JNI编程Demo----Java程序调用C&C++编译好的库文件

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++）。下面用一个Demo实现通过JNI，Java如何调用C&C++的库文件（Windows下是dll文件，Linux下是so文件）。

本文在Windows下实现，因此调用的是dll文件，期间也会说明linux下调用so文件有什么不同之处，环境如下：
- 操作系统：Win10 Pro
- JDK：1.7（1.8也完全ok）
- IDE：Jetbrains IDEA 2016.3 Community

一、安装GCC环境
Windows下，一般选择安装MinGW，下载地址：下载地址，安装好后，将MinGW安装目录下的bin目录加入PATH中，然后打开命令行，输入gcc -v，出现如下信息即证明安装完成：

二、JNI Demo

• 首先用IDEA创建一个Java工程，在src目录下创建一个包，包名为cn.hust.demo，如图：
  
  在该包下编写类TestAdd，我们要实现的功能是两个数相加：

  package cn.hust.demo;// Created by LCJ on 2017.7.21.public class TestAdd {    static {        System.loadLibrary("Add");    }    private native int add(int a, int b);    public static void main(String[] args) {        int c = new TestAdd().add(3, 4);        System.out.println("Result is: " + c);    }}

  方法System.loadLibrary()用来加载dll（windows）或so（Linux）库，只需名称即可，无需加入文件名后缀（.dll或.so）。native关键字将函数add(int a, int b)声明为本地函数，由C/C++实现。具体的实现就在Add.dll（Windows平台）或libAdd.so（Linux平台）中。注意，在Linux平台下，so文件前面要有“lib”前缀（但是System.loadLibrary()的参数仍然和Windows下一样，不用带“lib”），否则会找不到库文件。

• 生成头文件
  首先将TestAdd.java编译一下，出现TestAdd.class：
  
  然后配置生成头文件的命令：
  File–>Settings–>Tools–>External Tools，点击右边的“+”号，如下填写：
  
  Name为“Generate Header File”，上图中Tool Settings部分的填写：
  Program：$JDKPath$/bin/javah；
  Parameters：-jni -classpath $OutputPath$ -d ./jni $FileClass$
  Working Dictionary：$ProjectFileDir$
  如此配置好后，在TestAdd.java文件上右键，选择External tools–>Generate Header File：
  
  即生成了头文件如下：
  
  代码如下：

  /* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */#include <jni.h>/* Header for class cn_hust_demo_TestAdd */#ifndef _Included_cn_hust_demo_TestAdd#define _Included_cn_hust_demo_TestAdd#ifdef __cplusplusextern "C" {#endif/* * Class:     cn_hust_demo_TestAdd * Method:    add * Signature: (II)I */JNIEXPORT jint JNICALL Java_cn_hust_demo_TestAdd_add  (JNIEnv *, jobject, jint, jint);#ifdef __cplusplus}#endif#endif

  在此代码中，函数命名为Java_<包>_<类名>_<函数名>，参数中除前两个参数外，后面两个是add函数的参数类型，jint对应int型。

• 编写C语言文件
  在jni目录下编写add.c文件：
  
  代码：

  #include <jni.h>#include <stdio.h>#include "cn_hust_demo_TestAdd.h"JNIEXPORT jint JNICALL Java_cn_hust_demo_TestAdd_add(JNIEnv *env, jobject o, jint a, jint b){jint c = a + b;printf("The sum of %d + %d is: %d", a, b, c);return c;}

• 编译C语言文件，生成dll库
  仍然同生成头文件一样，用IDEA的external tools一键生成dll文件。因此打开external tool配置界面，点击“+”号，创建一个名为“Generate DLL”（如果是Linux环境下，你就命名为“Generate SO”）的tool：
  
  具体配置如下：
  Program：D:\Program Files\MinGW\mingw64\bin\gcc.exe 即你的gcc目录，Linux下也同样是gcc路径
  Parameters：-Wl,--add-stdcall-alias -I"$JDKPath$\include" -I"$JDKPath$\include\win32" -shared -o ./lib/$FileNameWithoutExtension$.dll ./jni/$FileNameWithoutExtension$.c 注意，如果是Linux环境下，win32要改成linux，dll文件的文件名也要改，前面要加上lib前缀，同时是so文件而非dll文件，命令细节也要更改，最终如此：-I"$JDKPath$\include" -I"$JDKPath$\include\linux" -fPIC -shared -o ./lib/lib$FileNameWithoutExtension$.so ./jni/$FileNameWithoutExtension$.c
  Working dictionary：$ProjectFileDir$
  配置好后，在工作目录下新建lib文件夹，然后右键Add.c，选择external tools中的“Generate DLL”，在lib目录下生成DLL文件：
  
  

• 运行Java程序，得出结果
  此时，运行一开始的java程序会报错找不到库文件：
  
  这时，需要在运行参数中配置如下：
  
  将VM options中加入：
  -Djava.library.path=I:\IDEAWorkspace\JNI\TestJNIDemo\lib
  即library path指向DLL文件所在目录即可。
  此时再运行java程序，即得出正确结果：
  

三、附注
本文展示了生成头文件、写C语言程序和生成库文件的全过程Demo，一般情况下，是直接拿到库文件进行调用的，因此前面的过程可以略去，只需知道该库文件哪些函数可以调用，直接用Java进行调用即可。