1 通过JNI混合使用Java和C++ -----> 操作字符串

JNI(Java Native Interface)是Java语言的一部分，可以访问非Java语言编写的程序，也可以用于在C++程序中执行Java代码。

步骤:

1>  编写带有native声明方法的Java类，并且该方法只定义不实现，后期由c++负责实现：

// HelloCpp.java

public class HelloCpp

{

    // ...

   public native void callCpp();

    // ...

}

2>  由于后期的C++实现代码最终会被编译为一个动态库.dll，因此需要在Java类中定义一个静态代码块，提前加载该动态库，假设动态的名字为hellocpp.dll：

// HelloCpp.java

public class HelloCpp

{

    static

    {

       System.loadLibrary("hellocpp");

    }

    public native void callCpp();

    // ...

}

3>  在Java类中定义main方法调用该native方法：

// HelloCpp.java

public class HelloCpp

{

    static

    {

       System.loadLibrary("hellocpp");

    }

    public native void callCpp();

    public static void main(String[] args)

    {

       System.out.println("***** JNI Test *****");

       HelloCpp instance = new HelloCpp();

       instance.callCpp();      // 调用native方法

    }

}

4>  编译包含native方法的Java类，生成class字节码文件：

javac HelloCpp.java      　　// 生成HelloCpp.class

5>  生成与native方法对应的.h头文件：

javah –jni HelloCpp         // 生成HelloCpp类对于的头文件HelloCpp.h

// HelloCpp.h

/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */

#include <jni.h>

/* Header for class HelloCpp */

#ifndef _Included_HelloCpp

#define _Included_HelloCpp

#ifdef __cplusplus

extern "C" {

#endif

/*

 * Class:     HelloCpp

 * Method:    callCpp

 * Signature: ()V

 */

JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloCpp_callCpp(JNIEnv* env, jobject this);

#ifdef __cplusplus

}

#endif

#endif

6>  使用C++实现native方法：

// HelloCpp.cpp

#include "HelloCpp.h"

#include <jni.h>

#include <iostream>

JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloCpp_callCpp(JNIEnv* env, jobject this)

{

    std::cout << "C++ Implementation" << std::endl;

}

7>  编译生成动态库hellocpp.dll:

g++ -Wl,--kill-at –shared –I D:jdk1.7.0_75include –I D:jdk1.7.0_75includewin32 HelloCpp.cpp –o hellocpp.dll

8>  调用hellocpp.dll来运行Java程序：

Java HelloCpp

结果如下：

***** JNI Test *****

C++ Implementation

 

说明：

JNIEXPORT void JNICALL Java_HelloCpp_callCpp(JNIEnv* env, jobject this);

JNIWXPORT和JNICALL是宏。

JNIEnv*指向一个位置，该位置包含一个指向函数表的指针，表中的每一项都是一个指向JNI函数的指针，native方法通过JNI函数访问JVM的中的数据 ，如下所示：

第二个参数对于非静态方法为jobject，对于静态方法为jclass。jobject表示调用native方法对象自身的引用，如同C++中的this指针；jclass表示定义native方法的类的引用。

如下介绍带有参数和返回值的native方法：

// Prompt.java

class Prompt
{
    static
    {
        System.loadLibrary("Prompt");
    }
    private native String GetLine(String prompt);
    
    public static void main(String[] args)
    {
        Prompt p = new Prompt();
        String input = p.GetLine("Enter a line:");
        System.out.println("Your Input is: " + input);
    }
}

    

// Prompt.h

/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
#include <jni.h>
/* Header for class Prompt */

#ifndef _Included_Prompt
#define _Included_Prompt
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
 * Class:     Prompt
 * Method:    GetLine
 * Signature: (Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String;
 */
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_Prompt_GetLine(JNIEnv* env, jobject _this, jstring prompt);

#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

// Prompt.cpp

#include "Prompt.h"
#include <iostream>

JNIEXPORT jstring JNICALL Java_Prompt_GetLine(JNIEnv* env, jobject _this, jstring prompt)
{
    char buf[1024];
    const char* str;
    str = env->GetStringUTFChars(prompt, NULL);            /* 获得传入的字符串，将其转换为native Strings */
    if(str == NULL)                                        /* str == NULL意味着JVM为native String分配内存失败 */
    {
        return NULL;
    }
    std::cout << str;                                        /* 显示传入的字符串参数 prompt */ 
    env->ReleaseStringUTFChars(prompt, str);                /* 通知JVM释放String所占的内存 */
    
    std::cin.get(buf, 1024);
    return env->NewStringUTF(buf);                        /* 构造新的Java.lang.String，如果JVM分配内存失败，则抛出OutOfMemoryError，并且返回NULL */
}

补充信息：

：： UTF-8字符串以’’结尾，而Unicode字符串则不是。如果需要获得Unicode格式的jstring的长度，可以使用GetStringLength；如果需要获得UTF-8格式的jstring的长度，可以先使用GetStringUTFChars，在其结果上使用strlen，或者直接使用GetStringUTFLength。

：： GetStringUTFChars的第二个参数为jboolean *isCopy，其指向分配的内存空间，如果isCopy被设为JNI_TRUE，那么返回的String是Java String的一个副本；如果被设为JNI_FALSE，那么返回一个指向Java String本身的指针，此时不允许修改返回的String。

：： 函数对Get/ReleaseStringCritical的作用于Get/ReleaseStringChars类似，但是对于程序员而言，该函数对之间的代码相当于“临界区”。在该“临界区”内，native代码不能调用任何的JNI函数，否则将引起当前线程阻塞。

：： GetStringRegion/GetStringUTFRegion将Unicode格式的String复制到预分配的缓冲区中，由于不需要JVM分配内存，因此也就不需要释放操作：

JNIEXPORT jstring JNICALL Java_Prompt_GetLine(JNIEnv* env, jobject _this, jstring prompt)
{
    char inbuf[1024], outbuf[1024];
    int len = env->GetStringUTFLength(prompt);
    env->GetStringUTFRegion(prompt, 0, len, outbuf);
    std::cout << outbuf;
    
    std::cin.get(inbuf, 1024);
    return env->NewStringUTF(inbuf);    
}

总结：

1>  数据类型对应关系表：

Java 类型	本地 C 类型	实际表示的 C 类型（Win32）
boolean	jboolean	unsigned char
byte	jbyte	signed char
char	jchar	unsigned short
short	jshort	short
int	jint	long
long	jlong	__int64
float	jfloat	float
double	jdouble	double
void	void	N/A

2>  JNI字符串函数

JNI函数	描述	版本
GetStringChars ReleaseStringChars	获得/释放一个Unicode格式的字符串指针，可能返回一个字符串的副本	JDK 1.1
GetStringUTFChars ReleaseStringUTFChars	获得/释放一个UTF-8格式的字符串指针，可能返回一个字符串的副本	JDK 1.1
GetStringLength	返回Unicode格式字符串的长度	JDK 1.1
GetStringUTFLength	返回UTF-8格式字符串的长度	JDK 1.1
NewString	根据Unicode格式的C字符串创建一个Java字符串	JDK 1.1
NewStringUTF	根据UTF-8格式的C字符串创建一个Java字符串	JDK 1.1
GetStringCritical ReleaseStringCritical	获得/释放一个Unicode格式的字符串指针，可能返回一个字符串的副本【在该函数对区间内，不能使用任何JNI函数】	JDK 1.2
GetStringRegion	将Unicode格式的String复制到预分配的缓冲区中	JDK 1.2
GetStringUTFRegion	将UTF-8格式的String复制到预分配的缓冲区中	JDK 1.2