Jni中C++和Java的参数传递

如何使用JNI的一些基本方法和过程在网上多如牛毛，如果你对Jni不甚了解，不知道Jni是做什么的，如何建立一个基本的jni程序，或许可以参考下面下面这些文章:

<利用VC++6.0实现JNI的最简单的例子>

<JNI入门教程之HelloWorld篇>

<SUN JNI Tutorial>

这 些资料的例子中，大多数只是输入一些简单的参数，获取没有参数。而在实际的使用过程中，往往需要对参数进行处理转换。才可以被C/C++程序识别。比如我 们在C++中有一个结构（Struct）DiskInfo ,需要传递一个类似于DiskInfo *pDiskInfo的参数，类似于在C++这样参数如何传递到Java中呢？下面我们就来讨论C++到Java中方法的一些常见参数的转换:

 

1.定义Native Java类：

如果你习惯了使用JNI，你就不会觉得它难了。既然本地方法是由其他语言实现的，它们在Java中没有函数体。但是，所有本地代码必须用本地关键词native声明，成为Java类的成员。假设我们在C++中有这么一个结构，它用来描述硬盘信息：

 

//硬盘信息

struct {

    char name[256];

    int serial;

}DiskInfo;

那么我们需要在Java中定义一个类来与之匹配，声明可以写成这样：

class DiskInfo {

    //名字

    public String name;

    //序列号

    public int serial;

}

 

 

在这个类中，申明一些Native的本地方法，来测试方法参数的传递，分别定义了一些函数，用来传递结构或者结构数组，具体定义如下面代码：

/**//****************** 定义本地方法 ********************/
    //输入常用的数值类型(Boolean,Byte,Char,Short,Int,Float,Double)
    public native void displayParms(String showText, int i, boolean bl);

    //调用一个静态方法
    public native int add(int a, int b);

    //输入一个数组 
    public native void setArray(boolean[] blList);

    //返回一个字符串数组 
    public native String[] getStringArray();

    //返回一个结构
    public native DiskInfo getStruct();

//返回一个结构数组 
    public native DiskInfo[] getStructArray();

2.编译生成C/C++头文件

定义好了Java类之后，接下来就要写本地代码。本地方法符号提供一个满足约定的头文件，使用Java工具Javah可以很容易地创建它而不用手动去创建。你对Java的class文件使用javah命令，就会为你生成一个对应的C/C++头文件。

1）、在控制台下进入工作路径，本工程路径为：E:\work\java\workspace\JavaJni。

2）、运行javah 命令：javah -classpath E:\work\java\workspace\JavaJni com.sundy.jnidemo ChangeMethodFromJni

本文生成的C/C++头文件名为: com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni.h

 

3.在C/C++中实现本地方法

 

生 成C/C++头文件之后，你就需要写头文件对应的本地方法。注意：所有的本地方法的第一个参数都是指向JNIEnv结构的。这个结构是用来调用JNI函数 的。第二个参数jclass的意义，要看方法是不是静态的（static）或者实例（Instance）的。前者，jclass代表一个类对象的引用，而 后者是被调用的方法所属对象的引用。

 

返回值和参数类型根据等价约定映射到本地C/C++类型，如表JNI类型映射所示。有些类型，在本地代码中可直接使用，而其他类型只有通过JNI调用操作。

表A ※   JNI 类型映射

Java类型 本地类型 描述

boolean jboolean C/C++8位整型

byte jbyte C/C++带符号的8位整型

char jchar C/C++无符号的16位整型

short jshort C/C++带符号的16位整型

int jint C/C++带符号的32位整型

long jlong C/C++带符号的64位整型e

float jfloat C/C++32位浮点型

double jdouble C/C++64位浮点型

Object jobject 任何Java对象，或者没有对应java类型的对象

Class jclass Class对象

String jstring 字符串对象

Object[] jobjectArray 任何对象的数组

boolean[] jbooleanArray 布尔型数组

byte[] jbyteArray 比特型数组

char[] jcharArray 字符型数组

short[] jshortArray 短整型数组

int[] jintArray 整型数组

long[] jlongArray 长整型数组

float[] jfloatArray 浮点型数组

double[] jdoubleArray 双浮点型数组

 

 

3.1 使用数组：

JNI通过JNIEnv提供的操作Java数组的功能。它提供了两个函数：一个是操作java的简单型数组的，另一个是操作对象类型数组的。

因为速度的原因，简单类型的数组作为指向本地类型的指针暴露给本地代码。因此，它们能作为常规的数组存取。这个指针是指向实际的Java数组或者Java数组的拷贝的指针。另外，数组的布置保证匹配本地类型。

为了存取Java简单类型的数组，你就要要使用GetXXXArrayElements函数（见表B），XXX代表了数组的类型。这个函数把Java数组看成参数，返回一个指向对应的本地类型的数组的指针。

表B

函数                  Java数组类型 本地类型

GetBooleanArrayElements jbooleanArray jboolean

GetByteArrayElements jbyteArray jbyte

GetCharArrayElements jcharArray jchar

GetShortArrayElements jshortArray jshort

GetIntArrayElements jintArray jint

GetLongArrayElements jlongArray jlong

GetFloatArrayElements jfloatArray jfloat

GetDoubleArrayElements jdoubleArray jdouble

 

 

JNI数组存取函数

当 你对数组的存取完成后，要确保调用相应的ReleaseXXXArrayElements函数，参数是对应Java数组和 GetXXXArrayElements返回的指针。如果必要的话，这个释放函数会复制你做的任何变化（这样它们就反射到java数组），然后释放所有相 关的资源。

为了使用java对象的数组，你必须使用GetObjectArrayElement函数和SetObjectArrayElement函数，分别去get，set数组的元素。GetArrayLength函数会返回数组的长度。

 

3.2 使用对象

JNI 提供的另外一个功能是在本地代码中使用Java对象。通过使用合适的JNI函数，你可以创建Java对象，get、set 静态(static)和实例（instance）的域，调用静态(static)和实例（instance）函数。JNI通过ID识别域和方法，一个域或 方法的ID是任何处理域和方法的函数的必须参数。

 

表C列出了用以得到静态(static)和实例（instance）的域与方法的JNI函数。每个函数接受（作为参数）域或方法的类，它们的名称，符号和它们对应返回的jfieldID或jmethodID。

 

表C

函数 描述

GetFieldID 得到一个实例的域的ID

GetStaticFieldID 得到一个静态的域的ID

GetMethodID 得到一个实例的方法的ID

GetStaticMethodID 得到一个静态方法的ID

※域和方法的函数

如果你有了一个类的实例，它就可以通过方法GetObjectClass得到，或者如果你没有这个类的实例，可以通过FindClass得到。符号是从域的类型或者方法的参数，返回值得到字符串，如表D所示。

 

表D

Java类型   符号

boolean Z

byte B

char C

short S

int I

long L

float F

double D

void V

objects对象 Lfully-qualified-class-name;L类名

Arrays数组 [array-type [数组类型

methods方法 (argument-types)return-type(参数类型)返回类型

 

※确定域和方法的符号

下面我们来看看，如果通过使用数组和对象，从C++中的获取到Java中的DiskInfo 类对象，并返回一个DiskInfo数组:

//返回一个结构数组，返回一个硬盘信息的结构数组

JNIEXPORT jobjectArray JNICALL

Java_com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni_getStructArray

(JNIEnv *env, jobject _obj)

{

    //申明一个object数组

    jobjectArray args = 0;

    //数组大小

    jsize        len = 5;

    //获取object所属类,一般为java/lang/Object就可以了

    jclass objClass = (env)->FindClass("java/lang/Object");

    //新建object数组

    args = (env)->NewObjectArray(len, objClass, 0);

    /**//* 下面为获取到Java中对应的实例类中的变量*/

    //获取Java中的实例类

    jclass objectClass = (env)->FindClass("com/sundy/jnidemo/DiskInfo");

    //获取类中每一个变量的定义

    //名字

    jfieldID str = (env)->GetFieldID(objectClass,"name","Ljava/lang/String;");

    //序列号

    jfieldID ival = (env)->GetFieldID(objectClass,"serial","I");

    //给每一个实例的变量付值，并且将实例作为一个object，添加到objcet数组中

    for(int i=0; i < len; i++ )

    {

        //给每一个实例的变量付值

        jstring jstr = WindowsTojstring(env,"我的磁盘名字是 D:");

        //(env)->SetObjectField(_obj,str,(env)->NewStringUTF("my name is D:"));

        (env)->SetObjectField(_obj,str,jstr);

        (env)->SetShortField(_obj,ival,10);

        //添加到objcet数组中

        (env)->SetObjectArrayElement(args, i, _obj);

    }

    //返回object数组

    return args;

}

全部的C/C++方法实现代码如下:

/**//*

*

* 一缕阳光(sundy)版权所有，保留所有权利。

*/

/**//**

*

* TODO Jni 中一个从Java到C/C++参数传递测试类

*

* @author 刘正伟(sundy)

* @see http://www.cnweblog.com/sundy

* @see mailto:[e-mail]

* @version 1.0

* @since 2005-4-30

*

* 修改记录：

*

* 日期              修改人                 描述

* ----------------------------------------------------------------------------------------------

*

*

*

*/

// JniManage.cpp : 定义 DLL 应用程序的入口点。

//

package com.sundy.jnidemo;

#include "stdafx.h"

#include <stdio.h>

#include <math.h>

#include "jni.h"

#include "jni_md.h"

#include "./head/Base.h"

#include "head/wmi.h"

#include "head/com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni.h" //通过javah –jni javactransfer 生成

#include <stdio.h>

#include "stdlib.h"

#include "string.h"

#pragma comment (lib,"BaseInfo.lib")

#pragma comment (lib,"jvm.lib")

//硬盘信息

struct {

    char name[256];

    int serial;

}DiskInfo;

 

/**//*BOOL APIENTRY DllMain( HANDLE hModule,

                       DWORD ul_reason_for_call,

                       LPVOID lpReserved

                     )

{

    LPTSTR strName = new CHAR[256] ;

    (*GetHostName)(strName);

    printf("%s\n",strName);

    delete [] strName;

    return TRUE;

}*/

//将jstring类型转换成windows类型

char* jstringToWindows( JNIEnv *env, jstring jstr );

//将windows类型转换成jstring类型

jstring WindowsTojstring( JNIEnv* env, char* str );

//主函数

BOOL WINAPI DllMain(HANDLE hHandle, DWORD dwReason, LPVOID lpReserved)

{

    return TRUE;

}

//输入常用的数值类型 Boolean,Byte,Char,Short,Int,Float,Double

JNIEXPORT void JNICALL Java_com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni_displayParms

(JNIEnv *env, jobject obj, jstring s, jint i, jboolean b)

{

    const char* szStr = (env)->GetStringUTFChars(s, 0 );

    printf( "String = [%s]\n", szStr );

    printf( "int = %d\n", i );

    printf( "boolean = %s\n", (b==JNI_TRUE ? "true" : "false") );

    (env)->ReleaseStringUTFChars(s, szStr );

}

//调用一个静态方法,只有一个简单类型输出

JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni_add

(JNIEnv *env, jobject, jint a, jint b)

{

    int rtn = (int)(a + b);

    return (jint)rtn;

}

/**/////输入一个数组,这里输入的是一个Boolean类型的数组

JNIEXPORT void JNICALL Java_com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni_setArray

(JNIEnv *env, jobject, jbooleanArray ba)

{

    jboolean* pba = (env)->GetBooleanArrayElements(ba, 0 );

    jsize len = (env)->GetArrayLength(ba);

    int i=0;

    // change even array elements

    for( i=0; i < len; i+=2 )

    {

        pba[i] = JNI_FALSE;

        printf( "boolean = %s\n", (pba[i]==JNI_TRUE ? "true" : "false") );

    }

    (env)->ReleaseBooleanArrayElements(ba, pba, 0 );

}

/**/////返回一个字符串数组

JNIEXPORT jobjectArray JNICALL Java_com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni_getStringArray

(JNIEnv *env, jobject)

{

    jstring      str;

    jobjectArray args = 0;

    jsize        len = 5;

    char*        sa[] = { "Hello,", "world!", "JNI", "is", "fun" };

    int          i=0;

    args = (env)->NewObjectArray(len,(env)->FindClass("java/lang/String"),0);

    for( i=0; i < len; i++ )

    {

        str = (env)->NewStringUTF(sa[i] );

        (env)->SetObjectArrayElement(args, i, str);

    }

    return args;

}

//返回一个结构,这里返回一个硬盘信息的简单结构类型

JNIEXPORT jobject JNICALL Java_com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni_getStruct

(JNIEnv *env, jobject obj)

{

    /**//* 下面为获取到Java中对应的实例类中的变量*/

    //获取Java中的实例类

    jclass objectClass = (env)->FindClass("com/sundy/jnidemo/DiskInfo");

    //获取类中每一个变量的定义

    //名字

    jfieldID str = (env)->GetFieldID(objectClass,"name","Ljava/lang/String;");

    //序列号

    jfieldID ival = (env)->GetFieldID(objectClass,"serial","I");

 

    //给每一个实例的变量付值

    (env)->SetObjectField(obj,str,(env)->NewStringUTF("my name is D:"));

    (env)->SetShortField(obj,ival,10);

 

    return obj;

}

//返回一个结构数组，返回一个硬盘信息的结构数组

JNIEXPORT jobjectArray JNICALL Java_com_sundy_jnidemo_ChangeMethodFromJni_getStructArray

(JNIEnv *env, jobject _obj)

{

    //申明一个object数组

    jobjectArray args = 0;

 

    //数组大小

    jsize        len = 5;

    //获取object所属类,一般为ava/lang/Object就可以了

    jclass objClass = (env)->FindClass("java/lang/Object");

    //新建object数组

    args = (env)->NewObjectArray(len, objClass, 0);

    /**//* 下面为获取到Java中对应的实例类中的变量*/

    //获取Java中的实例类

    jclass objectClass = (env)->FindClass("com/sundy/jnidemo/DiskInfo");

 

    //获取类中每一个变量的定义

    //名字

    jfieldID str = (env)->GetFieldID(objectClass,"name","Ljava/lang/String;");

    //序列号

    jfieldID ival = (env)->GetFieldID(objectClass,"serial","I");

    //给每一个实例的变量付值，并且将实例作为一个object，添加到objcet数组中

    for(int i=0; i < len; i++ )

    {

        //给每一个实例的变量付值

        jstring jstr = WindowsTojstring(env,"我的磁盘名字是 D:");

        //(env)->SetObjectField(_obj,str,(env)->NewStringUTF("my name is D:"));

        (env)->SetObjectField(_obj,str,jstr);

        (env)->SetShortField(_obj,ival,10);

        //添加到objcet数组中

        (env)->SetObjectArrayElement(args, i, _obj);

    }

    //返回object数组

    return args;

}

//将jstring类型转换成windows类型

char* jstringToWindows( JNIEnv *env, jstring jstr )

{

    int length = (env)->GetStringLength(jstr );

    const jchar* jcstr = (env)->GetStringChars(jstr, 0 );

    char* rtn = (char*)malloc( length*2+1 );

    int size = 0;

    size = WideCharToMultiByte( CP_ACP, 0, (LPCWSTR)jcstr, length, rtn,(length*2+1), NULL, NULL );

    if( size <= 0 )

        return NULL;

    (env)->ReleaseStringChars(jstr, jcstr );

    rtn[size] = 0;

    return rtn;

}

//将windows类型转换成jstring类型

jstring WindowsTojstring( JNIEnv* env, char* str )

{

    jstring rtn = 0;

    int slen = strlen(str);

    unsigned short * buffer = 0;

    if( slen == 0 )

        rtn = (env)->NewStringUTF(str );

    else

    {

        int length = MultiByteToWideChar( CP_ACP, 0, (LPCSTR)str, slen, NULL, 0 );

        buffer = (unsigned short *)malloc( length*2 + 1 );

        if( MultiByteToWideChar( CP_ACP, 0, (LPCSTR)str, slen, (LPWSTR)buffer, length ) >0 )

            rtn = (env)->NewString( (jchar*)buffer, length );

    }

    if( buffer )

        free( buffer );

    return rtn;

}

Java 测试native代码

这没有什么多说的，看代码吧

//主测试程序

    public static void main(String[] args) {

        ChangeMethodFromJni changeJni = new ChangeMethodFromJni();

        //输入常用的数值类型(string int boolean)

        System.out

                .println("------------------输入常用的数值类型(string int boolean)-----------");

        changeJni.displayParms("Hello World!", 100, true);

        //调用一个静态方法

        System.out.println("------------------调用一个静态方法-----------");

        int ret = changeJni.add(12, 20);

        System.out.println("The result is: " + String.valueOf(ret));

        //输入一个数组

        System.out.println("------------------输入一个数组-----------");

        boolean[] blList = new boolean[] { true, false, true };

        changeJni.setArray(blList);

        //返回一个字符串数组

        System.out.println("------------------返回一个字符串数组-----------");

        String[] strList = changeJni.getStringArray();

        for (int i = 0; i < strList.length; i++) {

            System.out.print(strList[i]);

        }

        System.out.println();

        System.out.println("------------------返回一个结构-----------");

        //返回一个结构

        DiskInfo disk = changeJni.getStruct();

        System.out.println("name:" + disk.name);

        System.out.println("Serial:" + disk.serial);

        //返回一个结构数组

        System.out.println("------------------返回一个结构数组 -----------");

        DiskInfo[] diskList = changeJni.getStructArray();

        for (int i = 0; i < diskList.length; i++) {

            System.out.println("name:" + diskList[i].name);

            System.out.println("Serial:" + diskList[i].serial);

        }

    }