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JNI 调用

JNI 调用

作者: wind_sky | 来源:发表于2019-08-08 10:51 被阅读0次

一. 简介

JNI 是Java Native Interface的缩写,它提供了若干的API 实现了Java和其他语言的通信(主要是C&C++)。从Java1.1开始,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。JNI一开始是为了本地已编译语言,尤其是C和C++而设计的,但是它并不妨碍你使用其他编程语言,只要调用约定受支持就可以了。使用java与本地已编译的代码交互,通常会丧失平台可移植性。但是,有些情况下这样做是可以接受的,甚至是必须的。例如,使用一些旧的库,与硬件、操作系统进行交互,或者为了提高程序的性能。

二. 编写

写一个调用本地方法的类主要有以下步骤:

1. 编写一个声明了native 方法的类
public class JniCall {
    static {
        File file = new File("src/main/java/libtest.so");
        System.load(file.getAbsolutePath());        // 加载本地库
        // System.loadLibrary("libtest");           // 也是加载库,和上一个方法有些区别,稍后再说
    }
    public JniCall() {
    }
    public static native void sayHello();           // 声明native 方法
}
2. 使用javac 命令编译上面的类
javac JniCall.java
3. 使用javah 命令生成头文件
javah com.xxx.JniCall

注意: 在命令中使用的是类的全限定名,所以这个命令要在com 的上一级目录执行。

执行完这个命令之后会生成一个头文件,头文件里会声明Java 类中声明的方法,如下

#include <jni.h>
/* Header for class com_sankuai_meituan_dataopt_JniCall */

#ifndef _Included_com_sankuai_meituan_dataopt_JniCall
#define _Included_com_sankuai_meituan_dataopt_JniCall
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
 * Class:     com_sankuai_meituan_dataopt_JniCall
 * Method:    sayHello
 * Signature: ()V
 */
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_sankuai_meituan_dataopt_JniCall_sayHello            // 生成的方法
  (JNIEnv *, jobject);

#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif
4. 使用C/C++实现本地方法

经过上一步,我们就可以创建一个c 文件来实现这个方法了

#include "com_sankuai_meituan_dataopt_JniCall.h"

JNIEXPORT void JNICALL Java_com_sankuai_meituan_dataopt_JniCall_sayHello(JNIEnv * env, jobject obj) {       // 自己实现
    printf("hello world\n");
}
5. 使用gcc 命令编译c 文件
gcc -c test.c

当使用这个命令时,可能遇到这样的错误:

fatal error: 'jni.h' file not found

说是找不到jni.h 这个头文件,这是因为com_sankuai_meituan_dataopt_JniCall.h 中使用了#include<jni.h>, gcc默认找include 的目录是"/usr/include",在这个目录下是找不到jni.h文件的,而在Linux 系统中还会出现找不到jni_md.h 这个文件,这两个头文件的位置分别是:

JAVA_HOME/include             // jni.h
JAVA_HOME/include/linux       // jni_md.h

比如,在Mac 系统中jni.h 文件的路径就是 JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_161.jdk/Contents/Home/include,

而要指定包含的头文件jni.h 的位置,应该加“-I <dir>”参数,如果有多个路径就用多个 -I 。所以命令如下:

gcc -I /Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_161.jdk/Contents/Home/include/ -c test.c

这时就会编译完成生成test.o 文件

6. 使用gcc 命令将编译过的 o 文件生成库文件
gcc -shared test.o -o libtest.so

执行完就会生成一个 so 库,这时调用第一步创建的类的方法就会调用native 的实现。

注意:

  • Linux 下:一定要将本地库命名成libxxx.so 的形式,"xxx"是你在System.loadLibrary("xxx") 中用到的加载库名称。
  • Windows 下:一定要将本地库命名成xxx.dll的形式(没有前边的lib三个字母),"xxx" 是你在System.loadLibrary("xxx") 中用到的加载库名称。

编写测试代码:

@Test
public void testJNI() {
    JniCall.sayHello();
}

这时,如果JniCall 中加载本地库使用的是 System.loadLibrary("libtest"); 就会抛出异常

java.lang.UnsatisfiedLinkError: no test in java.library.path

    at java.lang.ClassLoader.loadLibrary(ClassLoader.java:1867)
    at java.lang.Runtime.loadLibrary0(Runtime.java:870)
    at java.lang.System.loadLibrary(System.java:1122)

那是因为 java.library.path (Java 加载本地库的地址)中并不存在当前的目录,所以要想让Java 找到这个库,可以进行如下操作:

1. 拷贝libxxx.so 或xxx.dll 到java.library.path 指向的某个目录下面(可以通过System.out.println( System.getProperty("java.library.path")) 查看)

2. 命令行执行,java -Djava.library.path=/test/libs(path后是库的路径)

3. 设置系统环境变量

4. 改用System.load(“”) 方法,该方法传递一个so 库的绝对路径

三. jni 其他

上面只是简单介绍了编写native 方法的一个流程,关于jni 调用,还有许多深层次的东西,比如Java 类型和c、c++ 类型之间的转换,对象的传递、多线程等,可以参考以下几篇文章:

JNI完全手册
JNI 实战全面解析
JNI教程与技术手册

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