java之native及jni生成dll总结

来源：互联网发布：线切割3b五角星编程编辑：程序博客网时间：2024/05/17 08:09

Java不是完美的，Java的不足除了体现在运行速度上要比传统的C++慢许多之外，Java无法直接访问到操作系统底层（如系统硬件等)，为此Java使用native方法来扩展Java程序的功能。

jni-java native interface是java与其他语言本地通信的接口，按照jni的约定，java程序可以调用其他语言编写的函数，其他语言也可以调用java实现的方法，本文介绍了一个最简单的java调用c方法的例子。主要由两部分组成，

一个是java主程序，另一个是被调用的dll（由C语言实现）

可以将native方法比作Java程序同Ｃ程序的接口，其实现步骤：
　　１、在Java中声明native()方法，然后编译；
　　２、用javah产生一个.h文件；
　　３、写一个.cpp文件实现native导出方法，其中需要包含第二步产生的.h文件（注意其中又包含了JDK带的jni.h文件）；
　　４、将第三步的.cpp文件编译成动态链接库文件；
　　５、在Java中用System.loadLibrary()方法加载第四步产生的动态链接库文件，这个native()方法就可以在Java中被访问了。

JAVA本地方法适用的情况

1.为了使用底层的主机平台的某个特性，而这个特性不能通过JAVA API访问

2.为了访问一个老的系统或者使用一个已有的库，而这个系统或这个库不是用JAVA编写的

3.为了加快程序的性能，而将一段时间敏感的代码作为本地方法实现。

一.首先写好JAVA文件
/*
* Created on 2005-12-19 Author shaoqi
*/
package com.hode.hodeframework.modelupdate;

public class Testdll
{
public native void displayHelloWorld();

     static
     {
            System.loadLibrary("test");
     }

     public static void main(String[] args) {
        new CheckFile().displayHelloWorld();
     }
}

二、得到C所需的头文件

执行如下命令（假设jdk的安装路径为D:/Java/jdk1.5.0/bin）

D:/Java/jdk1.5.0/bin/javac Testdll.java #生成Testdll.class文件

D:/Java/jdk1.5.0/bin/javah Testdll #根据Testdll.class生成testdll.h文件

以上是例子.

在classes或bin之类的class根目录下执行javah -jni com.hode.hodeframework.modelupdate.Testdll

就会在根目录下得到一个com_hode_hodeframework_modelupdate_Testdll.h的文件

三.用c语言生成所需的dll---三种方式

(1) 打开vc6, 建立一个空的dll项目。

菜单里选"File"->New->Projects->Win32 dynamic link library,项目名为test（与java文件中的调用库名保持一致），第二步里选an empty DLL project.

把前面生成的Testdll.h复制到这个项目中，再新添下面内部到Testdll.cpp文件

#include "Testdll.h"
#include
#include

JNIEXPORT void JNICALL Java_com_hode_hodeframework_modelupdate_Testdll_displayHelloWorld(JNIEnv *env, jobject obj)
{
printf("Hello world!/n");
return;
}

此时编译会报错，因为还缺少几个头文件，因此要把下面两个文件复制到项目目录中或者vc的头文件目录 (即Microsoft Visual Studio/VC98/Include)中,jni.h文件和jni_md.h文件，在我机器这两个文件原始目录为

D:/Java/jdk1.5.0/include/jni.h

D:/Java/jdk1.5.0/include/win32/jni_md.h

再次编译，运行通过,会得到test.dll文件.

(2) vc的编译方法

根据头文件的内容编写com_hode_hodeframework_modelupdate_Testdll.c文件
#include "Testdll.h"

JNIEXPORT void JNICALL Java_com_hode_hodeframework_modelupdate_Testdll_displayHelloWorld(JNIEnv *env, jobject obj)
{
printf("Hello world!/n");
return;
}

在CMD控制台,把目录转到com_hode_hodeframework_modelupdate_Testdll.c 所在的目录
cl -I%java_home%/include -I%java_home%/include/win32 -LD com_hode_hodeframework_modelupdate_Testdll.c -Fetest.dll
如果提示找到有关头文件,最好把所有头文件(jni.h,jni_md.h,com_hode_hodeframework_modelupdate_Testdll.h)放到一起包括C文件com_hode_hodeframework_modelupdate_Testdll.c,则命令改为如下:

cl -LD com_hode_hodeframework_modelupdate_Testdll.c -Fetest.dll

(3)

根据头文件的内容编写com_hode_hodeframework_modelupdate_Testdll.c文件
#include "Testdll.h"

JNIEXPORT void JNICALL Java_com_hode_hodeframework_modelupdate_CTestdll_displayHelloWorld(JNIEnv *env, jobject obj)
{
printf("Hello world!/n");
return;
}

在VC2005中,新建C++控制台解决方案test,在APPLICATION SETTING选则DLL及空的工程.然后在头文件目录增加扩展项把jni.h,jni_md.h,com_hode_hodeframework_modelupdate_Testdll.h加进来,在源文件目录中增加扩展项把com_hode_hodeframework_modelupdate_Testdll.c加进来.

通过编绎得到test.dll

四、测试运行--三种方式

(1).test.dll文件拷贝到Testdll.class所在目录下，然后执行

(2).运行时加参数-Djava.library.path=[dll存放的路径]，然后执行

(3).把test.dll复制到JAVA工程的根目录下(注意不是SRC下).，然后执行

jni生成dll可能遇到问题的总结

1。JNI是什么，有什么用，一般步骤可以参看http://java.chinaitlab.com/JDK/36677.html；（生成头文件的命令可直接用: javah -jni XXX 或者 javah XXX）

2。使用VC8的CL。EXE生成头文件时可以缺失mspdb80.dll，需要将Microsoft Visual Studio 8/Common7/IDE下的 mspdbsrv.exe, msobj80.dll, mspdb80.dll, mspdbcore.dll复制到VC/bin下。

3。生成头文件时可能找不到 jni.h，可以直接将/jdk/include/jni.h ，/jdk/include/win32/jawt_md.h ，/jdk/include/win32/jni_md.h复制到/VC/include目录中。参看http://pichcar.javaeye.com/blog/353729；

4。生成dll时可能遇到error C2055: expected formal parameter list, not a type list错误--表示实现函数的参数中没有形参，

需要修改头文件和C文件，例如：

.java中声明的方法为：public native int getInt(); .h文件中可能会生成: JNIEXPORT jint JNICALL Java_JniTest_getInt (JNIEnv *, jobject );

这里要将.h中的声明改为：JNIEXPORT jint JNICALL Java_JniTest_getInt (JNIEnv *je, jobject jo); C文件也对应修改一下。

以下是转Java基础知识——JNI入门介绍（下）的内容----http://java.chinaitlab.com/JDK/36678.html

3．Java类型和本地类型对应
　　
　　在如下情况下，需要在本地方法中应用java对象的引用，就会用到类型之间的转换：
　　
　　1）java方法里面将参数传入本地方法；
　　
　　2）在本地方法里面创建java对象；
　　
　　3）在本地方法里面return结果给java程序。
　　
　　分为如下两种情况：
　　
　　Java原始类型
　　
　　像booleans、integers、floats等从Java程序中传到本地方法中的原始类型可以直接使用，下面是java中的原始类型和本地方法中的类型的对应：
　　
　　Java类型　　本地类型　　字节(bit)
　　
　　boolean　　 jboolean　　 8, unsigned
　　byte　　　　jbyte　　　　8
　　char　　　　jchar　　　　16, unsigned
　　short　　　 jshort　　　 16
　　int　　　　 jint　　　　 32
　　long　　　　jlong　　　　64
　　float　　　 jfloat　　　 32
　　double　　　jdouble　　　64
　　void　　　　void　　　　 n/a
　　
　　也就是说如果我在方法中传进去了一个boolean的参数的话，那么我在本地方法中就有jboolean类型与之对应。同理，如果在本地方法中return一个jint的话，那么在java中就返回一个int类型。
　　
　　Java对象
　　
　　Java对象做为引用被传递到本地方法中，所有这些Java对象的引用都有一个共同的父类型jobject(相当于java中的Object类是所有类的父类一样)。下面是JNI实现的一些jobject的子类：
　　
　　4．本地方法中访问java程序中的内容
　　
　　1)访问String对象：
　　
　　从java程序中传过去的String对象在本地方法中对应的是jstring类型，jstring类型和c中的char*不同，所以如果你直接当做char*使用的话，就会出错。因此在使用之前需要将jstring转换成为c/c++中的char*，这里使用JNIEnv的方法转换。下面是一个例子：
　　
　　代码3：
　　
　　JNIEXPORT jstring JNICALL Java_Prompt_getLine
　　(JNIEnv *env, jobject obj, jstring prompt)
　　{
　　char buf[128];
　　const char *str = (*env)->GetStringUTFChars(env, prompt, 0);
　　printf("%s", str);
　　(*env)->ReleaseStringUTFChars(env, prompt, str);
　　
　　这里使用GetStringUTFChars方法将传进来的prompt（jstring类型）转换成为UTF－8的格式，就能够在本地方法中使用了。
　　
　　注意：在使用完你所转换之后的对象之后，需要显示调用ReleaseStringUTFChars方法，让JVM释放转换成UTF-8的string的对象的空间，如果不显示的调用的话，JVM中会一直保存该对象，不会被垃圾回收器回收，因此就会导致内存溢出。
　　
　　下面是访问String的一些方法：
　　
　　◆GetStringUTFChars将jstring转换成为UTF-8格式的char*
　　
　　◆GetStringChars将jstring转换成为Unicode格式的char*
　　
　　◆ReleaseStringUTFChars释放指向UTF-8格式的char*的指针
　　
　　◆ReleaseStringChars释放指向Unicode格式的char*的指针
　　
　　◆NewStringUTF创建一个UTF-8格式的String对象
　　
　　◆NewString创建一个Unicode格式的String对象
　　
　　◆GetStringUTFLengt获取UTF-8格式的char*的长度
　　
　　◆GetStringLength获取Unicode格式的char*的长度
　　
　　2) 访问Array对象：
　　
　　和String对象一样，在本地方法中不能直接访问jarray对象，而是使用JNIEnv指针指向的一些方法来是用。
　　
　　访问Java原始类型数组：
　　
　　1）获取数组的长度：
　　
　　代码4：
　　
　　JNIEXPORT jint JNICALL Java_IntArray_sumArray
　　(JNIEnv *env, jobject obj, jintArray arr)
　　{
　　int i, sum = 0;
　　jsize len = (*env)->GetArrayLength(env, arr);
　　
　　如代码4所示，这里获取数组的长度和普通的c语言中的获取数组长度不一样，这里使用JNIEvn的一个函数GetArrayLength。
　　
　　2）获取一个指向数组元素的指针：
　　
　　代码4：
　　
　　jint *body = (*env)->GetIntArrayElements(env, arr, 0);
　　
　　使用GetIntArrayElements方法获取指向arr数组元素的指针，注意该函数的参数，第一个是JNIEnv，第二个是数组，第三个是数组里面第三个是数组里面开始的元素
　　
　　3）使用指针取出Array中的元素
　　
　　代码5：
　　
　　for (i=0; i<len; i++) {
　　sum += body[i];
　　}
　　
　　这里使用就和普通的c中的数组使用没有什么不同了
　　
　　4）释放数组元素的引用
　　
　　代码6：
　　
　　(*env)->ReleaseIntArrayElements(env, arr, body, 0);
　　
　　和操作String中的释放String的引用是一样的，提醒JVM回收arr数组元素的引用。
　　
　　这里举的例子是使用int数组的，同样还有boolean、float等对应的数组。
　　
　　获取数组元素指针的对应关系：
　　
　　函数　　　　　　　　　　　　数组类型
　　
　　GetBooleanArrayElements　　 boolean
　　GetByteArrayElements　　　　byte
　　GetCharArrayElements　　　　char
　　GetShortArrayElements　　　 short
　　GetIntArrayElements　　　　 int
　　GetLongArrayElements　　　　long
　　GetFloatArrayElements　　　 float
　　GetDoubleArrayElements　　　double
　　
　　释放数组元素指针的对应关系：
　　Function　　　　　　　　　　　　Array Type
　　ReleaseBooleanArrayElements　　 boolean
　　ReleaseByteArrayElements　　　　byte
　　ReleaseCharArrayElements　　　　char
　　ReleaseShortArrayElements　　　 short
　　ReleaseIntArrayElements　　　　 int
　　ReleaseLongArrayElements　　　　long
　　ReleaseFloatArrayElements　　　 float
　　ReleaseDoubleArrayElements　　　double
　　
　　访问自定义Java对象数组
　　
　　The JNI provides a separate set of functions to access elements of object arrays. You can use these functions to get and set individual object array elements.
　　
　　Note:　You cannot get all the object array elements at once.
　　
　　GetObjectArrayElement returns the object element at a given index.
　　
　　SetObjectArrayElement updates the object element at a given index.
　　
　　3) 访问Java对象的方法：
　　
　　在本地方法中调用Java对象的方法的步骤：
　　
　　①.获取你需要访问的Java对象的类：
　　
　　jclass cls = (*env)->GetObjectClass(env, obj);
　　
　　使用GetObjectClass方法获取obj对应的jclass。
　　
　　②.获取MethodID：
　　
　　jmethodID mid = (*env)->GetMethodID(env, cls, "callback", "(I)V");
　　
　　使用GetMethdoID方法获取你要使用的方法的MethdoID。其参数的意义：
　　
　　env??>JNIEnv
　　
　　cls??>第一步获取的jclass
　　
　　"callback"??>要调用的方法名
　　
　　"(I)V"??>方法的Signature
　　
　　③.调用方法：
　　
　　(*env)->CallVoidMethod(env, obj, mid, depth);
　　
　　使用CallVoidMethod方法调用方法。参数的意义：
　　
　　env??>JNIEnv
　　
　　obj??>通过本地方法穿过来的jobject
　　
　　mid??>要调用的MethodID（即第二步获得的MethodID）
　　
　　depth??>方法需要的参数（对应方法的需求，添加相应的参数）
　　
　　注：这里使用的是CallVoidMethod方法调用，因为没有返回值，如果有返回值的话使用对应的方法，在后面会提到。
　　
　　方法的Signature
　　
　　方法的Signature是由方法的参数和返回值的类型共同构成的，下面是他们的结构：
　　
　　"(argument-types)return-type"
　　
　　其中Java程序中参数类型和其对应的值如下：
　　
　　Signature　　Java中的类型
　　Z　　　　　　　boolean
　　B　　　　　　　byte
　　C　　　　　　　char
　　S　　　　　　　short
　　I　　　　　　　int
　　J　　　　　　　long
　　F　　　　　　　float
　　D　　　　　　　double
　　L fully-qualified-class;　　 fully-qualified-class
　　
　　[ type　　type[]
　　
　　( arg-types ) ret-type　　method type
　　
　　一个Java类的方法的Signature可以通过javap命令获取：
　　
　　javap -s -p Java类名
　　
　　给调用的函数传参数：
　　
　　通常我们直接在methodID后面将要传的参数添加在后面，但是还有其他的方法也可以传参数：
　　
　　CallVoidMethodV可以获取一个数量可变的列表作为参数；
　　
　　CallVoidMethodA可以获取一个union。
　　
　　调用静态方法：
　　
　　就是将第二步和第三步调用的方法改为对应的：
　　
　　GetStaticMethodID获取对应的静态方法的ID
　　
　　CallStaticIntMethod调用静态方法
　　
　　调用超类的方法：
　　
　　用的比较少，自己看啦。^_^。
　　
　　4)访问Java对象的属性：
　　
　　访问Java对象的属性和访问Java对象的方法基本上一样，只需要将函数里面的Method改为Field即可