在上一篇文章中介绍了Java语言中的native关键字,以及Java语言调用C语言的编译生成本地动态链接库(DLL)实现加法运算的小例子,本文通过一个更加详细的例子,深入讲解Java语言调用C语言的函数。

一. 什么是JNI

  JNI是Java Native Interface的缩写,它提供了若干的API实现了Java和其他语言的通信(主要是C&C++)。从Java1.1开始,JNI标准成为java平台的一部分,它允许Java代码和其他语言写的代码进行交互。JNI一开始是为了本地已编译语言,尤其是C和C++而设计的,但是它并不妨碍你使用其他编程语言,只要调用约定受支持就可以了。使用java与本地已编译的代码交互,通常会丧失平台可移植性。但是,有些情况下这样做是可以接受的,甚至是必须的。例如,使用一些旧的库,与硬件、操作系统进行交互,或者为了提高程序的性能。JNI标准至少要保证本地代码能工作在任何Java 虚拟机环境下。

  总的来说,JNI就是一个允许Java语言和其他编程语言(主要是C/C++)通信的接口。C/C++是系统级的编程语言, 可以用来开发任何和系统相关的程序和类库, 但是Java本身编写底层的应用比较难实现, 使用JNI可以调用现有的本地库, 极大地灵活了Java的开发. C/C++的效率是目前最好的语言, 可以使用C/C++来实现一些实时性非常高的部分. C/C++和Java本身都是非常流行的编程语言, 一些大型软件中经常使用语言之间的混合编程.

  一旦使用JNI, JAVA程序就丧失了JAVA平台的两个优点: 程序不在跨平台。要想跨平台,必须在不同的系统环境中重新编译本地语言部分;程序不再是绝对安全的,本地代码的不当使用可能导致整个陈旭崩溃。一个通用的规则是,你应该让本地方法集中在少数几个类当中,这样就降低了Java语言和C/C++之间的耦合性。

  使用JNI实现Java与C语言混合编程的基本步骤如下:

  1. 编写带有native声明的方法的java类
  2. 使用javac命令编译所有的java类
  3. 然后使用javah + 类名生成扩展名为.h的头文件
  4. 使用C/C++实现本地方法
  5. 将C/C++编写的文件生成动态链接库

  下面就完整的介绍一个简单的Java调用C/C++的例子, 这个例子参考了[点击这里跳转原始例子], 并对这个例子做了修改。

二. 编写带有native声明的方法的java类

  首先编写一个文件名为Sample的java程序,代码如下:

 public class Sample
{
public static void main(String[] args)
{
System.loadLibrary("SampleC");
NativeMethodTest nmt = new NativeMethodTest(); int square = nmt.intMethod(5);
boolean bool = nmt.booleanMethod(true);
String text = nmt.stringMethod("java");
int sum = nmt.intArrayMethod(new int[]{1,2,3,4,5,6,7,8,13}); System.out.println("intMethod: " + square);
System.out.println("booleanMethod:" + bool);
System.out.println("stringMethod:" +text);
System.out.println("intArrayMethod:" + sum);
}
} class NativeMethodTest
{
public native int intMethod(int n);
public native boolean booleanMethod(boolean bool);
public native String stringMethod(String text);
public native int intArrayMethod(int[] intArray);
}

  上面NativeMethodTest类中有四个native关键字声明的方法,分别是4种类型的参数, int, boolean, String, int[]. 其中 System.loadLibrary("SampleC"); 这行代码加载了本地动态链接库,在Windows系统下加载的就是SampleC.dll, 在Linux系统下加载的就是SampleC.so。注意不可以在代码中写上扩展名.dll或者.so。本文使用的是Windows系统,加载的是SampleC.dll,但是这个DLL文件就是我们稍后要使用C/C++编译生成的文件。

  这4个native关键字修饰的方法就是需要我们用C/C++实现的方法。

三. 使用javac命令编译所有的java类

  编译Sample.java,使用命令行(Windows下是cmd) javac Sample.java 可以看到生成两个class文件:Sample.class, NativeMethodTest.class

四. 使用javah命令生成.h文件

  在命令行中运行 javah NativeMethodTest 可以生成NativeMethodTest.h文件,注意不是 javah Sample , native关键字修饰的方法在那个类中就使用javah命令生成对应的头文件。NativeMethodTest.h的代码如下:

 /* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
#include <jni.h>
/* Header for class NativeMethodTest */ #ifndef _Included_NativeMethodTest
#define _Included_NativeMethodTest
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
* Class: NativeMethodTest
* Method: intMethod
* Signature: (I)I
*/
JNIEXPORT jint JNICALL Java_NativeMethodTest_intMethod
(JNIEnv *, jobject, jint); /*
* Class: NativeMethodTest
* Method: booleanMethod
* Signature: (Z)Z
*/
JNIEXPORT jboolean JNICALL Java_NativeMethodTest_booleanMethod
(JNIEnv *, jobject, jboolean); /*
* Class: NativeMethodTest
* Method: stringMethod
* Signature: (Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String;
*/
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_NativeMethodTest_stringMethod
(JNIEnv *, jobject, jstring); /*
* Class: NativeMethodTest
* Method: intArrayMethod
* Signature: ([I)I
*/
JNIEXPORT jint JNICALL Java_NativeMethodTest_intArrayMethod
(JNIEnv *, jobject, jintArray); #ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

  这个h文件相当于我们在java里面的接口,这里声明了四个方法,然后在我们的本地方法里面实现这个方法,也就是说我们在编写C/C++程序的时候所使用的方法名必须和这里的一致。

  在注释中我们可以看到这样一个东西 Signature, 这个是方法的签名. 关于Signature, 下面通过一个表格来说明.

java类型 Signature 备注
boolean Z  
byte B  
char C  
short S  
int I  
long L  
float F  
double D  
void V  
Object L用/分割的完整类名 例如: Ljava/lang/String表示String类型
Array [签名 例如: [I表示int类型的数组, [Ljava/lang/String表示String类型的数组
Method (参数签名)返回类型签名 例如: ([I)I表示参数类型为int数组,返回值int类型的方法

  在每个函数的参数列表中都有JNIEnv *和 jobject两个参数, 这两个参数稍候说明.

五. 使用C/C++实现本地方法

  可以使用C语言来实现, 也可以使用C++来实现, 下面说说C语言的实现.

  创建DLL工程,添加NativeMethodTest.h等头文件,具体方法在这一篇随笔中有详细介绍[点击查看],C程序如下:

 # include "NativeMethodTest.h"
# include <string.h> JNIEXPORT jint JNICALL Java_NativeMethodTest_intMethod
(JNIEnv * env, jobject obj, jint i)
{
return i * i;
} JNIEXPORT jboolean JNICALL Java_NativeMethodTest_booleanMethod
(JNIEnv * env, jobject obj, jboolean b)
{
return !b;
} JNIEXPORT jstring JNICALL Java_NativeMethodTest_stringMethod
(JNIEnv * env, jobject obj, jstring string)
{
const char* str = (*env)->GetStringUTFChars(env, string, );
char cap[];
strcpy(cap, str);
(*env)->ReleaseStringUTFChars(env, string, );
return (*env)->NewStringUTF(env, strupr(cap));
} JNIEXPORT jint JNICALL Java_NativeMethodTest_intArrayMethod
(JNIEnv * env, jobject obj, jintArray array)
{
int i, sum = ;
jsize len = (*env)->GetArrayLength(env, array);
jint * body = (*env)->GetIntArrayElements(env, array, ); for (i=; i<len; i++)
{
sum += body[i];
}
(*env)->ReleaseIntArrayElements(env, array, body, );
return sum;
}

  (*env)->GetStringUTFChars()这个方法, 是用来在Java和C之间转换字符串的, 因为Java本身都使用了双字节的字符, 而C语言本身都是单字节的字符, 所以需要进行转换.

  JNIEnv *是每个函数都有的参数, 它包含了很多有用的方法, 使用起来类似Java的反射, 也提供了这样一个编码转换的函数.

  GetStringUTFChars()和NewStringUTF(), 第一个是从UTF-8转换为C的编码格式, 第二个是根据C的字符串返回一个UTF8字符串.

  ReleaseStringUTFChars()是用来释放对象的, 在Java中有虚拟机进行垃圾回收, 但是在C语言中, 这些对象必须手动回收. 否则可能造成内存泄漏.

  函数的名字一眼看到就可以猜出功能, jni.h中的大部分函数名都是这样.

六. 将C/C++编写的文件生成动态链接库

  将编译生成的SampleC.dll文件拷贝到Sample.class所在的文件夹中,在命令行中运行:java Sample 即可看到如下结果:

intMethod:
booleanMethod:false
stringMethod:JAVA
intArrayMethod:

参考文献:

http://www.cnblogs.com/icejoywoo/archive/2012/02/22/2363709.html

Java语言与C语言混合编程(2)--在Java中调用C语言本地库的更多相关文章

  1. (转)python中调用R语言通过rpy2 进行交互安装配置详解

    python中调用R语言通过rpy2 进行交互安装配置详解(R_USER.R_HOME配置) 2018年11月08日 10:00:11 luqin_ 阅读数:753   python中调用R语言通过r ...

  2. shell中调用R语言并传入参数的两种步骤

    shell中调用R语言并传入参数的两种方法 第一种: Rscript myscript.R R脚本的输出 第二种: R CMD BATCH myscript.R # Check the output ...

  3. 在Windows Phone项目中调用C语言DLL

    在Windows Phone项目中调用C语言写的DLL 最近接到一个需求,需要在WP里调用一个C语言写的DLL,并且说Android和iOS都可以,问我WP是否可以这样? 我说我调研一下,就有了下面的 ...

  4. 一文教你快速学会在matlab的simulink中调用C语言进行仿真

    本文介绍如何在matlab的simulink中嵌入C语言进行多输入多输出的仿真:matlab版本位2015b: 创作不易,如果本文帮到了您: 如果本文帮到了您,请帮忙点个赞

  5. 混合编程:如何用python11调用C++

    摘要:在实际开发过程中,免不了涉及到混合编程,比如,对于python这种脚本语言,性能还是有限的,在一些对性能要求高的情景下面,还是需要使用c/c++来完成. 那怎样做呢?我们能使用pybind11作 ...

  6. 如何在python中调用C语言代码

    1.使用C扩展CPython还为开发者实现了一个有趣的特性,使用Python可以轻松调用C代码 开发者有三种方法可以在自己的Python代码中来调用C编写的函数-ctypes,SWIG,Python/ ...

  7. Python中调用c语言(简单版)

    Python中有时需要调用c程序中的函数.使用ctype库可以很方便地调用c语言.现说明方法,以及注意事项. c程序编译为.so文件: 我们需要的c语言文件为test.c,要从其中调用func(x,y ...

  8. [转]在C#中调用C语言函数(静态调用Native DLL,Windows & Microsoft.Net平台)

    原文:https://blog.csdn.net/yapingxin/article/details/7288325 对于不太了解.Net的人,如果想要了解.Net,我必须给他介绍P/Invoke.P ...

  9. 在Java中调用C/C++本地库

    JNI是Java Native Interface的英文缩写, 中文翻译为本地调用, 自从Java 1.1开始就成为了Java标准的一部分. C/C++是系统级的编程语言, 可以用来开发任何和系统相关 ...

随机推荐

  1. Java截取图片的一部分并保存为40*40的图片

    @Test public void testImag() { try { String path = "E:/flower2.jpg"; int x = 11, y = 20, c ...

  2. 最近ES遇到discover老是失败问题,ping主节点和node节点正常,抓包发现了大量的retransmission、tcp out of order、dup ack问题。

    最近ES遇到discover老是失败问题,ping主节点和node节点正常,抓包发现了大量的retransmission.tcp out of order.dup ack问题. Explanation ...

  3. 解决方案:System.InvalidOperationException: 此实现不是 Windows 平台 FIPS 验证的加密算法的一部分。

    System.InvalidOperationException: This implementation is not part of the Windows Platform FIPS valid ...

  4. 为什么叫金拱门- golden arch

    不要再纠结为什么叫这么难理解的名字了.因为从golden arch直译过来的撒.金色的拱门.就叫金拱门咯. 关于M的商标的历史来源如下: "McDonald's logo" red ...

  5. Http权威指南(cookie以及web认证机制)

    其实对于cookie,想必大家都不陌生,cookie目前主要用于客户端的识别技术. 说到客户端识别技术,就不得不说一个登录态的问题了.登录态顾名思义,用于验证用户的登录与否. 1.登录态 对于PC端网 ...

  6. 判断Integer值相等最好不用==最好使用equals

    Integer c = 3;Integer d = 3;Integer e = 321;Integer f = 321;System.out.println(c == d);System.out.pr ...

  7. [置顶] 记最近一次Nodejs全栈开发经历

    背景: 前段时间大部门下新成立了一个推广百度OCR.文字识别.图像识别等科技能力在金融领域应用的子部门.因为部门刚成立,基础设施和人力都是欠缺的.当时分到我们部门的任务是抽调一个人做新部门主站前端开发 ...

  8. tomcat的安装和配置

    本人java开发的菜鸟工程师,这几天学习了tomcat的安装和使用,终于在今天运行成功. 一.tomcat的安装 1.tomcat下载网址:http://tomcat.apache.org/ 2.打开 ...

  9. Matlab以MEX方式调用C源代码【转载】

    原文地址:http://blog.sina.com.cn/s/blog_468651400100coas.html 这是自己整理的一个对应的文档:<Matlab以MEX方式调用C源代码> ...

  10. Luogu3576 POI2014 MRO-Ant colony 【树形DP】*

    Luogu3576 POI2014 MRO-Ant colony The ants are scavenging an abandoned ant hill in search of food. Th ...