JNI 开发流程

一、C 语言执行的流程

1. 编辑：编写代码的过程。
2. 预编译（预处理）：为编译做准备工作，完成代码文本的替换工作。
3. 编译：形成目标代码(.obj)。
4. 连接：将目标代码与C 函数库连接合并，形成最终的可执行文件。
5. 执行：执行可执行文件。

二、头文件

1、头文件的作用

头文件告诉编译器有这样一个函数，连接器负责找到这个函数的实现

2、自定义头文件

*注：开发工具为 Visual Studio 2017

1、创建 .h 文件，对相应方法进行声明。

例如：创建 math.h

#ifndef _MATH_H  //如果没有定义 _MATH_H 标识
#define _MATH_H  //定义 _MATH_H 标识
int add(int, int, int);
#endif

或

//该头文件只被包含一次，让编译器自己处理好循环包含问题
#pragma once 
int add(int, int, int);

2、在 .h 文件同级目录下创建对应的 .c 文件，对 .h 文件中声明的方法进行实现。

例如：创建 head.c

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include "math.h"
#include <stdio.h>

int add(int a, int b, int c){
   int result = 0;
   result = a + b + c;
   return result;
}

3、创建一个C文件，进行验证头文件是否编写成功。

例如：创建 test.c

#include<stdio.h>
#include "math.h"


void main(){
    int a = 3, b = 4, c = 5, result = 0;
    result = add(a, b, c);
    printf("The result is %d!\n", result);
    system("pause");
}

三、define 指令

1、define 指令的作用

1. define 指令用来定义标识；
   如： #ifdef __cplusplus 标识支持C++语法；防止文件重复引入
2. define 指令用来定义常数；如：#define MAX 100
3. define 指令用来定义“宏函数”。
   如：

void jni_read(){
    printf("read\n");
}

void jni_write(){
    printf("write\n");
}

//宏函数
#define jin(NAME) jni_##NAME();

void main(){
    jni(read);
    jni(write);
    getchar();
}

日志输出示例：

//__VA_ARGS__    可变参数
#define LOG(FOTMAT,...) printf(##FOTMAT,__VA_ARGS__);printf("\n");

void main(){
    LOG("%s: %d","size",99);
    getchar();
}

四、JNI (Java Native Interface)

1、定义

**Java 调用C/C++或者C/C++调用 Java 的一套 API **

2、Java调用C/C++项目开发步骤（Windows系统下）

• 编写native方法

package com.example.jni;
public class JNITest {

    public native static String getStringFromC();
    
    public static void main(String[] args){

    }
}

• javah命令，生成.h文件

javah com.example.jni.JNITest
//生成 com_example_jni_JNITest.h 文件

• 复制.h头文件到CPP工程中
• 复制jni.h和jni_md.h文件到CPP工程中
• 实现.h头文件中声明的函数；C函数名称：Java_完整类名_函数名

//JNITest.c
#include "com_example_jni_JNITest.h"

JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_example_jni_JNITest_getStringFromC
(JNIEnv *jEnv, jclass jcls) {
    //简单实现，将C的字符传转成Java的字符串
    return (*jEnv)->NewStringUTF(jEnv, "C String");

}

• 生成动态库.dll文件(Windows环境下默认dll，Linux环境下默认为so)
• 配置D:\dll 目录到环境变量，并将刚刚生成的 .dll 文件复制到D:\dll 目录下；或者复制到项目根目录下；
• 重启Eclipse，使用IDEA的需要在项目运行配置中的 VM options 中增加配置：

// VM options:
-Djava.library.path=D:\dll

五、JNIEnv

1、JNIEnv 是什么

• 在C语言中JNIEnv是一个结构体指针，代表Java运行环境，主要是调用Java中的代码，在上面JNITest.c中实现函数声明的时候，jEnv 是一个二级指针

//JNITest.c
#include "com_example_jni_JNITest.h"

JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_example_jni_JNITest_getStringFromC
(JNIEnv *jEnv, jclass jcls) {
    //简单实现，将C的字符传转成Java的字符串
    return (*jEnv)->NewStringUTF(jEnv, "C String");

}

• 在C++中JNIEnv是一个结构体的别名，代表Java运行环境，主要是调用Java中的代码，jEnv 是一个结构体的一级指针

//JNITest.cpp
#include "com_example_jni_JNITest.h"

JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_example_jni_JNITest_getStringFromC
(JNIEnv *jEnv, jclass jcls) {
    //简单实现，将C的字符传转成Java的字符串
    return jEnv->NewStringUTF("C String");

}

模拟C 的实现

//JNIEnv 是结构体指针的别名
typedef struct JNINativeInferface_* JNIEnv;
//结构体
struct JNINativeInferface_{
    char* (*NewStringUTF)(JNIEnv*,char*);
};

//函数实现
char* NewStringUTF(JNIEnv* env,char* str){
    return str;
}

void main(){
    //实例化结构体
    struct JNINativeInferface_ struct_env;
    struct_env.NewStringUTF = NewStringUTF;
    
    //结构体指针
    JNIEnv e = &struct_env;
    //结构体的二级指针
    JNIEnv *env = &e;
    //通过二级指针调用函数
    char* str = (*env)->NewStringUTF(env,"Hello");
    printf("str = %s\n",str);
    getchar();
}

2、JNIEnv 调用函数时C和C++的区别

• C 中需要传入 JNIEnv ，因为函数执行过程中需要 JNIEnv
• C++ 中不需要传入 JNIEnv ，是因为C++中有 this，相当与JNIEnv
• C++只是针对C的那一套进行分装，给一个变量赋值为指针，这个变量是二级指针

六、jclass

每个native函数（C中的函数），都至少有两个参数(JNIEnv* jclass或者jobject)。

• 当native方法为静态方法时：jclass代表native 方法所属类的class对象（JNITest.class）；
• 当 native 方法为非静态方法时：jobject 代表 native 方法所属的对象。