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C++调用JAVA方法详解

来源：互联网 发布：淘宝瑜伽服模特是谁 编辑：程序博客网 时间：2024/05/17 23:41

C++调用JAVA主要用到了SUN公司的JNI技术， JNI是Java Native Interface的 缩写。从Java 1.1开始，Java Native Interface (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。相关资料见http://java.sun.com/j2se/1.5.0/docs/guide/jni/spec/jniTOC.html

 

开发环境安装及配置

 

1.1  安装JDK 

        到SUN公司网站可以下载到最新版的JDK。下载下来后开始安装，一路选择默认配置即可，本文档中假定安装的是JDK1.4，安装目录为C:\j2sdk1.4.2_15。



  

1.2  配置VC6.0 

         通过Visual C++ 6的菜单Tools→Options打开选项对话框。在Directories标签页下添加JDK的相关目录到Include和目录下。 
             

 

 


 开发测试用到的JAVA类


2.1  开发JAVA类

        在硬盘的任意地方新建一个名叫test的文件夹，本文档示例中将test文件夹建立在C盘根目录，然后在里面新建一个名称叫Demo.java的JAVA文件，将下面测试用的代码粘贴到该文件中。

 

 

Java代码  收藏代码
  1. package test;  
  2. /** 
  3. * 该类是为了演示JNI如何访问各种对象属性等 
  4. */  
  5. public class Demo   
  6. {  
  7.     //用于演示如何访问静态的基本类型属性  
  8.     public static int COUNT = 8;  
  9.     //演示对象型属性  
  10.     private String msg;  
  11.     private int[] counts;  
  12.       
  13.     public Demo()   
  14.     {  
  15.         this("缺省构造函数");  
  16.     }  
  17.     /** 
  18.      * 演示如何访问构造器 
  19.      */  
  20.     public Demo(String msg)   
  21.     {  
  22.         this.msg = msg;  
  23.         this.counts = null;  
  24.     }  
  25.     public String getMessage()  
  26.     {  
  27.         return msg;  
  28.     }  
  29.     /** 
  30.      * 该方法演示如何访问一个静态方法 
  31.      */  
  32.     public static String getHelloWorld()  
  33.     {  
  34.         return "Hello world!";  
  35.     }  
  36.   
  37.     /** 
  38.      * 该方法演示参数的传入传出及中文字符的处理 
  39.      */  
  40.     public String append(String str, int i)  
  41.     {  
  42.         return str + i;  
  43.     }  
  44.     /** 
  45.      * 演示数组对象的访问 
  46.      */  
  47.     public int[] getCounts()  
  48.     {  
  49.      return counts;  
  50.     }  
  51.     /** 
  52.      * 演示如何构造一个数组对象 
  53.     */  
  54.     public void setCounts(int[] counts)  
  55.     {  
  56.      this.counts = counts;  
  57.     }  
  58.     /** 
  59.      * 演示异常的捕捉 
  60.     */  
  61.     public void throwExcp()throws IllegalAccessException  
  62.     {  
  63.         throw new IllegalAccessException("exception occur.");  
  64.     }  
  65. }  

 

2.2 编译JAVA类

      运行CMD控制台程序进入命令行模式，输入命令javac -classpath c:\ c:\test\Demo.java，-classpath参数指定classpath的路径，这里就是test目录所在的路径。（注意：如果你没有将JDK的环境变量设置好，就需要先进入JDK的bin目录下，如下图所示。）


 

2.3 查看方法的签名

      我们知道Java中允许方法的多态，仅仅是通过方法名并没有办法定位到一个具体的方法，因此需要一个字符串来唯一表示一个方法。但是怎么利用一个字 符串来表示方法的具体定义呢？JDK中已经准备好一个反编译工具javap，通过这个工具就可以得到类中每个属性、方法的签名。在CMD下运行javap -s -p -classpath c:\ test.Demo即可看到属性和方法的签名。如下图红色矩形框起来的字符串为方法String append(String str, int i)的签名。

 

 

在VC中调用JAVA类

 

3.1 快速调用JAVA中的函

      在VC中新建一个控制台程序，然后新建一个CPP文件，将下面的代码添加到该文件中。运行该文件，即可得到Demo类中String append(String str, int i)函数返回的字符串。

Cpp代码  收藏代码
  1. #include "windows.h"  
  2. #include "jni.h"  
  3. #include <string>  
  4. #include <iostream>  
  5. using namespace std;  
  6.   
  7. jstring NewJString(JNIEnv *env, LPCTSTR str);  
  8. string  JStringToCString (JNIEnv *env, jstring str);  
  9.   
  10. int main()  
  11. {  
  12.     //定义一个函数指针，下面用来指向JVM中的JNI_CreateJavaVM函数  
  13.     typedef jint (WINAPI *PFunCreateJavaVM)(JavaVM **, void **, void *);  
  14.       
  15.     int res;  
  16.     JavaVMInitArgs vm_args;  
  17.     JavaVMOption options[3];  
  18.     JavaVM *jvm;  
  19.     JNIEnv *env;  
  20.       
  21.     /*设置初始化参数*/  
  22.     //disable JIT，这是JNI文档中的解释，具体意义不是很清楚 ，能取哪些值也不清楚。  
  23.     //从JNI文档里给的示例代码中搬过来的  
  24.     options[0].optionString = "-Djava.compiler=NONE";  
  25.     //设置classpath，如果程序用到了第三方的JAR包，也可以在这里面包含进来  
  26.     options[1].optionString = "-Djava.class.path=.;c:\\";  
  27.     //设置显示消息的类型，取值有gc、class和jni，如果一次取多个的话值之间用逗号格开，如-verbose:gc,class  
  28.     //该参数可以用来观察C++调用JAVA的过程，设置该参数后，程序会在标准输出设备上打印调用的相关信息  
  29.     options[2].optionString = "-verbose:NONE";  
  30.           
  31.     //设置版本号，版本号有JNI_VERSION_1_1，JNI_VERSION_1_2和JNI_VERSION_1_4  
  32.     //选择一个根你安装的JRE版本最近的版本号即可，不过你的JRE版本一定要等于或者高于指定的版本号  
  33.     vm_args.version = JNI_VERSION_1_4;  
  34.     vm_args.nOptions = 3;  
  35.     vm_args.options = options;  
  36.     //该参数指定是否忽略非标准的参数，如果填JNI_FLASE，当遇到非标准参数时，JNI_CreateJavaVM会返回JNI_ERR  
  37.     vm_args.ignoreUnrecognized = JNI_TRUE;  
  38.     //加载JVM.DLL动态库  
  39.     HINSTANCE hInstance = ::LoadLibrary("C:\\j2sdk1.4.2_15\\jre\\bin\\client\\jvm.dll");  
  40.     if (hInstance == NULL)  
  41.     {  
  42.         return false;  
  43.     }  
  44.     //取得里面的JNI_CreateJavaVM函数指针  
  45.     PFunCreateJavaVM funCreateJavaVM = (PFunCreateJavaVM)::GetProcAddress(hInstance, "JNI_CreateJavaVM");  
  46.     //调用JNI_CreateJavaVM创建虚拟机  
  47.     res = (*funCreateJavaVM)(&jvm, (void**)&env, &vm_args);  
  48.     if (res < 0)  
  49.     {  
  50.         return -1;  
  51.     }  
  52.     //查找test.Demo类，返回JAVA类的CLASS对象  
  53.     jclass cls = env->FindClass("test/Demo");  
  54.     //根据类的CLASS对象获取该类的实例  
  55.     jobject obj = env->AllocObject(cls);  
  56.       
  57.     //获取类中的方法，最后一个参数是方法的签名，通过javap -s -p 文件名可以获得  
  58.     jmethodID mid = env->GetMethodID(cls, "append","(Ljava/lang/String;I)Ljava/lang/String;");  
  59.     //构造参数并调用对象的方法  
  60.     const char szTest[] = "电信";  
  61.     jstring arg = NewJString(env, szTest);  
  62.     jstring msg = (jstring) env->CallObjectMethod(obj, mid, arg, 12);  
  63.     cout<<JStringToCString(env, msg);  
  64.           
  65.     //销毁虚拟机并释放动态库  
  66.     jvm->DestroyJavaVM();  
  67.     ::FreeLibrary(hInstance);  
  68.     return 0;  
  69. }  
  70.   
  71. string  JStringToCString (JNIEnv *env, jstring str)// (jstring str, LPTSTR desc, int desc_len)  
  72. {  
  73.     if(str==NULL)  
  74.     {  
  75.         return "";  
  76.     }  
  77.     //在VC中wchar_t是用来存储宽字节字符(UNICODE)的数据类型  
  78.     int len = env->GetStringLength(str);  
  79.     wchar_t *w_buffer = new wchar_t[len+1];  
  80.     char *c_buffer = new char[2*len+1];  
  81.     ZeroMemory(w_buffer,(len+1)*sizeof(wchar_t));  
  82.     //使用GetStringChars而不是GetStringUTFChars  
  83.     const jchar * jcharString = env->GetStringChars(str, 0);  
  84.     wcscpy(w_buffer,jcharString);     
  85.     env->ReleaseStringChars(str,jcharString);  
  86.     ZeroMemory(c_buffer,(2*len+1)*sizeof(char));  
  87.     /调用字符编码转换函数(Win32 API)将UNICODE转为ASCII编码格式字符串  
  88.     len = WideCharToMultiByte(CP_ACP,0,w_buffer,len,c_buffer,2*len,NULL,NULL);  
  89.     string cstr = c_buffer;  
  90.     delete[] w_buffer;  
  91.     delete[] c_buffer;  
  92.       
  93.     return cstr;  
  94. }  
  95.   
  96. jstring NewJString(JNIEnv *env, LPCTSTR str)  
  97. {  
  98.     if(!env || !str)  
  99.     {  
  100.         return 0;  
  101.     }  
  102.     int slen = strlen(str);  
  103.     jchar* buffer = new jchar[slen];  
  104.     int len = MultiByteToWideChar(CP_ACP,0,str,strlen(str),buffer,slen);  
  105.     if(len>0 && len < slen)  
  106.     {  
  107.         buffer[len]=0;  
  108.     }  
  109.     jstring js = env->NewString(buffer,len);  
  110.     delete [] buffer;  
  111.     return js;  
  112. }  

 

3.2 调用步骤分析及注意事项

 

     a、加载jvm.dll动态库，然后获取里面的JNI_CreateJavaVM函数。这个步骤也可以通过在VC工程的LINK标签页里添加对jvm.lib的连接，然后在环境变量里把jvm.dll所在的路径加上去来实现。但后面这种方法在部署的时候会比前一个方法麻烦。


     b、利用构造好的参数，调用JNI_CreateJavaVM函数创建JVM。JNI_CreateJavaVM函数内部会自动根据jvm.dll的路径来获取JRE的环境，所以千万不要把jvm.dll文件拷贝到别的地方，然后再通过LoadLibrary函数导入。


     c、JVM创建成功后，JNI_CreateJavaVM函数会传出一个JNI上下文环境对象（JNIEnv），利用该对象的相关函数就可以调用JAVA类的属性和方法了。


     d、以上面的代码为例：先调用JNIEnv的FindClass方法，该函数传入一个参数，该参数就是java类的全局带包名的名称，如上面示例中的test/Demo表示test包中的Demo类。这个方法会在你创建JVM时设置的classpath路径下找相应的类，找到后就会返回该类的class对象。 Class是JAVA中的一个类，每个JAVA类都有唯一的一个静态的Class对象，Class对象包含类的相关信息。为了使FindClass方法能找到你的类，请确保创建JVM时-Djava.class.path=参数设置正确。注意：系统环境变量中的CLASSPATH对这里创建JVM没有影响，所以不要以为系统CLASSPATH设置好了相关路径后这里就不用设置了。


     e、利用FindClass返回的class对象，调用GetMethodID函数可以获得里面方法的ID，在这里GetMethodID函数传入了三个参数：第一个参数是class对象，因为方法属于某个具体的类；第二个参数是方法的名称；第三个参数是方法的签名，这个签名可以在前面3.3中介绍的方法获得。


     f、利用class对象，可以通过调用AllocObject函数获得该class对象对应类的一个实例，即Demo类的对象。


     g、利用上面获取的函数ID和Demo类的对象，就可以通过CallObjectMethod函数调用相应的方法，该函数的参数跟printf函数的参数一样，个数是不定的。第一个参数是类的对象；第二个参数是要调用的方法的ID；后面的参数就是需要传给调用的JAVA类方法的参数，如果调用的JAVA类方法没有参数，则调用CallObjectMethod时传前两个参数就可以了。


     h、从上面的示例中可以看到，在调用JAVA的方法前，构造传入的字符串时，用到了NewJString函数；在调用该方法后，对传出的字符串调用了JstringToCString函数。这是由于Java中所有的字符都是Unicode编码，但是在本地方法中，例如用VC编写的程序，如果没有特殊的定义一般都没有使用Unicode的编码方式。为了让本地方法能够访问Java中定义的中文字符及Java访问本地方法产生的中文字符串，定义了两个方法用来做相互转换。


     i、避免在被调用的JAVA类中使用静态final成员变量，因为在C++中生成一个JAVA类的对象时，静态final成员变量不会像JAVA中new对象时那样先赋值。如果出现这种情况，在C++中调用该对象的方法时会发现该对象的静态final成员变量值全为0或者null（根据成员变量的类型而定）。

 

3.3 调用JAVA中的静态方法

 

Cpp代码  收藏代码
  1. //调用静态方法  
  2. jclass cls = env->FindClass("test/Demo");  
  3. jmethodID mid = env->GetStaticMethodID(cls, "getHelloWorld","()Ljava/lang/String;");  
  4. jstring msg = (jstring)env->CallStaticObjectMethod(cls, mid);      
  5. cout<<JStringToCString(env, msg);  

 

3.4 调用JAVA中的静态属性

 

C代码  收藏代码
  1. //调用静态方法  
  2. jclass cls = env->FindClass("test/Demo");  
  3. jfieldID fid = env->GetStaticFieldID(cls, "COUNT","I");  
  4. int count = (int)env->GetStaticIntField(cls, fid);     
  5. cout<<count<<endl;  
 

3.5 调用JAVA中的带参数构造函数

 

Cpp代码  收藏代码
  1. //调用构造函数  
  2. jclass cls = env->FindClass("test/Demo");  
  3. jmethodID mid = env->GetMethodID(cls,"<init>","(Ljava/lang/String;)V");  
  4. const char szTest[] = "电信";  
  5. jstring arg = NewJString(env, szTest);  
  6. jobject demo = env->NewObject(cls,mid,arg);  
  7. //验证是否构造成功  
  8. mid = env->GetMethodID(cls, "getMessage","()Ljava/lang/String;");  
  9. jstring msg = (jstring)env->CallObjectMethod(demo, mid);   
  10. cout<<JStringToCString(env, msg);  

 

3.6 传入传出数组

 

Cpp代码  收藏代码
  1. //传入传出数组  
  2. //构造数组  
  3. long        arrayCpp[] = {1,3,5,7,9};  
  4. jintArray array = env->NewIntArray(5);  
  5. env->SetIntArrayRegion(array, 0, 5, arrayCpp);  
  6. //传入数组  
  7. jclass cls = env->FindClass("test/Demo");  
  8. jobject obj = env->AllocObject(cls);  
  9. jmethodID mid = env->GetMethodID(cls,"setCounts","([I)V");  
  10. env->CallVoidMethod(obj, mid, array);  
  11. //获取数组  
  12. mid = env->GetMethodID(cls,"getCounts","()[I");  
  13. jintArray msg = (jintArray)env->CallObjectMethod(obj, mid, array);  
  14. int len =env->GetArrayLength(msg);  
  15. jint* elems =env-> GetIntArrayElements(msg, 0);  
  16. for(int i=0; i< len; i++)  
  17. {  
  18.     cout<<"ELEMENT "<<i<<" IS "<<elems[i]<<endl;  
  19. }  
  20. env->ReleaseIntArrayElements(msg, elems, 0);  

 

3.7 异常处理 
     由于调用了Java的方法，因此难免产生操作的异常信息，如JAVA函数返回的异常，或者调用JNI方法（如GetMethodID）时抛出的异常。这些异常没有办法通过C++本身的异常处理机制来捕捉到，但JNI可以通过一些函数来获取Java中抛出的异常信息。

Cpp代码  收藏代码
  1. //异常处理  
  2. jclass cls = env->FindClass("test/Demo");  
  3. jobject obj = env->AllocObject(cls);  
  4. jmethodID mid = env->GetMethodID(cls,"throwExcp","()V");  
  5. env->CallVoidMethod(obj, mid);  
  6. //获取异常信息  
  7. string exceptionInfo = "";  
  8. jthrowable excp = 0;  
  9. excp = env->ExceptionOccurred();   
  10. if(excp)  
  11. {  
  12.     jclass cls = env->GetObjectClass(excp);  
  13.     env->ExceptionClear();  
  14.     jmethodID mid = env->GetMethodID(cls, "toString","()Ljava/lang/String;");  
  15.     jstring msg = (jstring) env->CallObjectMethod(excp, mid);  
  16.     out<<JStringToCString(env, msg)<<endl;    
  17.     env->ExceptionClear();  
  18. }  
 

 

 

多线程

 

4.1 多线程中注意事项

 


    JNIEnv和jobject对象都不能跨线程使用

 

    对于jobject，解决办法是

    a、m_obj = m_env->NewGlobalRef(obj);//创建一个全局变量  

    b、jobject obj = m_env->AllocObject(m_cls);//在每个线程中都生成一个对象

 

    对于JNIEnv，解决办法是在每个线程中都重新生成一个env

 

    JNIEnv *env;  

    m_jvm->AttachCurrentThread((void **)&env, NULL);  

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