如何编写jni方法
来源:互联网 发布:windows永久激活码 编辑:程序博客网 时间:2024/05/21 23:32
(转载)
作者:crazycow 发布时间:2008-11-16 14:44:21.0
http://blog.chinaunix.net/u1/38994/showart_1099528.html
一、概述:
在这篇文章中将会简单介绍如何编制一些简单的JNI方法。我们都知道JNI方法可以帮助我们调用用C/c++编写的函数,这样如果一项工作已经用C/c++语言实现的话,我们就可以不用花很大的力气再用JAVA语言对这一工作进行再实现,只要编制相应的JNI函数,就可以轻松实现JAVA语言对C/c++函数的调用,从而大大减轻程序开发人员的工作量。
在这个项目中,我们编制了很多小实例,通过阅读,运行这些小实例,你可以轻松的学会如何编制JNI方法。这篇文档可以帮助你更好的理解及实现这些实例。
现在让我们进入主题。首先,我们看一下这个项目的体系构架。该项目分为两部分,一部分用c语言是c语言的例子,另一部分是c++语言的例子。每部分都包含java,src源文件目录,以及一个Makefile文件。java目录中是需要调用JNI函数的JAVA源程序,含有后缀名.java。src目录中含有JNI函数的实现代码,包括.c或.cpp文件和.h文件。Makefile文件是对 java 、src 目录下的文件进行编译组织进而生成可执行文件的文件。当Makefile文件执行以后还会生成以下子目录:lib , class ,bin目录 。lib 目录中包含项目中生成的静态函数库文件libJNIExamples.so,java程序所调用的JNI方法都是通过这个库来调用的。class 目录中包含由java目录下的.java 文件生成的.class文件。bin目录中是一个可执行的shell脚本文件。在执行该脚本的时候,项目所有程序实例的运行结果都将一并显示在屏幕上。
具体执行步骤为:
make
cdbin
./run.sh
下面来介绍一下在这个项目中所实现的实例:
1. 如何调用标准C/c++中的函数--例如:printf(...)
2. 如何调用C/c++中自定义的函数
3. 如何在jni函数中访问java类中的对象实例域
4. 如何在jni函数中访问java类中的静态实例域
5. 如何在jni函数中调用java对象的方法
6. 如何在jni函数中调用java类的静态方法
7. 如何在jni函数中传递基本数据类型参数
8. 如何在jni函数中传递对象类型参数
9. 如何在jni函数中处理字符串
10. 如何在jni函数中处理数组
11. 处理jni函数中的返回值情况
12. 在jni中实现创建java类对象
二、基本步骤:
在介绍这些例子之前,让我们先来看看编写jni方法所需要的基本步骤,这些实例都是用c来实例来讲解,至于c++的实例和c的实例区别不大,只要作稍微的修改即可,在文档的末尾我们将介绍这些内容:
1、要想定义jni方法,首先得要在java语言中对这一方法进行声明(自然这一声明过程要在类中进行)
声明格式如下:
jni函数用关键字native方法声明。
2、对该类的源文件进行编译使用javac命令,生成相应的.class文件。
3、用javah-jni为函数生成一个在java调用和实际的c函数之间的转换存根,该存根通过从虚拟机栈中取出参数信息,并将其传递给已编译的C函数来实现转换。
4、建立一个特殊的共享库,并从该共享库到处这个存根,在上面的例子中使用了System.loadLibrary,来加载libJNIExamples共享库。
三、配置运行环境:
在编写一个简单的jni函数之前我们必须配置相应的运行环境。jdk的配置在这里就不作介绍,这里主要说的是库的路径。当调用System.loadLibrary(..)时,编译器会到我们系统设置的库路径中寻找该库。修改路径的方法和修改任何环境变量的方法基本相同,只要在/etc/bash.bashrc目录下增加一行LD_LIBRARY_PATH=.:./lib:$(LD_LIBRARY_PATH)即可。也可以通过命令行exportLD_LIBRARY_PATH=.:./lib:$(LD_LIBRARY_PATH)
四、运行实例分析:
1、实例一:在jni中调用标准c中自带的函数printf():
下面以实例1为例来详细说明编写jni方法的详细过程。
(1)、定义包含jni函数的类Print.java:
在上面的实例中,使用publicnative void print();语句来定义了一个Print类的jni方法。并用Sysgem.loadLibrary(“JNIExamples”)语句来加载libJNIExamples.so库。注意:加载的语句一定要用static关键字声明在静态块中,以保证引用该类时该库始终被加载。
(2)、对该类进行编译:javacPrint.java。生成Print.class类,然后用javah 产生一个Print.h的头文件:javah Print。长生的Print.h文件格式如下:
JNIEXPORT void JNICALL Java_Print_print (JNIEnv *, jobject); }
其中的加粗字体为要实现的JNI函数生命部分。
(3)、编写JNI函数的实现部分Print.c
在这个文件中实现了一个简单的Jni方法。该方法调用ANSIC 中的printf()函数,输出了两个句子。
(4)、将本地函数编译到libJNIExamples.so的库中:
使用语句:gcc-fPIC -I/usr/jdk1.5/include -I/usr/jdk1.5/include/linux -shared -o libJNIExamples.so Print.c。
(5)、至此Jni函数已全部实现,可以在java代码中调用拉。
在此我们使用一个简单的类来对实现的jni方法进行测试,下面是PrintTest.java的源代码部分:
(6)、对PrintTest.java进行编译执行得到如下结果:
example1:inthis example a printf() function in ANSI C is called
Hello,theoutput is generated by printf() function in ANSI C .
下面介绍的每个实例实现的步骤也都是按着上述步骤执行的。所以介绍时只介绍实现的关键部分。
2、实例二、调用c 语言用户定义的函数(源程序为:java/Cfunction.javajava/C_functionTest.java src/Cfunction.c src/Cfunction.h)
当需要在java程序中调用用c所实现的函数是,需要在需要调用该c函数的类中定义一个jni方法,在该jni方法中去调用该c函数,相当于用java方法把c函数封装起来,以供java程序调用。
在实例二中我们简单定义了一个printHello()函数,该函数的功能只是输出一句话,如果要在java程序中调用该函数,只需在jni函数中调用即可,和调用ANSIC中自带的prinf()函数没有任何区别。
3、实例三、在jni函数中访问java类中的对象实例域(源程序为:java/CommonField.javajava/CommonFieldTest.java src/CommonField.c src/CommonField.h)
jni函数的实现部分是在c语言中实现的,如果它想访问java中定义的类对象的实例域需要作三步工作,
(1)调用GetObjectClass()函数得到该对像的类,该函数返回一个jclass类型值。
(2)调用GetFieldID()函数得到要访问的实例域在该类中的id。
(3)调用GetXXXField()来得到要访问的实例域的值。其中XXX和要访问的实例域的类型相对应。
在jni中java编程语言和c 语言数据类型的对应关系为java原始数据类型前加 'j' 表示对应c语言的数据类型例如boolean 为jboolean ,int 为 jint,double 为jdouble等。对象类型的对应类型为jobject。
在本实例中,您可以看到我们在java/CommonField.java中定义了类CommonField类,其中包含int a , int b 两个实例域,我们要在jni函数getCommonField()中对这两个域进行访问和修改。你可以在 src/CommonField.c中找到该函数的实现部分。
以下语句是对该域的访问(以下代码摘自:src/CommonField.c):
在jni中对所有jni函数的调用都要用到env指针,该指针也是每一个本地方法的第一个参数,他是函数指针表的指针,所以,必须在每一个jni调用前面加上(*env)->GetObjectClass(env,obj)函数调用返回obj对像的类型,其中obj参数表示要你想要得到类型的类对象。
jfieldIDGetFieldID(JNIEnv *env,jclass cl, const char name[], const char sig[]) 该函数返回一个域的标识符name 表示域名,sig表示编码的域签名。所谓编码的签名即编码类型的签名在上例中类中的a实例域为int 型,用"I”来表示,同理"B” 表示byte ,"C” 表示 char , “D”表示 double ,”F” 表示float,“J”表示long, “S” 表示short , “V” 表示void ,”Z”表示 boolean类型。
GetIntField(env,obj,fdA),用来访问obj对象的fdA域,如果要访问的域为double类型,则要使用GetDoubleField(env,obj,fdA)来访问,即类型对应GetXXXField中的XXX。
以下函数用来修改域的值:
这和获得域的值类似,只是该函数多了一个要设置给该域的值参数。
访问对象实例域的相关函数如下:
jfieldIDGetFieldID(JNIEnv *env, jclass cl, const char name[], const char sig[])
该函数返回一个域的标识符。各参数含义如下:
envJNI 接口指针;cl 类对象 ; name 域名; sig 编码的域签名
XXXGetXXXField(JNIEnv *env, jobject obj, jfieldID id)
该函数返回域的值。域类型XXX是Object,Boolean, byte, char , short, int ,long ,float, double 中类型之一。
参数env JNI借口指针;obj为域所在对象;id为域的标识符。
voidSetXXXField(JNIEnv *env,jobject obj, jfieldID id, XXX value)
该函数用于设置域的值。XXX的含义同上,
参数中env,obj , id 的含义也同上,value 值为将要设置的值。
4、实例四:在jni函数中访问类的静态实例域 (java/Field.java java/FieldTest.javasrc/Field.c src/Field.h)
因为静态实例域并不属于某个对象,而是属于一个类,所以在要访问静态实例域时,和访问对象的实例域不同,它所调用的函数是(以实例四来说明,一下代码摘自src/Field.c):
由于没有对象,必须使用FindClass代替GetObjectClass来获得类引用。在FindClass()的第二个参数是类的编码签名,类的编码签名和基本类型的编码签名有所不同,如果类在当前包中,就直接是类的名称,如果类不在当前包中则要加入该类的详细路径:例如String类在java.lang包中,则String的签名要写成(Ljava/lang/String;),其中的(L和;)是不可少的,其中(;)是表达是的终止符。其他三个函数和访问对象数据域基本没什么区别。
5、实例五:在jni函数中调用java对象的方法(java/CommonMethod.javajava/CommonMethodTest.java src/CommonMehod.c src/CommonMethod.h)
在jni函数中我们不仅要对java对象的数据域进行访问,而且有时也需要调用java中类对象已经实现的方法,实例五就是关于这方面的实现的。在src/CommonMethod.c中我们可以找到下面的代码:
该代码部分展示了如何实现对java类对象函数的调用过程。从以上代码部分我们可以看到,要实现该调用需要有三个步骤,调用三个函数
GetObjectClass(...)函数获得要调用对象的类;GetMethodID(...)获得要调用的方法相对于该类的ID号;CallXXXMethod(...)调用该方法。
在编写该调用过程的时候,需要注意的仍然是GetMethodID(...)函数中编码签名的问题,在该实例中,我们要做的是找到CommonMethod类的print(inta, String s)方法,该方法打印整数a,和字符串s 的直。在函数的编码签名部分(该部分以加粗、并加有下划线)GetMethodID(env,class_CommonMethod,"print","(ILjava/lang/String;)V"); 从左往右可以查看,括号中的内容为要调用方法的参数部分内容,I表示第一个参数为int类型,“Ljava/lang/String;”表示第二个参数为String类型,V表示返回值类型为空void,如果返回值类型不为空,则使用相应的类型签名。返回值类型是和下面将要使用的调用该方法的函数CallXXXMethod(...)相关联的,该函数的xxx要用相应的类型来替换,在此实例中为void,如果返回值类型为int类型则调用该方法的函数就为CallIntMethod(...)。
6、实例六:在jni函数中调用java类的静态方法(java/Method.javajava/MethodTest.java src/Method.h src/Method.c)
实例五中介绍了如何调用类对象的方法,在此实例中我们将介绍如何调用java类的静态方法在此实例中我们在/java/Method.java中定义了静态方法:
publicstatic void print() {
System.out.println("this is a static method of class Method");
}
该函数的功能就是打印字符串“this is a static method of class Method”;
我们在src/Method.c中实现了对该方法调用的jni函数:
一、概述:
在这篇文章中将会简单介绍如何编制一些简单的JNI
在这个项目中,我们编制了很多小实例,通过阅读,运行这些小实例,你可以轻松的学会如何编制JNI方法。这篇文档可以帮助你更好的理解及实现这些实例。
现在让我们进入主题。首先,我们看一下这个项目的体系构架。该项目分为两部分,一部分用c语言是c语言的例子,另一部分是c++语言的例子。每部分都包含java,src源文件目录,以及一个Makefile文件。java目录中是需要调用JNI函数的JAVA源程序,含有后缀名.java。src
具体执行步骤为:
make
cd
./run.sh
下面来介绍一下在这个项目中所实现的实例:
二、基本步骤:
在介绍这些例子之前,让我们先来看看编写jni方法所需要的基本步骤,这些实例都是用c来实例来讲解,至于c++的实例和c的实例区别不大,只要作稍微的修改即可,在文档的末尾我们将介绍这些内容:
1、要想定义jni方法,首先得要在java语言中对这一方法进行声明(自然这一声明过程要在类中进行)
声明格式如下:
publicnativevoid print(); System.loadLibrary(“JNIExamples”); }
jni
2、对该类的源文件进行编译使用javac命令,生成相应的.class文件。
3、用javah
4、建立一个特殊的共享库,并从该共享库到处这个存根,在上面的例子中使用了System.loadLibrary,来加载libJNIExamples共享库。
三、配置运行环境:
在编写一个简单的jni函数之前我们必须配置相应的运行环境。jdk的配置在这里就不作介绍,这里主要说的是库的路径。当调用System.loadLibrary(..)时,编译器会到我们系统设置的库路径中寻找该库。修改路径的方法和修改任何环境变量的方法基本相同,只要在/etc/bash.bashrc目录下增加一行LD_LIBRARY_PATH=.:./lib:$(LD_LIBRARY_PATH)即可。也可以通过命令行export
四、运行实例分析:
1、实例一:在jni中调用标准c中自带的函数printf():
下面以实例1为例来详细说明编写jni方法的详细过程。
(1)、定义包含jni函数的类Print.java:
{ publicnativevoid print(); System.loadLibrary("JNIExamples"); } }
在上面的实例中,使用public
(2)、对该类进行编译:javac
其中的加粗字体为要实现的JNI函数生命部分。
(3)、编写JNI函数的实现部分Print.c
JNIEXPORT void JNICALL Java_Print_print (JNIEnv *env, jobject obj) { printf("example1:in this example a printf() function in ANSI C is called\n"); printf("Hello,the output is generated by printf() function in ANSI C\n"); }
在这个文件中实现了一个简单的Jni方法。该方法调用ANSI
(4)、将本地函数编译到libJNIExamples.so的库中:
使用语句:gcc
(5)、至此Jni函数已全部实现,可以在java代码中调用拉。
在此我们使用一个简单的类来对实现的jni方法进行测试,下面是PrintTest.java的源代码部分:
publicstaticvoid main(String[] args) { Print p = new Print(); p.print(); } }
(6)、对PrintTest.java进行编译执行得到如下结果:
example1:in
Hello,the
下面介绍的每个实例实现的步骤也都是按着上述步骤执行的。所以介绍时只介绍实现的关键部分。
2、实例二、调用c 语言用户定义的函数(源程序为:java/Cfunction.javajava/C_functionTest.java src/Cfunction.c src/Cfunction.h)
当需要在java程序中调用用c所实现的函数是,需要在需要调用该c函数的类中定义一个jni方法,在该jni方法中去调用该c函数,相当于用java方法把c函数封装起来,以供java程序调用。
在实例二中我们简单定义了一个printHello()函数,该函数的功能只是输出一句话,如果要在java程序中调用该函数,只需在jni函数中调用即可,和调用ANSI
3、实例三、在jni函数中访问java类中的对象实例域(源程序为:java/CommonField.javajava/CommonFieldTest.java src/CommonField.c src/CommonField.h)
jni函数的实现部分是在c
(1)调用GetObjectClass()函数得到该对像的类,该函数返回一个jclass类型值。
(2)调用GetFieldID()函数得到要访问的实例域在该类中的id。
(3)调用GetXXXField()来得到要访问的实例域的值。其中XXX和要访问的实例域的类型相对应。
在jni中java
在本实例中,您可以看到我们在java/CommonField.java
以下语句是对该域的访问(以下代码摘自:src/CommonField.c):
jclass class_Field = (*env)->GetObjectClass(env,obj); jfieldID fdA = (*env)->GetFieldID(env,class_Field,"a","I"); jfieldID fdB = (*env)->GetFieldID(env,class_Field,"b","I"); jint valueA = (*env)->GetIntField(env,obj,fdA); jint valueB = (*env)->GetIntField(env,obj,fdB);
在jni中对所有jni函数的调用都要用到env指针,该指针也是每一个本地方法的第一个参数,他是函数指针表的指针,所以,必须在每一个jni调用前面加上(*env)->GetObjectClass(env,obj)函数调用返回obj对像的类型,其中obj
jfieldID
GetIntField(env,obj,fdA),用来访问obj对象的fdA域,如果要访问的域为double类型,则要使用GetDoubleField(env,obj,fdA)来访问,即类型对应GetXXXField中的XXX。
以下函数用来修改域的值:
(*env)->SetIntField(env,obj,fdA,109); (*env)->SetIntField(env,obj,fdB,145);
这和获得域的值类似,只是该函数多了一个要设置给该域的值参数。
访问对象实例域的相关函数如下:
jfieldID
该函数返回一个域的标识符。各参数含义如下:
env
XXX
该函数返回域的值。域类型XXX是Object,
参数
void
该函数用于设置域的值。XXX的含义同上,
参数中env,
4、实例四:在jni函数中访问类的静态实例域 (java/Field.java java/FieldTest.javasrc/Field.c src/Field.h)
因为静态实例域并不属于某个对象,而是属于一个类,所以在要访问静态实例域时,和访问对象的实例域不同,它所调用的函数是(以实例四来说明,一下代码摘自src/Field.c):
jclass class_Field = (*env)->FindClass(env,"Field"); jfieldID fdA = (*env)->GetStaticFieldID(env,class_Field,"a","I"); jint valueA = (*env)->GetStaticIntField(env,class_Field,fdA); (*env)->SetStaticIntField(env,class_Field,fdA,111);
由于没有对象,必须使用FindClass代替GetObjectClass来获得类引用。在FindClass()的第二个参数是类的编码签名,类的编码签名和基本类型的编码签名有所不同,如果类在当前包中,就直接是类的名称,如果类不在当前包中则要加入该类的详细路径:例如String类在java.lang包中,则String的签名要写成(
5、实例五:在jni函数中调用java对象的方法(java/CommonMethod.javajava/CommonMethodTest.java src/CommonMehod.c src/CommonMethod.h)
在jni函数中我们不仅要对java对象的数据域进行访问,而且有时也需要调用java中类对象已经实现的方法,实例五就是关于这方面的实现的。在src/CommonMethod.c中我们可以找到下面的代码:
JNIEXPORT void JNICALL Java_CommonMethod_callMethod (JNIEnv *env, jobject obj, jint a, jstring s) { printf("example 5:in this example,a object's method will be called\n"); jclass class_CommonMethod = (*env)->GetObjectClass(env,obj); jmethodID md = (*env)->GetMethodID(env,class_CommonMethod,"print","(ILjava/lang/String;)V"); (*env)->CallVoidMethod(env,obj,md,a,s); }
该代码部分展示了如何实现对java类对象函数的调用过程。从以上代码部分我们可以看到,要实现该调用需要有三个步骤,调用三个函数
jclass class_CommonMethod = (*env)->GetObjectClass(env,obj); jmethodID md = (*env)->GetMethodID(env,class_CommonMethod,"print","(ILjava/lang/String;)V"); (*env)->CallVoidMethod(env,obj,md,a,s);
GetObjectClass(...)函数获得要调用对象的类;GetMethodID(...)获得要调用的方法相对于该类的ID号;CallXXXMethod(...)调用该方法。
在编写该调用过程的时候,需要注意的仍然是GetMethodID(...)函数中编码签名的问题,在该实例中,我们要做的是找到CommonMethod类的print(int
6、实例六:在jni函数中调用java类的静态方法(java/Method.javajava/MethodTest.java src/Method.h src/Method.c)
实例五中介绍了如何调用类对象的方法,在此实例中我们将介绍如何调用java类的静态方法在此实例中我们在/java/Method.java中定义了静态方法:
public
}
该函数的功能就是打印字符串“
我们在src/Method.c中实现了对该方法调用的jni函数:
JNIEXPORT void JNICALL Java_Method_callMethod (JNIEnv *env, jobject obj) { printf("example 6:in this example, the class's static method will be called\n"); jclass class_Method =