Android C++和JAVA互相调用

来源：互联网发布：java内嵌机制编辑：程序博客网时间：2024/05/18 01:55

1. JNIEnv对象

对于本地函数

JNIEXPORT void JNICALL Java_video1_TestNative_sayHello(JNIEnv * env, jobject obj)

{

cout<<"Hello Native Test !"<<endl;

}

JNIEnv类型代表Java环境。通过这个JNIEnv*指针，就可以对Java端的代码进行操作。如，创建Java类得对象，调用Java对象的方法，获取Java对象的属性等。

JNIEnv的指针会被JNI传送到本地方法的实现函数中来对Java端的代码进行操作

JNIEnv类中的函数：

NewObject/NewString/New<TYPE>Array ：new新对象

Get/Set<TYPE>Field：获取属性

Get/SetStatic<TYPE>Field ：获取静态属性

Call<TYPE>Method/CallStatic<TYPE>Method：调用方法

2. Java数据类型与C/C++数据类型的对应关系

可以参考 jni.h 文件：http://home.pacifier.com/~mmead/jni/cs510ajp/jni.h

Java类型      别名　　           C++本地类型　　        字节(bit)  
boolean      jboolean            unsigned char8, unsigned  
byte         jbyte               signed char8
char         jchar               unsigned short16, unsigned  
short        jshort              short16
int          jint                long32
long         jlong               __int64　　　　     64
float        jfloat              float　　　        32
double       jdouble             double64
voidvoid        　　　　                       n/a　　 

Object _jobject *jobject

3. 获取jclass

为了能够在C/C++使用Java类，jni.h头文件中专门定义了jclass类型来表示Java中的Class类

jclass的取得：

JNIEnv类中有如下几个简单的函数可以取得jclass

jclass FindClass(const char* clsName) 根据类名来查找一个类，完整类名。

jclass GetObjectClass(jobject obj) 根据一个对象，获取该对象的类

jclass GetSuperClass(jclass obj) 获取一个类的父类

FindClass 会在classpath系统环境变量下寻找类，需要传入完整的类名，注意包与包之间是用"/"而不是"."来分割

如：jclass cls_string= env->FindClass("java/lang/String");

获取jclass又什么用，比如你要调用类的静态方法，静态属性就需要通过这个方法来获取一个类。

4. 本地代码访问Java类中的属性与方法

有了类和对象之后，如何才能访问java中的对象的属性和方法呢，这就需要用到以下这些方法了。

JNI在jni.h头文件中定义了jfieldID，jmethodID类表示Java端的属性和方法

如何获取属性：在访问或设置Java属性的时候，首先就要现在本地代码中取得代表Java属性的jfieldID，然后才能在本地代码中进行Java属性操作。

如何调用java的方法：调用Java端的方法时，需要取得代表方法的jmethodID才能进行Java方法调用

JNIEnv获取相应的fieldID和jmethodID的方法：

GetFieldID/GetMethodID

GetStaticFieldID/GetStaticMethodID

GetMethodID也可以取得构造函数的jmethodID。创建Java对象时调用指定的构造函数。

如：env->GetMethodID(data_Clazz,"method_name","()V")

(*jniEnv)->GetMethodID(jniEnv, Clazz,"<init>", "()V");

这个比较特殊，这个是默认构造函数的方法，一般用这个来初始化对象，但是再实际过程中，为了快速生成一个实例，一般通过工厂方法类创建jobject

jni.h 对GetMethodID的定义：

jmethodID (JNICALL *GetMethodID)

(JNIEnv *env, jclass clazz, const char *name, const char *sig);

这就引入了一个新的问题，什么是sig，我们后面再说，举个例子说明

前提说明： JAVA类 TestProvider ,该类有2个方法分别为String getTime( ) , void saysayHello( String str)

jclass TestProvider;
jobject mTestProvider;
jmethodID getTime;
jmethodID sayHello;

C 中映射类

TestProvider = (*jniEnv)->FindClass(jniEnv,"com/duicky/TestProvider");

C中新建对象

      //默认构造函数，不传参数
       jmethodID construction_id = (*jniEnv)->GetMethodID(jniEnv, TestProvider,"<init>", "()V");
       //通过NewObject来创建对象
       jobject mTestProvider = (*jniEnv)->NewObject(jniEnv, TestProvider,construction_id);

C 中映射方法

       静态：
getTime = (*jniEnv)->GetStaticMethodID(jniEnv, TestProvider, "getTime","()Ljava/lang/String;");
       非静态：
sayHello = (*jniEnv)->GetMethodID(jniEnv, TestProvider, "sayHello","(Ljava/lang/String;)V");

C 中调用 Java的方法

       静态：
(*jniEnv)->CallStaticObjectMethod(jniEnv, TestProvider, getTime);
       非静态：
(*jniEnv)->CallVoidMethod(jniEnv, mTestProvider, sayHello,jstrMSG);

注意 GetXXXMethodID 和 CallXXXMethod 。

第一个XXX 表示的是映射方法的类型，如：静态跟非静态

第二个 XXX 表示调用方法的返回值，如：Void,Object,等等。（调用静态方法的时候Call后面要加Static）

5. sign签名

对于 jmethodID GetMethodID(jclass clazz, const char *name, const char *sign)

clazz代表该属性所在的类，name表示方法名称，sign是签名

那什么是签名，签名是对函数参数和返回值的描述，对同一个函数，在java中允许重载，这个时候就需要这个sign来进行区分了。

以下是java类型签名的描述

用来表示要取得的属性/方法的类型

类型           相应的签名  
boolean        Z  
byte           B  
char           C  
short          S  
int            I  
long           J  
float          F  
double         D  
void           V  
object         L用/分隔包的完整类名：   Ljava/lang/String; 
Array          [签名          [I      [Ljava/lang/Object;  
Method         (参数1类型签名 参数2类型签名···)返回值类型签名  

特别注意：Object后面一定有分号（；）结束的,多个对象参数中间也用分号(;)来分隔

例子：

方法签名

void f1()                         ()V
int f2(int, long)                 (IJ)I
boolean f3(int[])                 ([I)B
double f4(String, int)            (Ljava/lang/String;I)D
void f5(int, String [], char)    (I[Ljava/lang/String;C)V

图解签名：

使用javap命令来产生签名

javap -s -p [full class Name]

-s 表示输出签名信息

-p 同-private,输出包括private访问权限的成员信息

例子：

 C:\E\java\workspaces\myeclipseblue\JNITest\bin>javap -s -private video1.TestNative  
Compiled from "TestNative.java"  
public class video1.TestNative extends java.lang.Object{  
public java.lang.String name;  
  Signature: Ljava/lang/String;  
public video1.TestNative();  
  Signature: ()V  
public int signTest(int, java.util.Date, int[]);  
  Signature: (ILjava/util/Date;[I)I  
public native void sayHello();  
  Signature: ()V  
public static void main(java.lang.String[]);  
  Signature: ([Ljava/lang/String;)V  
}   

TestNative完整代码：

package video1;  
import java.util.Date;  
public class TestNative {  
    public String name="Test";  
    public int number =100;  
    public int signTest(int i,Date date,int[] arr){  
        System.out.println("Sign Test");  
        return 0;  
    }  
    //native关键字修饰的方法，其内容是C/C++编写的，java中不必为它编写具体的实现  
    public native void sayHello();  
    public static void main(String[] args) {  
        System.loadLibrary("NativeCode");  
        TestNative tn = new TestNative();  
        tn.sayHello();  
    }  
}

C/C++代码

#include "video1_TestNative.h"  
#include <iostream>  
using namespace std;  
JNIEXPORT void JNICALL Java_video1_TestNative_sayHello(JNIEnv * env, jobject obj){  
    cout<<"Hello Native Test !"<<endl;  
    //因为test不是静态函数，所以传进来的就是调用这个函数的对象  
    //否则就传入一个jclass对象表示native()方法所在的类  
    jclass native_clazz = env->GetObjectClass(obj);  
  
    //得到jfieldID  
    jfieldID fieldID_prop = env->GetFieldID(native_clazz,"name","Ljava/lang/String;");  
    jfieldID fieldID_num = env->GetFieldID(native_clazz,"number","I");  
  
    //得到jmethodID  
    jmethodID methodID_func=env->GetMethodID(native_clazz,"signTest","(ILjava/util/Date;[I)I");  
    //调用signTest方法  
    env->CallIntMethod(obj,methodID_func,1L,NULL,NULL);  
  
    //得到name属性  
    jobject name = env->GetObjectField(obj,fieldID_name);  
    //得到number属性  
    jint number= env->GetIntField(obj,fieldID_num);   
  
    cout<<number<<endl;//100  
    //修改number属性的值  
    env->SetIntField(obj,fieldID_num,18880L);    
    number= env->GetIntField(obj,fieldID_num);    
    cout<<number<<endl;//18880  
 }  

摘要：

1 Java类生成c头文件和库文件

2 对于c/c++程序，启动时先启动jvm，然后获得对应的java类的对象和方法。然后正常使用。

最近正在做一个C/C++调用java的程序，这里说的调用java不是使用方式 exec(/path/to/java,.....)，而是调用一个class文件中的一个特定的函数。

实践后总结如下：

1. 安装 jdk

2. 安装gcc(Linux自带有的就无需安装了)

利用JNI（Java native interface)，来实现动态建立java runtime environment.

第一，C/C++程序中包含头文件"jni.h"

#include <jni.h> 一般在JAVA_HOME/include 目录下。

调用jni.h中的方法建立runtime env 然后调用java 程序。

第二，编译

g++ -o testjava testjava.cpp -I${JAVA_HOME}/include -I${JAVA_HOME}/include/linux -L${JRE_HOME}/lib/i386/client -ljvm

以上就是大致思路，现详细说明过程如下：

#####################################################################################

一、安装配置Java环境

我的linux是RedHat Enterprise linux 5，内核版本2.6.18
在Linux系统中安装Java比较简单。可以访问Java download网站或自由软件库等，选择你所有安装的操作系统类型(Linux，Linux AMD64，Solaris等)。一旦你已经选择下载文件──要么是自解压缩执行文件，要么是自解压缩的RPM文件，你都可以安装它。我下载的是jdk-1_5_0_06-linux-i586.bin：

# mkdir /usr/local/java

# cd /usr/local/java

# cp /home/soft/jdk-1_5_0_06-linux-i586.bin ./

# chmod u+x jdk-1_5_0_06-linux-i586.bin

# ./jdk-1_5_0_06-linux-i586.bin

运行完后生成jdk1.5.0_06目录，jdk被安装在/usr/local/java/jdk1.5.0_06/。运行以下执行代码将得到一个测试结果：

# cd jdk1.5.0_06/bin

[root@localhost bin]# ./java -version

java version "1.5.0_06"

Java(TM) 2 Runtime Environment, Standard Edition (build 1.5.0_06-b05)

Java HotSpot(TM) Client VM (build 1.5.0_06-b05, mixed mode, sharing)

为了能够使用Java，需要设置如下环境变量：

JAVA_HOME=/usr/local/java/jdk1.5.0_06

PATH=$PATH:/usr/local/java/jre1.5.0_05/bin

export JAVA_HOME PATH

export JRE_HOME=/usr/lib/jvm/java-1.4.2-gcj-1.4.2.0/jre

export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:$JRE_HOME/lib/i386:$JRE_HOME/lib/i386/client

注意JRE_HOME的配置，若机器上没有jre环境，则安装jre，安装方法类似安装jdk

设置完后可以查看变量的值

[root@localhost bin]# echo $JAVA_HOME

/usr/local/java/jdk1.5.0_06

[root@localhost bin]# echo $PATH

/usr/kerberos/sbin:/usr/kerberos/bin:/usr/local/bin:/bin:/usr/bin:/home/zhangp/bin:/usr/lib/jvm/java-1.4.2-gcj-1.4.2.0/jre/bin:/usr/local/java/jdk1.5.0_06/bin

二、编写简单的Java程序

package com.test;

public class MyTest {
public MyTest(){
super();
}

public static int add(int a,int b) {
return a+b;
}

public boolean judge(boolean bool) {
return !bool;
}
}

编译Java程序：

#javac MyTest.java

编译之后生成MyTest.class，将其放置于当前目录的com/test目录下，C++程序的JNI调用时会使用相关方法在com/test目录下查找该class。

三、C++程序

#include <stdio.h>
#include <iostream>
#include <jni.h>
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>

jstring stoJstring(JNIEnv* env, const char* pat)
{
  jclass strClass = env->FindClass("java/lang/String");
  jmethodID ctorID = env->GetMethodID(strClass, "<init>", "([BLjava/lang/String;)V");
  jbyteArray bytes = env->NewByteArray(strlen(pat));
  env->SetByteArrayRegion(bytes, 0, strlen(pat), (jbyte*)pat);
  jstring encoding = env->NewStringUTF("utf-8");
  return (jstring)env->NewObject(strClass, ctorID, bytes, encoding);
}

char* jstringTostring(JNIEnv* env, jstring jstr)
{
char* rtn = NULL;
jclass clsstring = env->FindClass("java/lang/String");
jstring strencode = env->NewStringUTF("utf-8");
jmethodID mid = env->GetMethodID(clsstring, "getBytes", "(Ljava/lang/String;)[B");
jbyteArray barr= (jbyteArray)env->CallObjectMethod(jstr, mid, strencode);
jsize alen = env->GetArrayLength(barr);
jbyte* ba = env->GetByteArrayElements(barr,JNI_FALSE);
if(alen > 0){
  rtn = (char*)malloc(alen + 1);
  memcpy(rtn, ba, alen);
  rtn[alen] = 0;
}
env->ReleaseByteArrayElements(barr, ba, 0);
return rtn;
}

using namespace std;

int main()
{
JavaVMOption options[2];
JNIEnv *env;
JavaVM *jvm;
JavaVMInitArgs vm_args;
long status;
jclass cls;
jmethodID mid;
jint square;
jboolean jnot;
jobject jobj;

options[0].optionString = "-Djava.compiler=NONE";
options[1].optionString = "-Djava.class.path=.";
//options[2].optionString = "-verbose:jni"; //用于跟踪运行时的信息

vm_args.version = JNI_VERSION_1_4; // JDK版本号
vm_args.nOptions = 2;
vm_args.options = options;
vm_args.ignoreUnrecognized = JNI_TRUE;

status = JNI_CreateJavaVM(&jvm, (void**)&env, &vm_args);

if(status != JNI_ERR){
  printf("create java jvm success\n");
  cls = env->FindClass("com/test/MyTest");  // 在这里查找ava类
  if(cls !=0){
   printf("find java class success\n");
   // 构造函数
   mid = env->GetMethodID(cls,"<init>","()V");
   if(mid !=0){
    jobj=env->NewObject(cls,mid);
    std::cout << "init ok" << std::endl;
   }

   // 调用add函数
   mid = env->GetStaticMethodID( cls, "add", "(II)I");
   if(mid !=0){
    square = env->CallStaticIntMethod( cls, mid, 5,5);
    std::cout << square << std::endl;
   }

   // 调用judge函数
   mid = env->GetMethodID( cls, "judge","(Z)Z");
   if(mid !=0){
    jnot = env->CallBooleanMethod(jobj, mid, 1);
    if(!jnot) std::cout << "Boolean ok" << std::endl;

   }
  }
  else{
   fprintf(stderr, "FindClass failed\n");
  }

  jvm->DestroyJavaVM();
  fprintf(stdout, "Java VM destory.\n");
  return 0;
}
else{
  printf("create java jvm fail\n");
  return -1;
}

}

编译该C++程序（前提：Java环境已设置好，即JAVA_HOME、PATH、JRE_HOME、LD_LIBRARY_PATH）
[root@localhost jni]# g++ -o testjava testjava.cpp -I${JAVA_HOME}/include -I${JAVA_HOME}/include/linux -L${JRE_HOME}/lib/i386/client -ljvm

编译好后可以用ldd testjava查看其使用的链接库的正确性。

运行：
[root@localhost jni]# ./testjava
create java jvm success
find java class success
init ok
10
Boolean ok
Java VM destory.

JRE_HOME和LD_LIBRARY_PATH要设置好，编译C++程序时要使用JRE_HOME下面的libjvm.so动态库（一开始我使用网上说的使用JAVA_HOME目录下的libjvm.so，结果出现下面错误

# An unexpected error has been detected by HotSpot Virtual Machine:
#
# SIGSEGV (0xb) at pc=0xb6d3dbe3, pid=14454, tid=2773482416
#
# Java VM: Java HotSpot(TM) Server VM (1.5.0_11-b03 mixed mode)

。。。。。

参考文档：使用 Java Native Interface 的最佳实践

本文地址，转载请注明出处：

http://www.cnblogs.com/likwo/archive/2012/05/21/2512400.html

参考资料：

http://zzqrj.iteye.com/blog/1285262

jni.h 头文件：

http://home.pacifier.com/~mmead/jni/cs510ajp/jni.h