Java调用C函数

一、关于JNI

JNI( Java Native Interface )主要是实现Java和C/C++语言之间的通信。

Java通过JNI调用本地方法，而本地方法是以库文件的形式存放的（在WINDOWS平台上是DLL文件形式，在UNIX机器上是SO文件形式）。通过调用本地的库文件的内部方法，使Java可以实现和本地机器的紧密联系，调用系统级的各接口方法。

二、实现步骤

(1)把Java中需要的调用的方法加上native关键字，封装到一个类里边。例如：

 1 //文件：Ctest.java
 2 public class Ctest{
 3     static
 4     {
 5         System.loadLibrary("myself");
 6     }
 7     public native void testJNI();     //声明
 8     public static void main(String[] args) 
 9     {        
10         Ctest test=new Ctest ();
11         test. testJNI ();
12     }
13 }

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注意：全局类要用类名来定义文件名

(2)使用javac Ctest.java编译代码，生成对应的类文件Ctest.class。

(3)使用javah Ctest生成Ctest.h文件，javah后边跟的是类名字，.h文件里边就是使用jni规则定义的C语言与Java的接口。内容如下：

 1 /* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
 2 #include <jni.h>
 3 /* Header for class Ctest */
 4 
 5 #ifndef _Included_Ctest
 6 #define _Included_Ctest
 7 #ifdef __cplusplus
 8 extern "C" {
 9 #endif
10 /*
11  * Class:     Ctest
12  * Method:    testJNI
13  * Signature: ()V
14  */
15 JNIEXPORT void JNICALL Java_Ctest_testJNI(JNIEnv *, jobject);
16 
17 #ifdef __cplusplus
18 }
19 #endif
20 #endif

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(4)根据Ctest.h中函数的声明来实现函数的定义，编写xxx.c文件，把Ctest.h包含进去即可。

1 #include <stdio.h>
2 #include "Ctest.h"
3 JNIEXPORT void JNICALL Java_Ctest_testJNI(JNIEnv *env, jobject obj)
4 {
5     printf("
testing jni .............
");
6     printf(".........................
");
7 }

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(5)编译c文件，生成动态链接库.so文件

寻找jni.h和jni_md.h头文件路径：find / -name “*jni.h*”

Ubuntu12.04系统上：/usr/lib/jvm/java-6-openjdk-amd64/include/ 和

/usr/lib/jvm/java-6-openjdk-amd64/include/linux/

树莓派系统上：/usr/lib/jvm/jdk-8-oracle-arm-vfp-hflt/include/ 和

/usr/lib/jvm/jdk-8-oracle-arm-vfp-hflt/include/linux/

Makefile内容：

1 libmyself.so:myself.o
2     gcc -Wall -rdynamic -shared -o libmyself.so myself.o
3 %.o:%.c
4     gcc -I/usr/lib/jvm/jdk-8-oracle-arm-vfp-hflt/include/ -I/usr/lib/jvm/jdk-8-oracle-arm-vfp-hflt/include/linux/ -fPIC -c -o $@ $^
5 clean: 
6     rm -rf *.o *.so

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(6)测试结果：完成

三、问题解决

问1.什么是JDK？如何选择版本？

答1. (Java Development Kit) Java语言的软件开发工具包，主要用来编译Java程序；版本选择：

①SE(J2SE)，standard edition，标准版，是我们通常用的一个版本，从JDK 5.0开始，改名为Java SE。

②EE(J2EE)，enterprise edition，企业版，使用这种JDK开发J2EE应用程序，从JDK 5.0开始，改名为Java EE。

③ME(J2ME)，micro edition，主要用于移动设备、嵌入式设备上的java应用程序，从JDK 5.0开始，改名为Java ME。

问2.JDK的组成有哪些？

答2. javac – 编译器，将源程序转成字节码

jar – 打包工具，将相关的类文件打包成一个文件

javadoc – 文档生成器，从源码注释中提取文档

jdb – debugger，查错工具

java – 运行编译后的java程序（.class后缀的）

appletviewer：小程序浏览器，一种执行HTML文件上的Java小程序的Java浏览器。

Javah：产生可以调用Java过程的C过程，或建立能被Java程序调用的C过程的头文件。

Javap：Java反汇编器，显示编译类文件中的可访问功能和数据，同时显示字节代码含义。

Jconsole: Java进行系统调试和监控的工具

问3.Java和C语言之间的基本数据类型是如何进行转换的？

答3.参考这篇博文http://blog.csdn.net/xyang81/article/details/42047899

问4.Java是如何读C的数组的？又是如何把值写到C语言的数组里？

答4.通过jni.h头文件中的函数来实现数据的传递。例如：

 1 //file:testJNI.java
 2 import java.util.Arrays;
 3 public class testJNI{
 4     static
 5     {
 6         System.loadLibrary("myself");
 7     }
 8     private byte[] mybuf;
 9     
10     public native void setBuffer(byte[] buffer,int len);
11     public native byte[] getBuffer(); 
12     public testJNI()
13     {
14         mybuf = new byte[30];
15     }
16     public static void main(String[] args) 
17     {
18         int i;
19         byte a;
20         byte[] pbuf;
21         a = 'e';
22         testJNI test=new testJNI();
23         for(i=0;i<10;i++)
24             test.mybuf[i] = a;
25         test.setBuffer(test.mybuf,10);
26         pbuf = test.getBuffer();
27         for(i=0; i<10; i++)  
28             System.out.print(pbuf[i]+",");
29         System.out.print('
');
30     }
31 }

testJNI.java代码折叠

 1 /* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
 2 #include <jni.h>
 3 /* Header for class testJNI */
 4 
 5 #ifndef _Included_testJNI
 6 #define _Included_testJNI
 7 #ifdef __cplusplus
 8 extern "C" {
 9 #endif
10 /*
11  * Class:     testJNI
12  * Method:    setBuffer
13  * Signature: ([BI)V
14  */
15 JNIEXPORT void JNICALL Java_testJNI_setBuffer(JNIEnv *, jobject, jbyteArray, jint);
16 
17 /*
18  * Class:     testJNI
19  * Method:    getBuffer
20  * Signature: ()[B
21  */
22 JNIEXPORT jbyteArray JNICALL Java_testJNI_getBuffer(JNIEnv *, jobject);
23 
24 #ifdef __cplusplus
25 }
26 #endif
27 #endif

testJNI.java代码折叠

 1 #include <stdio.h>
 2 #include "testJNI.h"
 3 
 4 JNIEXPORT void JNICALL Java_testJNI_setBuffer(JNIEnv *env, jobject obj, jbyteArray buffer, jint len)
 5 {
 6     int i;
 7     char table[30];
 8     char *ptab;
 9     printf("
testing jni array.............
");
10     
11     //这个函数是将java里的数组拷贝到C这边，执行完table获得java传过来的数组值
12     (*env)->GetByteArrayRegion(env,buffer,0,len,table);
13     for(i=0;i<len;i++)
14         printf("table[%d]=%c,",i,table[i]);
15     printf("
");
16     /*
17      * 也可以使用这个函数,将本地的指针ptab直接指向Java端的数组地址，
18      * 其实本质上是JVM在堆上分配的这个数组对象上增加一个引用计数，保证
19      * 垃圾回收的时候不要释放，从而交给本地的指针使用，使用完毕后指针
20      * 一定要记得通过ReleaseByteArrayElements进行释放，否则会产生内存泄露。
21      */
22     ptab = (*env)->GetByteArrayElements(env,buffer,0);
23     if(ptab ==NULL)
24     {
25         printf("ReleaseByteArrayElements error.
");
26         return ;
27     }
28     for(i=0;i<len;i++)
29         printf("ptab[%d]=%c,",i,ptab[i]);
30     printf("
");
31     (*env)->ReleaseByteArrayElements(env,buffer,ptab,0);
32 }
33 
34 JNIEXPORT jbyteArray JNICALL Java_testJNI_getBuffer(JNIEnv *env, jobject obj)
35 {
36     int i;
37     char buffer[30];
38     for(i=0;i<10;i++)
39         buffer[i] = 'a';
40     // 在JNI层分配数组空间
41     jbyteArray array = (*env)->NewByteArray(env,30);
42     // 将buffer值复制给JNI层数组
43     (*env)->SetByteArrayRegion(env,array,0,10,buffer);
44     // 返回访问指针
45     return array;
46     // 此外还有一种方法可以实现，使用GetDirectBufferAddress()函数
47 }

myself.c代码折叠

1 libmyself.so:myself.o
2     gcc -Wall -rdynamic -shared -o libmyself.so myself.o
3 
4 %.o:%.c
5     gcc -I/usr/lib/jvm/java-6-openjdk-amd64/include/ -I/usr/lib/jvm/java-6-openjdk-amd64/include/linux/ -fPIC -c -o $@ $^
6 
7 clean: 
8     rm -rf *.o *.so

Makefile代码折叠