Java调用C函数

一、关于JNI

JNI( Java Native Interface )主要是实现Java和C/C++语言之间的通信。

Java通过JNI调用本地方法，而本地方法是以库文件的形式存放的（在WINDOWS平台上是DLL文件形式，在UNIX机器上是SO文件形式）。通过调用本地的库文件的内部方法，使Java可以实现和本地机器的紧密联系，调用系统级的各接口方法。

二、实现步骤

(1)把Java中需要的调用的方法加上native关键字，封装到一个类里边。例如：

 //文件：Ctest.java
 public class Ctest{
     static
     {
         System.loadLibrary("myself");
     }
     public native void testJNI();     //声明
     public static void main(String[] args)
     {
         Ctest test=new Ctest ();
         test. testJNI ();
     }
 }

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注意：全局类要用类名来定义文件名

(2)使用javac Ctest.java编译代码，生成对应的类文件Ctest.class。

(3)使用javah Ctest生成Ctest.h文件，javah后边跟的是类名字，.h文件里边就是使用jni规则定义的C语言与Java的接口。内容如下：

 /* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
 #include <jni.h>
 /* Header for class Ctest */
 
 #ifndef _Included_Ctest
 #define _Included_Ctest
 #ifdef __cplusplus
 extern "C" {
 #endif
 /*
  * Class:     Ctest
  * Method:    testJNI
  * Signature: ()V
  */
 JNIEXPORT void JNICALL Java_Ctest_testJNI(JNIEnv *, jobject);
 
 #ifdef __cplusplus
 }
 #endif
 #endif

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(4)根据Ctest.h中函数的声明来实现函数的定义，编写xxx.c文件，把Ctest.h包含进去即可。

 #include <stdio.h>
 #include "Ctest.h"
 JNIEXPORT void JNICALL Java_Ctest_testJNI(JNIEnv *env, jobject obj)
 {
     printf("\ntesting jni .............\n");
     printf(".........................\n");
 }

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(5)编译c文件，生成动态链接库.so文件

寻找jni.h和jni_md.h头文件路径：find / -name “*jni.h*”

Ubuntu12.04系统上：/usr/lib/jvm/java-6-openjdk-amd64/include/ 和

/usr/lib/jvm/java-6-openjdk-amd64/include/linux/

树莓派系统上：/usr/lib/jvm/jdk-8-oracle-arm-vfp-hflt/include/ 和

/usr/lib/jvm/jdk-8-oracle-arm-vfp-hflt/include/linux/

Makefile内容：

 libmyself.so:myself.o
     gcc -Wall -rdynamic -shared -o libmyself.so myself.o
 %.o:%.c
     gcc -I/usr/lib/jvm/jdk--oracle-arm-vfp-hflt/include/ -I/usr/lib/jvm/jdk--oracle-arm-vfp-hflt/include/linux/ -fPIC -c -o $@ $^
 clean:
     rm -rf *.o *.so

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(6)测试结果：完成

三、问题解决

问1.什么是JDK？如何选择版本？

答1. (Java Development Kit) Java语言的软件开发工具包，主要用来编译Java程序；版本选择：

①SE(J2SE)，standard edition，标准版，是我们通常用的一个版本，从JDK 5.0开始，改名为Java SE。

②EE(J2EE)，enterprise edition，企业版，使用这种JDK开发J2EE应用程序，从JDK 5.0开始，改名为Java EE。

③ME(J2ME)，micro edition，主要用于移动设备、嵌入式设备上的java应用程序，从JDK 5.0开始，改名为Java ME。

问2.JDK的组成有哪些？

答2. javac – 编译器，将源程序转成字节码

jar – 打包工具，将相关的类文件打包成一个文件

javadoc – 文档生成器，从源码注释中提取文档

jdb – debugger，查错工具

java – 运行编译后的java程序（.class后缀的）

appletviewer：小程序浏览器，一种执行HTML文件上的Java小程序的Java浏览器。

Javah：产生可以调用Java过程的C过程，或建立能被Java程序调用的C过程的头文件。

Javap：Java反汇编器，显示编译类文件中的可访问功能和数据，同时显示字节代码含义。

Jconsole: Java进行系统调试和监控的工具

问3.Java和C语言之间的基本数据类型是如何进行转换的？

答3.参考这篇博文http://blog.csdn.net/xyang81/article/details/42047899

问4.Java是如何读C的数组的？又是如何把值写到C语言的数组里？

答4.通过jni.h头文件中的函数来实现数据的传递。例如：

 //file:testJNI.java
 import java.util.Arrays;
 public class testJNI{
     static
     {
         System.loadLibrary("myself");
     }
     private byte[] mybuf;
 
     public native void setBuffer(byte[] buffer,int len);
     public native byte[] getBuffer();
     public testJNI()
     {
         mybuf = new byte[30];
     }
     public static void main(String[] args)
     {
         int i;
         byte a;
         byte[] pbuf;
         a = 'e';
         testJNI test=new testJNI();
         for(i=0;i<10;i++)
             test.mybuf[i] = a;
         test.setBuffer(test.mybuf,10);
         pbuf = test.getBuffer();
         for(i=0; i<10; i++)
             System.out.print(pbuf[i]+",");
         System.out.print('\n');
     }
 }

testJNI.java代码折叠

 /* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
 #include <jni.h>
 /* Header for class testJNI */
 
 #ifndef _Included_testJNI
 #define _Included_testJNI
 #ifdef __cplusplus
 extern "C" {
 #endif
 /*
  * Class:     testJNI
  * Method:    setBuffer
  * Signature: ([BI)V
  */
 JNIEXPORT void JNICALL Java_testJNI_setBuffer(JNIEnv *, jobject, jbyteArray, jint);
 
 /*
  * Class:     testJNI
  * Method:    getBuffer
  * Signature: ()[B
  */
 JNIEXPORT jbyteArray JNICALL Java_testJNI_getBuffer(JNIEnv *, jobject);
 
 #ifdef __cplusplus
 }
 #endif
 #endif

testJNI.java代码折叠

 #include <stdio.h>
 #include "testJNI.h"
 
 JNIEXPORT void JNICALL Java_testJNI_setBuffer(JNIEnv *env, jobject obj, jbyteArray buffer, jint len)
 {
     int i;
     char table[30];
     char *ptab;
     printf("\ntesting jni array.............\n");
 
     //这个函数是将java里的数组拷贝到C这边，执行完table获得java传过来的数组值
     (*env)->GetByteArrayRegion(env,buffer,0,len,table);
     for(i=0;i<len;i++)
         printf("table[%d]=%c,",i,table[i]);
     printf("\n");
     /*
      * 也可以使用这个函数,将本地的指针ptab直接指向Java端的数组地址，
      * 其实本质上是JVM在堆上分配的这个数组对象上增加一个引用计数，保证
      * 垃圾回收的时候不要释放，从而交给本地的指针使用，使用完毕后指针
      * 一定要记得通过ReleaseByteArrayElements进行释放，否则会产生内存泄露。
      */
     ptab = (*env)->GetByteArrayElements(env,buffer,0);
     if(ptab ==NULL)
     {
         printf("ReleaseByteArrayElements error.\n");
         return ;
     }
     for(i=0;i<len;i++)
         printf("ptab[%d]=%c,",i,ptab[i]);
     printf("\n");
     (*env)->ReleaseByteArrayElements(env,buffer,ptab,0);
 }
 
 JNIEXPORT jbyteArray JNICALL Java_testJNI_getBuffer(JNIEnv *env, jobject obj)
 {
     int i;
     char buffer[30];
     for(i=0;i<10;i++)
         buffer[i] = 'a';
     // 在JNI层分配数组空间
     jbyteArray array = (*env)->NewByteArray(env,30);
     // 将buffer值复制给JNI层数组
     (*env)->SetByteArrayRegion(env,array,0,10,buffer);
     // 返回访问指针
     return array;
     // 此外还有一种方法可以实现，使用GetDirectBufferAddress()函数
 }

myself.c代码折叠

 libmyself.so:myself.o
     gcc -Wall -rdynamic -shared -o libmyself.so myself.o
 
 %.o:%.c
     gcc -I/usr/lib/jvm/java--openjdk-amd64/include/ -I/usr/lib/jvm/java--openjdk-amd64/include/linux/ -fPIC -c -o $@ $^
 
 clean:
     rm -rf *.o *.so

Makefile代码折叠