getGoodFeatureListForTrack();     
  14.  
  15.     public native static int[] getMatchedFeatureList();     
  16.  
  17.     public native static int getFeatureListSize();     
  18.  
  19.     public native static void dispose(); 
  20.  
  21. }    
[java]  view plain  copy
 
  1. public class OpticalFlowCalculateDll{  
  2.   
  3.     static{  
  4.   
  5.         System.loadLibrary("OpticalFlow");  
  6.   
  7.     }  
  8.   
  9.       
  10.   
  11.     public native static void setImage();      
  12.   
  13.     public native static int[] getGoodFeatureListForTrack();      
  14.   
  15.     public native static int[] getMatchedFeatureList();      
  16.   
  17.     public native static int getFeatureListSize();      
  18.   
  19.     public native static void dispose();  
  20.   
  21. }     

 

 

 

 

再展開來說JNI，JNI是Java Native Interface的縮寫，中文為JAVA本地調用。從Java 1.1開始，Java Native Interface (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語言，只要調用約定受支持就可以了。JNI是JDK的一部分，用於為Java提供一個本地代碼的接口。通過使用JNI編寫的程序能夠確保你的代碼能夠完全的移植到所有的平台。JNI使得運行在JVM虛擬機上的Java代碼能夠操作使用其它語言編寫的應用程序和庫，比如 C/C++以及匯編語言等。此外JNI提供的某些API還允許你把JVM嵌入到本地應用程序中。

　　

　　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，比如，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標准至少保證本地代碼能工作在任何Java 虛擬機實現下。

JNI的設計目的:

　　·標准的java類庫可能不支持你的程序所需的特性。

　　·或許你已經有了一個用其他語言寫成的庫或程序，而你希望在java程序中使用它。

　　·你可能需要用底層語言實現一個小型的時間敏感代碼，比如匯編，然后在你的java程序中調用這些功能。

       本文將通過一個實例來闡述使用VC++6.0來實現JNI的完整過程。使用JNI來整合本地代碼和Java代碼的步驟是確定的，沒有再創作的余地，所以讀者可以通過本文的步驟來逐步認識到，其實Java也是"沒有什么不可以"的。

一、JNI的實現任務描述：在Java中調用windows下的消息框函數，並且從Java中傳遞一個字符串作為MessageBox函數的顯示文本參數，顯示在消息框的中間。下面讓我們一起進入這一奇妙的旅程。

Step 1：寫一個Java類，在這個類中包含了需要調用的本地方法的描述。

 

 

 

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  1. //WinMsgBox.java  
  2.  
  3. package edu.netcom.jni;  
  4.  
  5. public class WinMsgBox  
  6.  
  7. {  
  8.  
  9. static{  
  10.  
  11. System.loadLibrary("WinMsgDll");    // (1)  
  12.  
  13. }  
  14.  
  15. public native void showMsgBox(String str); // (2)  
  16.  
  17. } 
[java]  view plain  copy
 
  1. //WinMsgBox.java   
  2.   
  3. package edu.netcom.jni;   
  4.   
  5. public class WinMsgBox   
  6.   
  7. {   
  8.   
  9. static{   
  10.   
  11. System.loadLibrary("WinMsgDll");    // (1)   
  12.   
  13. }   
  14.   
  15. public native void showMsgBox(String str); // (2)   
  16.   
  17. }  

 

 

 

 

(1)中WinMsgDll是動態鏈接文件的文件名，不用加擴展名，因為在不同的平台下動態鏈接文件擴展名是不同的，由JVM自動識別，比如在 Solaris下，會被轉換為WinMsgDll.so；而Win32環境下會轉換為WinMsgDll.dll。這個文件名必須和Step 4中生成的文件名一致。這個文件的存放位置也很重要，它只能被放在JVM屬性值java.library.path中指定的文件夾中。這個屬性值可以使用 System.getProperty("java.library.path");來查看。一般情況下，至少放在這幾個位置是確定可靠的，windows安裝目錄下的system32下面，JDK安裝目錄下的bin下面，以及調用主類文件的當前目錄。

(2)中指明了你必須用本地代碼實現的方法。

Step 2：提示符下使用命令javac -d . WinMsgBox.java編譯Step 1編寫的java文件。

此時會在當前目錄下建立一個edu/netcom/jni目錄結構，並且一個WinMsgBox.class文件存在其中。

Step 3：提示符下使用命令javah -jni edu.netcom.jni.WinMsgBox，此時會在當前目錄下產生一個edu_netcom_jni_WinMsgBox.h文件，注意這個文件名是由（包名+類名）組成，中間用（_）隔開。此文件內容如下：

 

 

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  1. /* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */  
  2.  
  3. #include <jni.h>                       // (1)  
  4.  
  5. /* Header for class edu_netcom_jni_WinMsgBox */ 
  6.  
  7. #ifndef _Included_edu_netcom_jni_WinMsgBox  
  8.  
  9. #define _Included_edu_netcom_jni_WinMsgBox  
  10.  
  11. #ifdef __cplusplus  
  12.  
  13. extern "C" {  
  14.  
  15. #endif  
  16.  
  17. /*
  19. * Class:     edu_netcom_jni_WinMsgBox
  21. * Method:    showMsgBox
  23. * Signature: (Ljava/lang/String;)V       // (2)
  25. */  
  26.  
  27. JNIEXPORT void JNICALL Java_edu_netcom_jni_WinMsgBox_showMsgBox  
  28.  
  29. (JNIEnv *, jobject, jstring);           // (3) 
  30.  
  31. #ifdef __cplusplus  
  32.  
  33. }  
  34.  
  35. #endif  
  36.  
  37. #endif 
[cpp]  view plain  copy
 
  1. /* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */   
  2.   
  3. #include <jni.h>                       // (1)   
  4.   
  5. /* Header for class edu_netcom_jni_WinMsgBox */  
  6.   
  7. #ifndef _Included_edu_netcom_jni_WinMsgBox   
  8.   
  9. #define _Included_edu_netcom_jni_WinMsgBox   
  10.   
  11. #ifdef __cplusplus   
  12.   
  13. extern "C" {   
  14.   
  15. #endif   
  16.   
  17. /*  
  18.  
  19. * Class:     edu_netcom_jni_WinMsgBox  
  20.  
  21. * Method:    showMsgBox  
  22.  
  23. * Signature: (Ljava/lang/String;)V       // (2)  
  24.  
  25. */   
  26.   
  27. JNIEXPORT void JNICALL Java_edu_netcom_jni_WinMsgBox_showMsgBox   
  28.   
  29. (JNIEnv *, jobject, jstring);           // (3)  
  30.   
  31. #ifdef __cplusplus   
  32.   
  33. }   
  34.   
  35. #endif   
  36.   
  37. #endif  

 

 

 

 

(1)包含的jni.h存在於JDK安裝目錄下的include下面。

(2)(Ljava/lang/String;)V這是函數的標記符，當從本地方法端訪問Java端的方法時，會用到這個標記符。JNI中為每種數據類型也定義了標記符，標記符的規則請查看JNI標准文檔。

(3)在WinMsgBox.java中本地方法void showMsgBox(String str);的定義，被映射為JNIEXPORT void JNICALL Java_edu_netcom_jni_WinMsgBox_showMsgBox(JNIEnv *, jobject, jstring); 其中函數名的映射規則是（Java_包名_類名_方法名），如果存在重載的方法，則在后面還會增加每個參數的標記符。每一個方法映射到本地C函數后都會增加兩個參數：JNIEnv *和jobject，關於這兩個參數的用法將在后面闡述。另外，所有Java中的數據類型都會按一定規則進行映射為本地數據類型，這些數據類型都是在 jni.h中定義的。下面分別按照基本數據類型，和對象類型列出。

Step 4：使用VC來編寫本地方法的實現函數，最后編譯成.dll文件。過程如下：

1) 選擇new->projects(選擇Win32 Dynamic-Link Library，以Step 1中指定的庫名WinMsgDll作為工程名)->OK->An ampty DLL project->Finish。

2) 選擇Tools->Options->Directories(添加目錄D:/J2SDK1.4.2_03/INCLUDE和D: /J2SDK1.4.2_03/INCLUDE/WIN32)。在這些目錄中包含JNI所需的頭文件。

3) 將Step 3生成的edu_netcom_jni_WinMsgBox.h拷貝到WinMsgDll工程文件夾中。然后FileView中添加這個頭文件。

4) 添加源文件WinMsgDll.cpp，內容如下：

 

 

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  1. include "windows.h"  
  2.  
  3. #include "edu_netcom_jni_WinMsgBox.h"  
  4.  
  5. /*
  7. * Class:     edu_netcom_jni_WinMsgBox
  9. * Method:    showMsgBox
  11. * Signature: (Ljava/lang/String;)V
  13. */  
  14.  
  15. JNIEXPORT void JNICALL Java_edu_netcom_jni_WinMsgBox_showMsgBox  
  16.  
  17. (JNIEnv * env, jobject obj, jstring str){  
  18.  
  19. const char *msg;  
  20.  
  21. msg = env->GetStringUTFChars(str,0);  
  22.  
  23. MessageBox(NULL,msg,"Java invoke",MB_OK);  
  24.  
  25. env->ReleaseStringUTFChars(str,msg);  
  26.  
  27. } 
[cpp]  view plain  copy
 
  1. include "windows.h"   
  2.   
  3. #include "edu_netcom_jni_WinMsgBox.h"   
  4.   
  5. /*  
  6.  
  7. * Class:     edu_netcom_jni_WinMsgBox  
  8.  
  9. * Method:    showMsgBox  
  10.  
  11. * Signature: (Ljava/lang/String;)V  
  12.  
  13. */   
  14.   
  15. JNIEXPORT void JNICALL Java_edu_netcom_jni_WinMsgBox_showMsgBox   
  16.   
  17. (JNIEnv * env, jobject obj, jstring str){   
  18.   
  19. const char *msg;   
  20.   
  21. msg = env->GetStringUTFChars(str,0);   
  22.   
  23. MessageBox(NULL,msg,"Java invoke",MB_OK);   
  24.   
  25. env->ReleaseStringUTFChars(str,msg);   
  26.   
  27. }  

 

 

 

 

5) 編譯生成WinMsgBox.dll文件。並將這個.dll文件拷貝到Step 1中說明的目錄中。

注意：

1) 我們知道dll文件有兩種指明導出函數的方法，一種是在.def文件中定義，另一種是在定義函數時使用關鍵字 __declspec(dllexport)。而在JNI中函數定義中的關鍵字JNIEXPORT實際在jni_md.h中如下定義，#define JNIEXPORT __declspec(dllexport)，可見JNI默認的導出函數使用第二種。使用第二種方式產生的導出函數名會根據編譯器發生變化，在有的情況下會發生找不到導出函數的問題（我們在JSP中使用JNI時就發生了這種問題，百思不得其解，后來強行加入一個.def文件就解決了）。因此最好是使用第一種方法自己定義一個.def文件來指明導出函數，這種情況下會強制使用第一種方式產生導出函數。本例中可以加入一個WinMsgDll.def文件，內容如下：

LIBRARY      "WinMsgDll"

DESCRIPTION 'message Windows Dynamic Link Library'

EXPORTS

    ; Explicit exports can Go here

Java_edu_netcom_jni_WinMsgBox_showMsgBox

2) 從本例中，我們可以看到WinMsgBox.java決定了edu_netcom_jni_WinMsgBox.h，而后者又決定了 WinMsgDll.dll，也就是說，這是一個"牽一發而動全身"的過程，如果你改動了WinMsgBox.java，就一定要把整個步驟都走一遍（這一點一定要切記，因為這也是我們跌得鼻青臉腫后才得出的警世良言）。

3) 生成的.dll文件一定要正確拷貝到Step 1說明的目錄中，本例中是將生成的WinMsgDll.dll和Step 5中的測試文件放在同一個目錄下的（這也是我們困惑了很久才解決的問題）。

Step 5：編寫一個測試文件來測試對WinMsgDll.dll的調用。測試文件TestJNI.java內容如下：

 

 

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  1. //TestJNI.java  
  2.  
  3. import edu.netcom.jni.WinMsgBox;  
  4.  
  5. public class TestJNI  
  6.  
  7. {  
  8.  
  9. public static void main(String[] args){  
  10.  
  11.      WinMsgBox box = new WinMsgBox();  
  12.  
  13.      box.showMsgBox("Wonderful!!");  
  14.  
  15.    }  
  16.  
  17. }  
[java]  view plain  copy
 
  1. //TestJNI.java   
  2.   
  3. import edu.netcom.jni.WinMsgBox;   
  4.   
  5. public class TestJNI   
  6.   
  7. {   
  8.   
  9. public static void main(String[] args){   
  10.   
  11.      WinMsgBox box = new WinMsgBox();   
  12.   
  13.      box.showMsgBox("Wonderful!!");   
  14.   
  15.    }   
  16.   
  17. }   

 

 

 

 

編譯，運行，windows下的對話框躍然屏幕中間。


免責聲明！

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