怎么在Java中调用C/C++本地库
本篇内容介绍了“怎么在Java中调用C/C++本地库”的有关知识，在实际案例的操作过程中，不少人都会遇到这样的困境，接下来就让小编带领大家学习一下如何处理这些情况吧！希望大家仔细阅读，能够学有所成！
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编写Java类
我们来编写一个Sample1的java类
public class Sample1 { public native int intMethod(int n); public native boolean booleanMethod(boolean bool); public native String stringMethod(String text); public native int intArrayMethod(int[] intArray); public static void main(String[] args) { System.loadLibrary("Sample1"); Sample1 sample = new Sample1(); int square = sample.intMethod(5); boolean bool = sample.booleanMethod(true); String text = sample.stringMethod("Java"); int sum = sample.intArrayMethod(new int[]{1,2,3,4,5,8,13}); System.out.println("intMethod: " + square); System.out.println("booleanMethod: " + bool); System.out.println("stringMethod: " + text); System.out.println("intArrayMethod: " + sum); } }上面有4个native方法, 分别是4种类型的参数, int, boolean, String, int[].
其中有一句比较重要, 这句话加载了动态类库
System.loadLibrary("Sample1");在windows下加载的就是Sample1.dll, 在linux下加载的就是Sample1.so。
本文使用的windowws, 所以后面使用Sample1.dll来表示Sample1动态链接库。
注意：不可以在代码中写上后缀dll或so. 还要保证Sample1.dll在path路径中. 这个Sample1.dll是我们后面需要编译出来的东西。
4个native方法就是我们需要用C来实现的方法。
编译Sample1.java, 使用命令行(windows是cmd, linux下一般是bash)
>javac Sample1.java
可以看到Sample1.class文件
使用javah生成头文件
在命令行中运行
>javah Sample1
可以在目录下看到一个新文件Sample1.h
/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */ #include/* Header for class Sample1 */ #ifndef _Included_Sample1 #define _Included_Sample1 #ifdef __cplusplus extern "C" { #endif /* * Class: Sample1 * Method: intMethod * Signature: (I)I */ JNIEXPORT jint JNICALL Java_Sample1_intMethod (JNIEnv *, jobject, jint); /* * Class: Sample1 * Method: booleanMethod * Signature: (Z)Z */ JNIEXPORT jboolean JNICALL Java_Sample1_booleanMethod (JNIEnv *, jobject, jboolean); /* * Class: Sample1 * Method: stringMethod * Signature: (Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String; */ JNIEXPORT jstring JNICALL Java_Sample1_stringMethod (JNIEnv *, jobject, jstring); /* * Class: Sample1 * Method: intArrayMethod * Signature: ([I)I */ JNIEXPORT jint JNICALL Java_Sample1_intArrayMethod (JNIEnv *, jobject, jintArray); #ifdef __cplusplus } #endif #endif
我们可以看到其中有四个函数声明, Java_完整类名_方法名, 完整类名包括了包名, 例如demo.Sample1是完整类名, 对应的这里就是demo_Sample1.
在注释中我们可以看到这样一个东西 Signature, 这个是方法的签名. 关于Signature, 下面通过一个表格来说明。
| java类型 | Signature | 备注 |
| boolean | Z | |
| byte | B | |
| char | C | |
| short | S | |
| int | I | |
| long | L | |
| float | F | |
| double | D | |
| void | V | |
| object | L用/分割的完整类名 | 例如: Ljava/lang/String表示String类型 |
| Array | [签名 | 例如: [I表示int数组, [Ljava/lang/String表示String数组 |
| Method | (参数签名)返回类型签名 | 例如: ([I)I表示参数类型为int数组, 返回int类型的方法 |
上面头文件的***个函数声明
JNIEXPORT jint JNICALL Java_Sample1_intMethod (JNIEnv *, jobject, jint);
注释中的签名是 Signature: (I)I
在每个函数的参数列表中都有JNIEnv *和 jobject两个参数, 这两个参数稍候说明。
实现头文件中的函数
可以使用C语言来实现, 也可以使用C++来实现, 下面先说说C语言的实现。
#include "Sample1.h" #includeJNIEXPORT jint JNICALL Java_Sample1_intMethod (JNIEnv *env, jobject obj, jint num) { return num * num; } JNIEXPORT jboolean JNICALL Java_Sample1_booleanMethod (JNIEnv *env, jobject obj, jboolean boolean) { return !boolean; } JNIEXPORT jstring JNICALL Java_Sample1_stringMethod (JNIEnv *env, jobject obj, jstring string) { const char* str = (*env)->GetStringUTFChars(env, string, 0); char cap[128]; strcpy(cap, str); (*env)->ReleaseStringUTFChars(env, string, 0); return (*env)->NewStringUTF(env, strupr(cap)); } JNIEXPORT jint JNICALL Java_Sample1_intArrayMethod (JNIEnv *env, jobject obj, jintArray array) { int i, sum = 0; jsize len = (*env)->GetArrayLength(env, array); jint *body = (*env)->GetIntArrayElements(env, array, 0); for (i = 0; i < len; ++i) { sum += body[i]; } (*env)->ReleaseIntArrayElements(env, array, body, 0); return sum; }
(*env)->GetStringUTFChars()这个方法, 是用来在Java和C之间转换字符串的, 因为Java本身都使用了双字节的字符, 而C语言本身都是单字节的字符, 所以需要进行转换.
JNIEnv *是每个函数都有的参数, 它包含了很多有用的方法, 使用起来类似Java的反射, 也提供了这样一个编码转换的函数.
GetStringUTFChars()和NewStringUTF(), ***个是从UTF8转换为C的编码格式, 第二个是根据C的字符串返回一个UTF8字符串.
ReleaseStringUTFChars()是用来释放对象的, 在Java中有虚拟机进行垃圾回收, 但是在C语言中, 这些对象必须手动回收. 否则可能造成内存泄漏.
函数的名字一眼看到就可以猜出功能, jni.h中的大部分函数名都是这样.
如果是C++的话, 这段代码该怎么写?
下面是C++的代码
#include "Sample1.h" #includeJNIEXPORT jint JNICALL Java_Sample1_intMethod (JNIEnv *env, jobject obj, jint num) { return num * num; } JNIEXPORT jboolean JNICALL Java_Sample1_booleanMethod (JNIEnv *env, jobject obj, jboolean boolean) { return !boolean; } JNIEXPORT jstring JNICALL Java_Sample1_stringMethod (JNIEnv *env, jobject obj, jstring string) { const char* str = env->GetStringUTFChars(string, 0); char cap[128]; strcpy(cap, str); env->ReleaseStringUTFChars(string, 0); return env->NewStringUTF(strupr(cap)); } JNIEXPORT jint JNICALL Java_Sample1_intArrayMethod (JNIEnv *env, jobject obj, jintArray array) { int i, sum = 0; jsize len = env->GetArrayLength(array); jint *body = env->GetIntArrayElements(array, 0); for (i = 0; i < len; ++i) { sum += body[i]; } env->ReleaseIntArrayElements(array, body, 0); return sum; }
上述两端代码非常相似, 只有一个不同点
C代码: (*env)->GetStringUTFChars(env, string, 0);
C++代码: env->GetStringUTFChars(string, 0);
C语言中使用的是结构体的函数指针, 而在C++中使用的还是struct, 我们知道struct在C++中和class的功能是几乎一样的, struct也可以用来定义类, 所以env在C++中是个类对象的指针.
编译和运行
这里使用的是微软编译器, 编译C语言版的dll
>cl -I%JAVA_HOME%\include -I%JAVA_HOME%\include\win32 -LD Sample1.c -FeSample1.dll
编译C++版本的dll
>cl -I%JAVA_HOME%\include -I%JAVA_HOME%\include\win32 -LD Sample1.cpp -FeSample1.dll
运行
>java Sample1
注意: 64位版本的JDK可能会在运行时报错:
java.lang.UnsatisfiedLinkError: ...Sample1.dll: Can't load IA 32-bit .dll on a AMD 64-bit platform
如果您有这样的错误, 请使用32位的JDK来重新运行.
运行结果如下：
intMethod: 25 booleanMethod: false stringMethod: JAVA intArrayMethod: 36
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