java初探native

最近碰见一个java中一个native关键字，不知道是干什么的，如下：

public native String FileName(String strURL);
    static{
        System.loadLibrary("fill-jni");
    }

上网查了下，在众多的参考资料中，下面这个链接写的还是蛮不错的：

http://blog.csdn.net/xw13106209/article/details/6989415

以下为转载，其中部分有备注（红色字体部分），记录一下遇到的问题。

2.1.native关键字用法

native是与C++联合开发的时候用的！使用native关键字说明这个方法是原生函数，也就是这个方法是用C/C++语言实现的，并且被编译成了DLL，由java去调用。 这些函数的实现体在DLL中，JDK的源代码中并不包含，你应该是看不到的。对于不同的平台它们也是不同的。这也是java的底层机制，实际上java就是在不同的平台上调用不同的native方法实现对操作系统的访问的。总而言之：

  1. native 是用做java 和其他语言（如c++）进行协作时使用的，也就是native 后的函数的实现不是用java写的。
  2. 既然都不是java，那就别管它的源代码了，我们只需要知道这个方法已经被实现即可。
  3. native的意思就是通知操作系统， 这个函数你必须给我实现，因为我要使用。 所以native关键字的函数都是操作系统实现的， java只能调用。
  4. java是跨平台的语言，既然是跨了平台，所付出的代价就是牺牲一些对底层的控制，而java要实现对底层的控制，就需要一些其他语言的帮助，这个就是native的作用了
2.2JNI简介

native方法是通过java中的JNI实现的。JNI是Java Native Interface的 缩写。从Java 1.1开始，Java Native Interface (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，比如，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。JNI标准至少保证本地代码能工作在任何Java 虚拟机实现下。

目前java与dll交互的技术主要有3种：jni，jawin和jacob。Jni（Java Native Interface）是sun提供的java与系统中的原生方法交互的技术（在windowslinux系统中，实现java与native method互调）。目前只能由c/c++实现。后两个都是sourceforge上的开源项目，同时也都是基于jni技术的windows系统上的一个应用库。Jacob（Java-Com Bridge）提供了java程序调用microsoft的com对象中的方法的能力。而除了com对象外，jawin（Java/Win32 integration project）还可以win32-dll动态链接库中的方法。就功能而言：jni >> jawin>jacob，其大致的结构如下图：

就易用性而言，正好相反：jacob>jawin>>jni。

Jvm封装了各种操作系统实际的差异性的同时，提供了jni技术，使得开发者可以通过java程序（代码）调用到操作系统相关的技术实现的库函数，从而与其他技术和系统交互，使用其他技术实现的系统的功能；同时其他技术和系统也可以通过jni提供的相应原生接口开调用java应用系统内部实现的功能。

在windows系统上，一般可执行的应用程序都是基于native的PE结构，windows上的jvm也是基于native结构实现的。Java应用体系都是构建于jvm之上。

Jni对于应用本身来说，可以看做一个代理模式。对于开发者来说，需要使用c/c++来实现一个代理程序（jni程序）来实际操作目标原生函数，java程序中则是jvm通过加载并调用此jni程序来间接地调用目标原生函数。

2.3JN的书写步骤
  1. 编写带有native声明的方法的java类，生成.java文件
  2. 使用javac命令编译所编写的java类，生成.class文件
  3. 使用javah -jni java类名生成扩展名为h的头文件，也即生成.h文件
  4. 使用C/C++（或者其他编程想语言）实现本地方法，创建.h文件的实现，也就是创建.cpp文件实现.h文件中的方法
  5. 将C/C++编写的文件生成动态连接库，生成dll文件

3.JNI实例

下列是所有操作都是在目录：D:JNI 下进行的，这样做的好处是便于控制。还有另外一个要求是我们的java类不含包名，当前我只测试成功不含包名的类型。

3.1.编写带有native声明的方法的java类：HelloWorld.java

[java] view plaincopy

  1. public class HelloWorld { 
  2. public native void displayHelloWorld();// java native方法申明
  4. static { 
  5.         System.loadLibrary("HelloWorldImpl");// 装入动态链接库，"HelloWorldImpl"是要装入的动态链接库名称。
  6.     } 
  8. public static void main(String[] args) { 
  9. // TODO Auto-generated method stub
  10.         HelloWorld helloWorld = new HelloWorld(); 
  11.         helloWorld.displayHelloWorld(); 
  12.     } 
  13. } 
3.2.使用javac命令编译所编写的java类

[java] view plaincopy

  1. d:JNI>javac HelloWorld.java 

执行完上述命令以后生成D:JNIHelloWorld.class文件

注：在这一步中遇到了一个从来没有遇到过的错误，我是用过notepad++写的上面程序，用这个命令编译后出现下面的错误：

error

原因是因为我使用的notepad++编码方式是UTF-8，改成ANSI编码方式后就可以解决上面的问题了。

3.3.使用javah -jni java类名生成扩展名为h的头文件

[java] view plaincopy

  1. d:JNI>javah -jni HelloWorld 

注：使用javah/h 可以查看帮助。如下：

用法:
  javah [options] <classes>其中, [options] 包括:
  -o <file>                输出文件 (只能使用 -d 或 -o 之一)
  -d <dir>                 输出目录
  -v  -verbose             启用详细输出
  -h  --help  -?           输出此消息
  -version                 输出版本信息
  -jni                     生成 JNI 样式的标头文件 (默认值)
  -force                   始终写入输出文件
  -classpath <path>        从中加载类的路径
  -bootclasspath <path>    从中加载引导类的路径
<classes> 是使用其全限定名称指定的
(例如, java.lang.Object)。

执行完上述命令以后生成D:JNIHelloWorld.h文件，该文件内容如下：

[java] view plaincopy

  1. /* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
  2. #include <jni.h> 
  3. /* Header for class HelloWorld */
  5. #ifndef _Included_HelloWorld 
  6. #define _Included_HelloWorld 
  7. #ifdef __cplusplus 
  8. extern "C" { 
  9. #endif 
  10. /*
  11. * Class:     HelloWorld
  12. * Method:    displayHelloWorld
  13. * Signature: ()V
  14. */
  15. JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloWorld_displayHelloWorld 
  16.   (JNIEnv *, jobject); 
  18. #ifdef __cplusplus 
  19. } 
  20. #endif 
  21. #endif 

这里我们可以这样理解：这个h文件相当于我们在java里面的接口，这里声明了一个 Java_HelloWorld_displayHelloWorld (JNIEnv *, jobject);方法，然后在我们的本地方法里面实现这个方法，也就是说我们在编写C/C++程序的时候所使用的方法名必须和这里的一致

3.4.使用C/C++实现本地方法

创建HelloWorldImpl.cpp，代码如下所示：

[java] view plaincopy

  1. #include "HelloWorld.h"
  2. #include <stdio.h> 
  3. #include <jni.h> 
  4. /*
  5. * Class:     HelloWorld
  6. * Method:    displayHelloWorld
  7. * Signature: ()V
  8. */
  9. JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloWorld_displayHelloWorld 
  10.   (JNIEnv *, jobject) 
  11. { 
  12.     printf("Hello World! "); 
  13. return; 
  14. } 
注：这个程序编译时提示错误，
image

好吧，错误还真不少，我的路走的还挺坎坷……找啊，找啊……找到的解决方法如下：

找到你的虚拟机安装目录，将其下面的三个文件，如下：

jdkincludejni.h

jdkincludewin32jawt_md.h

jdkincludewin32jni_md.h

分别复制它们到vc目录下的include文件夹下，一定是include文件夹啊，里面有好多的.h文件……

然后再运行，就没有错了，如果你在这儿不修正这个错误，下面在你编译dll文件的时候，还得修复！

3.5.将C/C++编写的文件生成动态连接库

将D:Program FilesJavajdk1.6.0_26includejni.h和D:Program FilesJavajdk1.6.0_26includewin32jni_md.h这两个文件拷贝到D:JNI目录下。与HelloWorldImpl.cpp同目录，目录结构如下图所示：

3.7 执行 cl/LD D:JNIHelloWorldImpl.cpp  得到HelloWorldImpl.dll文件

我使用的是visual studio 2010，要使用其中的cl命令，必须打开visual studio 命令行，如下图所示：

然后再命令行中输入如下命令

[java] view plaincopy

  1. cl/LD D:JNIHelloWorldImpl.cpp   

具体如下图所示：


执行完上述命令以后，我们在C:Program Files (x86)Microsoft Visual Studio 10.0VC可以看到生成的四个文件，分别是：

  • HelloWorldImpl.dll
  • HelloWorldImpl.exp
  • HelloWorldImpl.lib
  • HelloWorldImpl.obj

将其中的HelloWorldImpl.dll拷贝到D:JNI目录下。

注：如果你找不到这四个文件，将目录向上推一级吧……或许你就看到了……

3.8.执行class得到结果

在cmd中运行：

[java] view plaincopy

  1. d:JNI>java HelloWorld 

具体如下图所示：

注：人生之路太坎坷啊，我不就是想了解一下native是干啥嘛，此处又让我遇到了一个坎儿，报错如下：

image

我真想说一句，你妹的。解决方案是……网上说，换虚拟机，因为我的虚拟机是64位的，32位的dll文件不能运行。解决方法如下：

解决方法来自：http://blog.csdn.net/gumanren/article/details/6455991

1.重新下载一个32位的虚拟机，例如：jre-6u23-windows-i586.exe
2.安装虚拟机，目录所在位置——例如：C:/Java/jre-6u23-windows-i586
2.卸载WTK
3.安装WTK，虚拟机地址，选择2步骤，的目录地址
4.重启eclipse，找到设备管理器，更新模拟器位置。
5.OK！

到底能不能ok我是没有时间去试验了……暂时还不想重新装虚拟机……还有好多事情要忙……所以初探java的native到此结束……

希望可以对你有帮助，嘿嘿……按照这位仁兄写的东西，文件已经整出来了，如下：

image

就是因为虚拟机不兼容问题运行不了，我打包一下放在csdn论坛里，你可以下载一下，但是你的虚拟机得是32位啊，要不然，你下载了也白下……

下载地址：http://download.csdn.net/detail/still_ice_water/6363107

4.在eclipse下运行

  • 4.1在eclipse下创建一个叫做jnitest的project
  • 4.2添加一个同3.1一样的HelloWorld.java
  • 4.3保存HelloWorld.java以后在jnitestin目录下会生成HelloWorld.class。
  • 4.4根据根据HelloWorld.class生成HelloWorld.h文件
  • 4.5创建HelloWorldImpl.cpp来实现HelloWorld.h中的方法
  • 4.6使用Visual studio 2010生成HelloWorldImpl.dll
  • 4.7在Eclipse中运行HelloWorld程序，报错如下：

[java] view plaincopy

  1. java.lang.UnsatisfiedLinkError: no HelloWorldImpl in java.library.path 
  2.     at java.lang.ClassLoader.loadLibrary(ClassLoader.java:1738) 
  3.     at java.lang.Runtime.loadLibrary0(Runtime.java:823) 
  4.     at java.lang.System.loadLibrary(System.java:1028) 
  5.     at HelloWorld.<clinit>(HelloWorld.java:6) 
  • 4.8将HelloWorldImpl.dll拷贝到C:WindowsSystem32
  • 4.9再次执行HelloWorld程序，程序正常运行，console输出“Hello World!”


作者：KillerLegend
出处：http://www.cnblogs.com/KillerLegend/
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