JNI 调用 Java：从原理到实现
Java提供了一种强大的跨平台能力，但是在某些情况下，我们希望能够调用本地C/C++代码。这时，Java Native Interface（JNI）应运而生。JNI 允许Java代码与其他语言(如C或C++)之间进行交互，可以实现对性能极高或需要直接访问底层系统的代码的调用。
JNI 的基本原理
JNI 是Java的本地接口，它为Java与其他语言的交互提供了一种机制。通过JNI，Java程序可以调用本地方法，反之亦然。这使得我们可以编写高性能的应用程序，同时又可以利用Java的丰富特性。
JNI 调用流程
JNI 调用流程可以总结为以下几个步骤：
- 定义Java类，并声明本地方法。
- 编译Java类。
- 使用
javah工具生成头文件。 - 实现C/C++代码。
- 编译生成动态链接库。
- 在Java中加载并调用本地方法。
为了更好地理解这个过程，下面的甘特图展示了各个步骤的时间线：
gantt
title JNI 调用流程
dateFormat YYYY-MM-DD
section 第一步
定义Java类 :done, des1, 2023-01-01, 2023-01-02
section 第二步
编译Java类 :active, des2, 2023-01-03, 1d
section 第三步
生成头文件 :done, des3, 2023-01-04, 1d
section 第四步
实现C/C++代码 :active, des4, 2023-01-05, 2d
section 第五步
编译动态链接库 : des5, 2023-01-07, 1d
section 第六步
加载并调用本地方法: active, des6, 2023-01-08, 2d
代码示例
下面我们来实现一个简单的 JNI 例子，展示如何用 JNI 在 Java 中调用 C 方法。
1. 定义 Java 类
首先，我们定义一个 Java 类并声明一个本地方法：
public class MyNative {
static {
System.loadLibrary("mynative"); // 加载本地库
}
// 声明本地方法
public native String helloWorld();
public static void main(String[] args) {
MyNative myNative = new MyNative();
System.out.println(myNative.helloWorld()); // 调用本地方法
}
}
2. 编译 Java 类
使用下面的命令编译 Java 类。
javac MyNative.java
3. 生成头文件
使用javah工具生成头文件：
javah MyNative
这将生成一个名为MyNative.h的头文件。
4. 实现 C 代码
接下来，在 C 中实现这个方法：
#include <jni.h>
#include "MyNative.h"
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_MyNative_helloWorld(JNIEnv *env, jobject obj) {
return (*env)->NewStringUTF(env, "Hello, World from C!");
}
5. 编译 C 代码
使用编译器（如gcc）编译生成动态链接库：
gcc -shared -fpic -o libmynative.so -I"$JAVA_HOME/include" -I"$JAVA_HOME/include/linux" MyNative.c
6. 加载并调用本地方法
在main方法中，已经完成了对本地方法的调用。运行Java程序，输出结果将会是：
Hello, World from C!
总结
通过JNI，我们能够把底层语言的效率与Java的跨平台特性结合起来，这在处理复杂计算或系统底层需求时尤其有用。然而，使用JNI也要谨慎，因为它可能破坏Java的跨平台优势，并引入更多的错误。希望本文的介绍和示例对你理解JNI有所帮助。
