JNI(Java Native Interface)是Java语言的一部分,可以访问非Java语言编写的程序,也可以用于在C++程序中执行Java代码。
步骤:
1>编写带有native声明方法的Java类,并且该方法只定义不实现,后期由c++负责实现:
// HelloCpp.java
public class HelloCpp
{
// ...
public native void callCpp();
// ...
}
2> 由于后期的C++实现代码最终会被编译为一个动态库.dll,因此需要在Java类中定义一个静态代码块,提前加载该动态库,假设动态的名字为hellocpp.dll:
// HelloCpp.java
public class HelloCpp
{
static
{
System.loadLibrary("hellocpp");
}
public native void callCpp();
// ...
}
3>在Java类中定义main方法调用该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(); //调用native方法
}
}
4>编译包含native方法的Java类,生成class字节码文件:
javac HelloCpp.java // 生成HelloCpp.class
5>生成与native方法对应的.h头文件:
javah –jni HelloCpp // 生成HelloCpp类对于的头文件HelloCpp.h
// HelloCpp.h
/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
#include
/* 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++实现native方法:
// HelloCpp.cpp
#include "HelloCpp.h"
#include
#include
JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloCpp_callCpp(JNIEnv* env, jobject this)
{
std::cout << "C++ Implementation" << std::endl;
}
7>编译生成动态库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>调用hellocpp.dll来运行Java程序:
Java HelloCpp
结果如下:
***** JNI Test *****
C++ Implementation
说明:
JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloCpp_callCpp(JNIEnv* env, jobject this);
JNIWXPORT和JNICALL是宏。
JNIEnv*指向一个位置,该位置包含一个指向函数表的指针,表中的每一项都是一个指向JNI函数的指针,native方法通过JNI函数访问JVM的中的数据,如下所示:
第二个参数对于非静态方法为jobject,对于静态方法为jclass。jobject表示调用native方法对象自身的引用,如同C++中的this指针;jclass表示定义native方法的类的引用。
如下介绍带有参数和返回值的native方法:
// Prompt.java
1 classPrompt2 {3 static
4 {5 System.loadLibrary("Prompt");6 }7 private nativeString GetLine(String prompt);8
9 public static voidmain(String[] args)10 {11 Prompt p = newPrompt();12 String input = p.GetLine("Enter a line:");13 System.out.println("Your Input is: " +input);14 }15 }
// Prompt.h
1 /*DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated*/
2 #include
3 /*Header for class Prompt*/
4
5 #ifndef _Included_Prompt6 #define _Included_Prompt
7 #ifdef __cplusplus8 extern "C"{9 #endif
10 /*
11 * Class: Prompt12 * Method: GetLine13 * Signature: (Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String;14 */
15 JNIEXPORT jstring JNICALL Java_Prompt_GetLine(JNIEnv*env, jobject _this, jstring prompt);16
17 #ifdef __cplusplus18 }19 #endif
20 #endif
// Prompt.cpp
1 #include "Prompt.h"
2 #include
3
4 JNIEXPORT jstring JNICALL Java_Prompt_GetLine(JNIEnv*env, jobject _this, jstring prompt)5 {6 char buf[1024];7 const char*str;8 str = env->GetStringUTFChars(prompt, NULL); /*获得传入的字符串,将其转换为native Strings*/
9 if(str == NULL) /*str == NULL意味着JVM为native String分配内存失败*/
10 {11 returnNULL;12 }13 std::cout << str; /*显示传入的字符串参数 prompt*/
14 env->ReleaseStringUTFChars(prompt, str); /*通知JVM释放String所占的内存*/
15
16 std::cin.get(buf, 1024);17 return env->NewStringUTF(buf); /*构造新的Java.lang.String,如果JVM分配内存失败,则抛出OutOfMemoryError,并且返回NULL*/
18 }
补充信息:
:: UTF-8字符串以’\0’结尾,而Unicode字符串则不是。如果需要获得Unicode格式的jstring的长度,可以使用GetStringLength;如果需要获得UTF-8格式的jstring的长度,可以先使用GetStringUTFChars,在其结果上使用strlen,或者直接使用GetStringUTFLength。
:: GetStringUTFChars的第二个参数为jboolean *isCopy,其指向分配的内存空间,如果isCopy被设为JNI_TRUE,那么返回的String是Java String的一个副本;如果被设为JNI_FALSE,那么返回一个指向Java String本身的指针,此时不允许修改返回的String。
:: 函数对Get/ReleaseStringCritical的作用于Get/ReleaseStringChars类似,但是对于程序员而言,该函数对之间的代码相当于“临界区”。在该“临界区”内,native代码不能调用任何的JNI函数,否则将引起当前线程阻塞。
:: GetStringRegion/GetStringUTFRegion将Unicode格式的String复制到预分配的缓冲区中,由于不需要JVM分配内存,因此也就不需要释放操作:
1 JNIEXPORT jstring JNICALL Java_Prompt_GetLine(JNIEnv*env, jobject _this, jstring prompt)2 {3 char inbuf[1024], outbuf[1024];4 int len = env->GetStringUTFLength(prompt);5 env->GetStringUTFRegion(prompt, 0, len, outbuf);6 std::cout <
8 std::cin.get(inbuf, 1024);9 return env->NewStringUTF(inbuf);10 }
总结:
1>数据类型对应关系表:
Java类型
本地C类型
实际表示的C类型(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字符串函数
JNI函数
描述
版本
GetStringChars
ReleaseStringChars
获得/释放一个Unicode格式的字符串指针,可能返回一个字符串的副本
JDK 1.1
GetStringUTFChars
ReleaseStringUTFChars
获得/释放一个UTF-8格式的字符串指针,可能返回一个字符串的副本
JDK 1.1
GetStringLength
返回Unicode格式字符串的长度
JDK 1.1
GetStringUTFLength
返回UTF-8格式字符串的长度
JDK 1.1
NewString
根据Unicode格式的C字符串创建一个Java字符串
JDK 1.1
NewStringUTF
根据UTF-8格式的C字符串创建一个Java字符串
JDK 1.1
GetStringCritical
ReleaseStringCritical
获得/释放一个Unicode格式的字符串指针,可能返回一个字符串的副本【在该函数对区间内,不能使用任何JNI函数】
JDK 1.2
GetStringRegion
将Unicode格式的String复制到预分配的缓冲区中
JDK 1.2
GetStringUTFRegion
将UTF-8格式的String复制到预分配的缓冲区中
JDK 1.2